一種新型ptc發(fā)熱塑膠管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電加熱裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型PTC發(fā)熱塑膠管及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)保連續(xù)監(jiān)測工業(yè)氣體排放，一般由采樣頭收集后，經(jīng)采樣管輸送到分析儀器進(jìn)行監(jiān)測，而從采樣頭到分析儀器之間有一段的距離，如火電廠煙氣排放監(jiān)測從采樣頭到分析儀器之間一般約有100米左右的距離。特別是寒冷的冬季，氣體常常在未到達(dá)目的地時，就已經(jīng)凍結(jié)堵塞，使連續(xù)監(jiān)測無法進(jìn)行或結(jié)露影響氣體監(jiān)測分析的精度。因此，為了預(yù)防管道內(nèi)氣體液化或者流體結(jié)凍堵塞，需要對管道進(jìn)行加熱融冰。為了解決管道加熱問題，傳統(tǒng)方法是采用恒功率電熱元件。但其能耗大，且必須采用溫控器件控制溫度，溫控器件一旦失靈，溫度就急劇上升，直至電熱絲燒斷，失去加熱作用，破壞控溫條件。公開日為2002年11月06日，公開號為1378072的中國發(fā)明專利公開了一種耐腐伴熱采樣復(fù)合管，它采用多根采樣管、電源線、儀表補償電纜線外包覆有屏蔽熱反射膜，在屏蔽熱反射膜外設(shè)有保溫層，保溫層外設(shè)有較厚塑料外套，該種氣體采樣管旁伴上一條PTC加熱帶。該種復(fù)合管雖然可以防止氣體在管道內(nèi)發(fā)生冷凝結(jié)露現(xiàn)象，且在-80°C?200°C狀態(tài)下耐各種酸堿氣體腐蝕，減少熱量的輻射損失20%，降低能耗。但是該種加熱裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，原材料耗費大，其制造成本高，使用極其不便，熱傳導(dǎo)效率也不高。
[0003]此外，公開日為2014年6月18日，公開號是103874250A的中國發(fā)明專利公開了一種新型的自限溫加熱電纜，對現(xiàn)有的加熱伴熱元件做了進(jìn)一步地改進(jìn)，該加熱電纜的橫截面為加熱芯帶圍成管狀結(jié)構(gòu)，加熱芯帶的內(nèi)部設(shè)有三個導(dǎo)電導(dǎo)體，導(dǎo)電導(dǎo)體連接到供電電源上，加熱芯帶優(yōu)選為PTC發(fā)熱材料，所謂的PTC發(fā)熱材料，就是具有PTC (positivetemperature coefficient “正溫度系數(shù)”)電阻特性的高分子發(fā)熱材料。也就是說，在一定的溫度范圍內(nèi)，這種發(fā)熱材料自身的電阻率會隨溫度的升高而增大。但是該種結(jié)構(gòu)并不能完整地?zé)o縫貼合，且貼合得不夠緊密，仍然存在著縫隙，易導(dǎo)致直導(dǎo)線型伴熱帶其導(dǎo)線與導(dǎo)熱管脫開分尚。
[0004]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中對管道的加熱方式多為在管道外貼住管表面敷設(shè)一條伴熱帶或發(fā)熱電纜，由伴熱帶或發(fā)熱電纜提供熱源加熱管道。由于被加熱管道為圓形，而發(fā)熱電纜則近似長方形，彼此接觸為僅線狀接觸，接觸面積小，熱傳導(dǎo)面積就小，因而熱阻大，傳熱效果差；為提高熱傳導(dǎo)效果或提升被加熱管內(nèi)的溫度，還必須增加加熱功率，以及用較厚的保溫層包裹起來進(jìn)行保溫，并包覆足夠厚度的外護(hù)套。這樣既增加電能消耗，又會使整個管道部件外形尺寸(直徑)較大，管道部件本身盤繞困難，質(zhì)量較重，在室外露天安裝施工十分不便。此外，在某些管道內(nèi)要求高溫的場合，由于達(dá)不到所要求溫度，限制了這種管道部件的應(yīng)用范圍。因此，我們亟待開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡單、熱傳導(dǎo)良好，導(dǎo)熱均勻，無需太大加熱功率，同時無需厚重的保溫層，外形尺寸小巧輕，節(jié)能降耗，適合在室外露天安裝的PTC發(fā)熱塑膠管。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使被加熱管道受熱均勻，熱傳導(dǎo)性能好，外形尺寸小巧輕便，節(jié)能降耗，適合在室外露天進(jìn)行安裝的PTC發(fā)熱塑膠管及其制備工藝。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種新型PTC發(fā)熱塑膠管，包括加熱管和外護(hù)套，所述的外護(hù)套包覆于管體之外，所述的加熱管體包括塑膠管、PTC發(fā)熱層和電極導(dǎo)體，所述塑膠管外部包覆有夾角為180°且平行設(shè)置的兩股螺旋型電極導(dǎo)體，所述的電極導(dǎo)體包括電極導(dǎo)體A和電極導(dǎo)體B，所述電極導(dǎo)體外包裹有PTC發(fā)熱材料。
[0007]進(jìn)一步地，所述的電極導(dǎo)體由多股銅芯線纏繞而成。
[0008]進(jìn)一步地，所述的塑膠管優(yōu)選為聚四氟乙烯。
一種新型PTC發(fā)熱塑膠管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
a.制備電極導(dǎo)體；
b.制備PTC發(fā)熱材料，所述的PTC發(fā)熱材料各組分的百分比為:結(jié)晶性或半結(jié)晶性高分子20%-40%、導(dǎo)電材料30%-65%、可聚合的極性單體1%-9%、無機填料10%_25%、加工助劑0.05-5%,將各組分投入轉(zhuǎn)矩流變儀、密煉機、開煉機，單螺桿擠出機或雙螺桿擠出機進(jìn)行熔融混合，再通過粉碎機粉碎或切割機造粒，制得有一定電阻的PTC發(fā)熱材料；
C.將步驟b中的制得的PTC材料連同導(dǎo)體，通過模具熱擠塑機包覆于塑膠管道上，兩根導(dǎo)線送進(jìn)時采用雙頭螺旋，兩導(dǎo)線之間相隔180°c，同一個方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)纏繞包覆制得帶電極導(dǎo)體的PTC發(fā)熱層；
d.將步驟C制得的帶包覆PTC發(fā)熱材料連同導(dǎo)線的塑膠管外層包覆一層絕緣外套；
進(jìn)一步地，所述的結(jié)晶性或者半結(jié)晶性高分子為聚乙烯、聚丙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物的一種或者多種。
[0009]進(jìn)一步地，所述的步驟b中的導(dǎo)電材料為粒徑為I μηι~10 μπι的爐法炭黑。
[0010]進(jìn)一步地，所述步驟b中的可聚合的極性單體為酸酐、(甲基)丙烯酸(脂)、丙烯腈、酰胺、肽胺和不飽和胺中的一種或多種。
[0011]進(jìn)一步地，所述步驟b中的無機填料為增強炭黑、層狀納米蒙脫土、納米或微米碳酸鈣、氧化鎂、氧化鋁和氧化鋅中的一種或多種。
[0012]進(jìn)一步地，所述步驟b中的加工助劑為引發(fā)劑、抗氧劑、潤滑劑、金屬抑制劑和阻燃劑的一種或多種。
[0013]本發(fā)明的有益效果:
(I )、塑膠管全部包裹在發(fā)熱材料中，使塑膠管受熱均勻，是在塑膠管整個周長上在發(fā)熱，且能夠靠電阻限制自己的溫度，避免直線型的局部加熱的，導(dǎo)致受熱不均勻，發(fā)生局部自然或者斷裂的現(xiàn)象；
(2)、本發(fā)明采用螺旋型導(dǎo)線，使發(fā)熱材料與導(dǎo)線之間結(jié)合地更加緊密，有效降低直導(dǎo)線型伴熱帶其導(dǎo)線與材料間易脫開分離的幾率；
(3)、由于直接將塑膠管(可用于采樣)包裹其中，使得成品管徑尺寸大為減小，減少了材料的消耗，相應(yīng)地大大降低了生產(chǎn)成本；
(4)、管徑尺寸變小，盤繞半徑變小，整體質(zhì)量更輕，柔韌性能更好，便于采樣管在室外的安裝以及施工。
[0014](5)、該種新型PTC發(fā)熱塑膠管的制備工藝非常的簡單、生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)異，生產(chǎn)效率高。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明一種新型PTC發(fā)熱塑膠管有外護(hù)套截面圖；
圖2為本發(fā)明一種新型PTC發(fā)熱塑膠管有外護(hù)套平面圖；
圖3為本發(fā)明一種新型PTC發(fā)熱塑膠管無外乎套截面圖；
圖4為