本发明专利技术提供了一种平面高分子复合材料发热片及其发热基材的制备方法，所述平面高分子复合材料发热片包括发热基材、电极、辅助电极和保护绝缘层，其中发热基材两侧分别设置相互平行的正负电极，在覆盖了平行正负电极的发热基材区间再覆盖辅助电极。所述的保护绝缘层包覆在具有电极和辅助电极的发热基材的外层。其中发热基材由下列重量份原料制成：低密度直锁聚乙烯：３５－４０份；茂金属聚乙烯：２５－３５份；导电碳黑：２５－３５份；抗氧剂：１－２份；复合型纳米极氧化钛：１－２份。并经双辊混炼机混炼后粉碎，单螺杆挤出机挤出造粒，制成混合母粒。再经双螺杆挤出机混熔、分散、塑化。然后进入单螺杆挤出机经片材成型模具挤出，经三辊压光机定型为片材，最后经电子加速器电子束辐射交联。本发明专利技术所述平面高分子复合材料发热片及其制备方法的优点在于：１．解决了正温度系数特征发热体因局部过热引起的高温热冲击的弊病。２．提供了按室温需要控制能耗输出的实施方法。３．扩大散热面积，提高散热效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，属于具有JH 温度系数特征的自控温发热体作为供暖材料。
技术介绍
近年来国内采用具有正温度系数特征的自控温发热体作为供暖材料，巳非常普及， 其主要形式以发热电缆一类非平面发热体为主。采用平面发热体的供暖材料主要以导电 油墨和碳纤维为发热基材，但都不具有正温度系数特征。具有JH温度系数特征的自控温 平面发热体之所以稀少，其主要原因在于，面状聚合物复合材料，其导电通路是由分子 链缠绕的碳链构成，当对两电极间施加电压V时，两电极之间电流通过的区间处于一组 串联电路下，电流通过具有电阻率正温度系数特征的平面复合材料时，随温度上升同时 电阻增大，电流减少，但是由碳链组成各种电路其电阻率不同，在串联电路中电阻大的 位置电压分配高，而电流相同的条件下，电阻大的位置热输出功率就大，升温就快，由 于IF.温度系数特征的聚合物复合材料的电阻率对温度有高度依赖性，升温越快的位置， 电压叠加的越高，当局部热输出功率集结到温度接近基体熔点温度时，就形成为热崩溃。现有的解决方法，大都从复合材料本身对热冲击抵抗能力进行改进， 一种是在原料 中添加相应的助剂对复合材料进行改性，提高材料抗热冲击能力。另一种是提高复合材 料交联度的凝胶率，用提高材料的稳定性，舒缓热冲击强度。现有技术方案的不足之处在于对材料基体的改性和交联度提高，增强材料的抗热 冲击能力，但不能避免和控制因局部电阻增大的不均匀性，引起电压的集中冲击，导致 热输出集结形成热崩溃。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种， 可防止局部过热，避免受到热冲击的平面发热片。本专利技术所述的平面高分子复合材料发热片，包括发热基材、电极、辅助电极和保护 绝缘层，其中发热基材采用呈正温度系数特征的材料制成片状矩形，在其两侧分别设置 相互平行的正负电极，且该正负电极通过电线连接电源，在覆盖了平行正负电极的发热 基材区间再覆盖两条或两条以上的辅助电极，该等辅助电极平行于正负电极并且等分正负电极间的区域。在设有N条辅助电极，且正负电极间施加电压V时，等分区域间电压 等于或接近V/N。所述的保护绝缘层包覆在具有电极和辅助电极的发热基材的外层。在本专利技术所述的平面高分子复合材料发热片的JH负电极间施加电压时，有电流通过 发热基材，同时电阻增大，该特征要符合电阻率正温度系数变化参数范围。正负电极间的电气回路应视为整体的串联电路，被等分的多个区间形成多个串联电 路中的串联电路，将总电压等分为若干均等的低电压可以充分限制电压冲击强度，同时 也限制了电压转移速度，縮小了的区域的跨度，縮小散热不均匀性的范围，使升温状态 处于基材软化点与熔融点之间，避免堆积温度升入基材的熔融点。通过上述措施的矩形 发热片，在通电加热时发热平面多点经测试其温差不超过10%。所述保护绝缘层可以采用聚对苯二钾基乙二醇脂/聚乙烯复合薄膜，复合薄膜的聚乙 烯面与具有电极和辅助电极的发热基材贴合，经双辊高温复合机于100—ll(TC滚压复合。 经过包裹保护绝缘层的平面高分子复合材料发热片具有电绝缘性能。所述保护绝缘层有一个平面以铝箔/聚对苯二钾基乙二醇脂/聚乙烯复合薄膜，复合薄 膜的聚乙烯面与具有电极和辅助电极的发热基材表面贴合，经双辊高温复合机于100— ll(TC滚压复合。经过包裹保护绝缘层的平面高分子复合材料发热片具有电绝缘性能。同 时，在保护绝缘层外层贴合的铝箔可以在发热片受到点状热冲击时及时分散聚集在一起 的热量。配合辅助电极分散点状集热，而辅助电极分散局部集热，以上组合构成发热片 的均衡散热装置。可以克服电阻率正温度系数特征中因电阻率变化不一致产生的热冲击 弊病。本专利技术所述的发热基材的制备方法如下 1、发热基材由下列重量份原料制成低密度直锁聚乙烯 35—40份茂金属聚乙烯 25—35份导电碳黑 25—35份抗氧剂 l一 2份复合型纳米极氧化钛 l一2份2、 采用上述比例配置的原料，由双辊混炼机混炼后粉碎，经单螺杆挤出机挤出造粒， 制成混合母粒。3、 上述混合母粒，再经双螺杆挤出机于160—18(TC状态下混熔、分散、塑化。4、 直接进入单螺杆挤出机，于150—17(TC状态下经片材成型模具挤出，模口挤出 温度确保155—163'C之间。5、 挤出的片材经三辊压光机定型为片材。6、 上述定型后的片材，经电子加速器电子束辐射交联，凝胶率在68%—75%之间范 围。凝胶率低于68%交联不充分，正温度系数特征的复原能力差，在长期反复变化运行 下有衰竭迹象寿命低下。凝胶率高于75%交联过度，正温度系数特征变化幅度低下，达 不到低温供暖的电阻率变化参数要求。上述过程是在不破坏分子原结构的状态下，复合材料挤出模口成型同时，几种高分子都能得到充分的结晶结构后，其电阻率正温度系数变化参数是在室温0'C时瞬间通过电流在2.3—3A/M2，在室温30。C时输出功率90—110W/M2，在室温7(TC时输出功率 50—60W/M2,在室温120。C时输出功率0.6—1W/M 上述参数可达到低温供暖的技术要 求。本专利技术所述平面高分子复合材料发热片及其制备方法的优点在于1、采用导电区域 分割法和表面金属膜散热法结合的设计，解决了正温度系数特征发热体因局部过热引起 的高温热冲击，形成整体平面发热不完全，最终丧失平面发热功能的弊病。避免发热体 出现局部热功率输出过于集中，具有正温度系数特征的聚合物复合材料发热方式才得以在实践中得到应用。2、具有电阻率正温度系数特征的发热体，可以随室温变化同时增减 其电阻大小控制热输出功率，提供了按室温需要控制能耗输出的实施方法。将这一功能 使用在平面发热状态中，室温与发热面直接接触面比线性发热体大，因此自控温灵敏度 高。当室温进入热封闭状态下，电阻率不断上升到接近不导电体时，热输出功能也随之 消失，保证了整个发热过程的安全。3、本专利技术采用平面发热，利用平面辐射散热，扩大 散热面积，提高散热效率，对室温平均上升提供先决条件。常用的散热器散热集中，依 靠对流传递升温，全面升温效率低。平面散热方式更有利于提供节能条件。下面结合附图对本专利技术的具体 实施方式作进一歩说明。附图说明图1是本专利技术的结构示意图2是本专利技术中电极的结构示意具体实施例方式实施例一本专利技术所述的平面高分子复合材料发热片，其结构参见图l、 2所示，它 包括发热基材、电极、辅助电极和保护绝缘层，其中发热基材按照下列歩骤制成1、 平面复合材料由下列重量份原料制成；用茂金属聚乙烯34份、低密度直锁聚乙 烯35份、导电碳黑28份、抗氧剂1.5份、复合型纳米极氧化钛1.5份。2、 采用上述比例配置的原料，经双辊混炼机于13(TC混炼成片，在塑料粉碎机粉碎， 再经单螺杆挤出机于180'C挤出造粒，制成混合母粒。3、 混合母粒经双螺杆挤出机于160-180'C状态下混熔、分散、塑化。4、 直接进入单螺杆挤出机于150—17(TC状态下经片材成型模具挤出，模口挤出温度 确保155—163。C之间。5、 挤出的片材经三辊压光机定型为0.3—0.4MM厚度片材。6、 经电子加速器电子束辐射交联，凝胶率在68%—75%之间范围。 在经上述歩骤制成的发热基材的两侧分别设置相互平行的带状铜箔作为正负电极，且该正负电极通过电线连接电源，在覆盖了平行正负电极的发热基材区间本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种平面高分子复合材料发热片，其特征在于：包括发热基材、电极、辅助电极和保护绝缘层，其中发热基材采用呈正温度系数特征的材料制成片状矩形，在其两侧分别设置相互平行的正负电极，且该正负电极通过电线连接电源，在覆盖了平行正负电极的发热基材区间再覆盖两条或两条以上的辅助电极，该等辅助电极平行于正负电极并且等分正负电极间的区域，所述的保护绝缘层包覆在具有电极和辅助电极的发热基材的外层。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林基，
申请(专利权)人：林基，
类型：发明
国别省市：92[中国|厦门]
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