一种供水管道均匀布热防冻伴热带制造技术

本发明专利技术公开了一种供水管道均匀布热防冻伴热带，包括两根平行设置的铜芯母线、分布在两根所述铜芯母线之间起加热作用的PTC高分子发热材料，以及包裹在所述PTC高分子发热材料外的内绝缘护套；所述PTC高分子发热材料的制备原料包括以下质量份数的组分：高密度聚乙烯100份，氮化铝10～23份，炭黑3～5份，氧化锌0.5～0.8份，硅烷偶联剂2.5～3.5份，4,4'‑硫代双(6‑特丁基间甲酚)1.5～2.0份，四季戊四醇脂0.3～0.5份，葵二酸二辛脂0.8～1.0份。本发明专利技术提供的一种供水管道均匀布热防冻伴热带，在长度方向上具有良好的导热性，从而可以尽可能地减小在长度方向上的温度差异。

【技术实现步骤摘要】
一种供水管道均匀布热防冻伴热带
本专利技术涉及一种伴热带产品
，特别是一种供水管道均匀布热防冻伴热带。
技术介绍
自限温伴热带的结构包括两根导电芯、和分布在两根导电芯之间起加热作用的PTC高分子材料；当电源接通时，随着PTC高分子材料的发热，内部PTC高分子材料受热膨胀使电阻变大，从而减小发热功率，使发热功率与PTC高分子材料的电阻达到一个平衡值，从而实现伴热带的自限温功能。对于不同应用场合的自限温伴热带，有着不同的性能要求，其中对于供水管道进行防冻伴热的伴热带，对于伴热温度的要求并不高，伴热带表面的最高维持温度只要能达到50℃以上，即可实现防止供水管道冻结的功能；此外对于伴热带的阻燃性能要求也不高，即便伴热带在事故中被引燃或由于故障导致发生自燃，一般不会对供水管道造成破坏，即便对供水管道造成破坏导致水管破裂，供水管道中的水也可以快速地扑灭火焰；但是由于供水管道的长度较长，且大多深埋于地下，因此要求伴热带需要具备较大的长度，而伴热带长度过长，受PTC高分子发热材料整体电阻值的影响，则各位置处的温度就存在较大差异，导致了有的位置伴热温度已经达到上限，而有的位置伴热温度还不足以起到防冻效果。基于上述特性，有必要开发一种供水管道均匀布热防冻伴热带。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种供水管道均匀布热防冻伴热带，在长度方向上具有良好的导热性，从而可以尽可能地减小在长度方向上的温度差异。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种供水管道均匀布热防冻伴热带，包括两根平行设置的铜芯母线、分布在两根所述铜芯母线之间起加热作用的PTC高分子发热材料，以及包裹在所述PTC高分子发热材料外的内绝缘护套；所述PTC高分子发热材料的制备原料包括以下质量份数的组分：高密度聚乙烯100份，氮化铝10～23份，炭黑3～5份，氧化锌0.5～0.8份，硅烷偶联剂2.5～3.5份，4,4'-硫代双(6-特丁基间甲酚)1.5～2.0份，四季戊四醇脂0.3～0.5份，葵二酸二辛脂0.8～1.0份。作为上述技术方案的进一步优选，两根所述铜芯母线均为镀锡铜绞线或镀镍铜绞线，所述内绝缘护套为乙烯-醋酸乙烯共聚物材料制成。作为上述技术方案的进一步优选，还包括包裹在所述内绝缘护套外的电缆屏蔽层，所述电缆屏蔽层为半导电带绕包、半导电料挤包和金属纤维混合编织中的一种或多种复合。作为上述技术方案的进一步优选，还包括包裹在所述电缆屏蔽层外的外绝缘护套，所述外绝缘护套为乙丙橡胶材料制成。与现有技术相比较，本专利技术的有益效果是：本专利技术所提供的一种供水管道均匀布热防冻伴热带，选用的PTC高分子发热材料具有良好的导热性，在长度方向上的导热率为35～78W/m·K，从而可以尽可能地减小在长度方向上的温度差异；伴热带表面最高维持温度为48～63℃。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术所述的一种供水管道均匀布热防冻伴热带的结构示意图。具体实施方式具体实施例1参照图1，图1是本实施例提供的一种供水管道均匀布热防冻伴热带，包括两根平行设置的铜芯母线1、分布在两根所述铜芯母线1之间起加热作用的PTC高分子发热材料2，以及包裹在所述PTC高分子发热材料2外的内绝缘护套3；两根所述铜芯母线1均为镀锡铜绞线或镀镍铜绞线，所述内绝缘护套3为乙烯-醋酸乙烯共聚物材料制成。还包括包裹在所述内绝缘护套3外的电缆屏蔽层4，所述电缆屏蔽层4为半导电带绕包、半导电料挤包和金属纤维混合编织中的一种或多种复合。还包括包裹在所述电缆屏蔽层4外的外绝缘护套5，所述外绝缘护套5为乙丙橡胶材料制成。所述PTC高分子发热材料2的制备原料包括以下质量份数的组分：高密度聚乙烯100份，氮化铝23份，炭黑3份，氧化锌0.6份，硅烷偶联剂3.5份，4,4'-硫代双(6-特丁基间甲酚)1.5份，四季戊四醇脂0.4份，葵二酸二辛脂0.8份。炭黑的粒径小于等于200纳米，氧化锌的粒径小于等于100纳米，氮化铝的粒径小于等于1.0微米。所述PTC高分子发热材料2的制备方法包括以下步骤：步骤一、将高密度聚乙烯母粒、氮化铝、炭黑和氧化锌混合后投入到密炼设备中，以130～150℃的温度密炼20～30分钟，使高密度聚乙烯完全融化且各组分充分混合。步骤二、将硅烷偶联剂投入到密炼设备中，以110～120℃的温度密炼30～50分钟，使硅烷偶联剂均匀分散且充分反应。步骤三、将4,4'-硫代双(6-特丁基间甲酚)、四季戊四醇脂和葵二酸二辛脂混合均匀后投入到密炼设备中，以120～130℃的温度密炼10～20分钟，使组分分散均匀。步骤四、将步骤三的产物投入到双螺杆熔融挤出设备中，挤出PTC高分子发热材料包裹在两根平行设置的铜芯母线外。步骤五、挤出的PTC高分子发热材料在25℃～28℃的空气中冷却至低于软化温度后，置于80℃～85℃的水槽中进行冷却并保温1～3分钟，然后送入65℃～70℃的水槽中进行冷却并保温1～3分钟，再送入45℃～50℃的水槽中进行冷却并保温1～3分钟，最后至于空气中冷却至室温。本实施例提供的所述PTC高分子发热材料2的导热性能为：在长度方向上的导热率为78W/m·K。本实施例提供的一种供水管道均匀布热防冻伴热带的防水试验性能：依据GB/T19835-2005《自限温伴热带》国家标准进行测试，伴热带浸水48h后承受3.5KV/1min无击穿。本实施例提供的一种供水管道均匀布热防冻伴热带的发热温度：依据GB/T19835-2005《自限温伴热带》国家标准进行测试，伴热带表面最高维持温度为55℃。具体实施例2本实施例提供的一种供水管道均匀布热防冻伴热带，结构以及所述PTC高分子发热材料2的制备方法均与具体实施例1相同，不同之处在于：所述PTC高分子发热材料2的制备原料包括以下质量份数的组分：高密度聚乙烯100份，氮化铝10份，炭黑5份，氧化锌0.8份，硅烷偶联剂.5份，4,4'-硫代双(6-特丁基间甲酚)1.6份，四季戊四醇脂0.3份，葵二酸二辛脂0.9份。本实施例提供的所述PTC高分子发热材料2的导热性能为：在长度方向上的导热率为35W/m·K。本实施例提供的一种供水管道均匀布热防冻伴热带的防水试验性能：依据GB/T19835-2005《自限温伴热带》国家标准进行测试，伴热带浸水48h后承受3.5KV/1min无击穿。本实施例提供的一种供水管道均匀布热防冻伴热带的发热温度：依据GB/T19835-2005《自限温伴热带》国家标准进行测试，伴热带表面最高维持温度为63℃。具体实施例3本实施例提供的一种供水管道均匀布热防冻伴热带，结构以及所述PTC高分子发热材料2的制备方法均与具体实施例1相同，不同之处在于：所述PTC高分子发热材料2的制备原料包括以下质量份数的组分：高密度聚乙烯100份，氮化铝20份，炭黑4份，氧化锌0.5份，硅烷偶联剂3.0份，4,4'-硫代双(6-特丁基间甲酚)2.0份，四季戊四醇脂0.5份，葵二酸二辛脂1.0份。本实施例提供的所述PTC高分子发热材料2的导热性能为：在长度方向上的导热率为63W/m·K。本实施例提供的一种供水管道均匀布热防冻伴热带的防水试验性能：依据GB/T19835-2005《自限温伴热带》国家标准进行测试，伴热带浸水48h后承受3.5KV/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种供水管道均匀布热防冻伴热带，包括两根平行设置的铜芯母线（1）、分布在两根所述铜芯母线（1）之间起加热作用的PTC高分子发热材料（2），以及包裹在所述PTC高分子发热材料（2）外的内绝缘护套（3）；其特征在于，所述PTC高分子发热材料（2）的制备原料包括以下质量份数的组分：高密度聚乙烯100份，氮化铝10～23份，炭黑3～5份，氧化锌0.5～0.8份，硅烷偶联剂2.5～3.5份，4,4'‑硫代双(6‑特丁基间甲酚) 1.5～2.0份，四季戊四醇脂0.3～0.5份，葵二酸二辛脂0.8～1.0份。

【技术特征摘要】
1.一种供水管道均匀布热防冻伴热带，包括两根平行设置的铜芯母线（1）、分布在两根所述铜芯母线（1）之间起加热作用的PTC高分子发热材料（2），以及包裹在所述PTC高分子发热材料（2）外的内绝缘护套（3）；其特征在于，所述PTC高分子发热材料（2）的制备原料包括以下质量份数的组分：高密度聚乙烯100份，氮化铝10～23份，炭黑3～5份，氧化锌0.5～0.8份，硅烷偶联剂2.5～3.5份，4,4'-硫代双(6-特丁基间甲酚)1.5～2.0份，四季戊四醇脂0.3～0.5份，葵二酸二辛脂0.8～1.0份。2.根据权利要求1所述的一种供水管道均匀布热防冻伴热带，其特征在于，所述PTC高分子发热材料（2）的制备原料包括以下质量份数的组分：高密度聚乙烯100份，氮化铝23份，炭...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁旭波，
申请(专利权)人：芜湖市旭辉电工新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34