一种具有智能温控功能的电热线及利用其制备的加热模组件制造技术

本申请涉及电热材料技术领域，尤其是一种具有智能温控功能的电热线及利用其制备的加热模组件。一种具有智能温控功能的电热线，包括芯线和复合于芯线外壁的外线，所述芯线为石墨烯线；所述外线是由以下原料制备而成：导电组合物、丝线用增强助剂、抗氧化剂组合物、抗紫外线助剂、分散剂、基体树脂。本申请中的电热线与现有的伴热带、PTC加热线相比具有相对优良的力学强度、柔韧性、导电性能和耐候性能，使用领域更为广阔，市场前景更优。本申请中的加热模组件用途广泛，不仅可替代现有的伴热带、PTC加热线制产品使用，而且优异的物化性能和耐候性能，可使其应用在多个领域，充分发挥智能温控功能，提升产品竞争力。提升产品竞争力。提升产品竞争力。

【技术实现步骤摘要】
一种具有智能温控功能的电热线及利用其制备的加热模组件


[0001]本申请涉及电热材料
，尤其是涉及一种具有智能温控功能的电热线及利用其制备的加热模组件。

技术介绍

[0002]电热线是一种通电可释放热量的加热线材，多应用在加热保温领域。目前，常规的电热线主要是由导电芯线和绝缘护层组成。其中的导电芯线通常有金属丝、石墨烯线、碳纤维线等，其主要特性是具有良好导电性能。上述材质电热线接通电源后所输出的加热功率是恒定的，功率差在
±
5％之间，即为恒功率发热线。目前，炭浆工艺生产的石墨烯线的价格在0.08
‑
0.25元/m，而碳纤维线的价格在1.0
‑
1.5元/m，因而采用炭浆工艺生产的石墨烯线作为电热线具有较好的发展前景。然而，炭浆工艺生产的石墨烯线存在着较为致命的问题：炭浆复合上的石墨烯等导电物质以磨损，进而导致线材整体的导电性能不均匀，如易受摩擦部位导电物质脱落电阻偏大，发热均匀性差、加工性能差，致使采其作为电热线应用范围小，限制其发展应用。此外，炭浆工艺生产的石墨烯线为了安全考虑需要外接电控模块进行控温，降低温度过高引起安全隐患，保证器件的适应安全性。为此，本申请提供了一款具有智能温控功能的电热线。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本申请提供了一种具有智能温控功能的电热线及利用其制备的加热模组件。
[0004]第一方面，本申请提供的一种具有智能温控功能的电热线，是通过以下技术方案得以实现的：一种具有智能温控功能的电热线，包括芯线和复合于芯线外壁的外线，所述芯线为100
‑
600D的石墨烯线；所述外线是由以下质量百分数的原料制备而成：15.0
‑
20.0％的导电组合物、8.0
‑
10.0％的丝线用增强助剂、1.35
‑
1.74％的抗氧化剂组合物、0.24
‑
0.35％的抗紫外线助剂、0.10
‑
0.40％的分散剂、余量为基体树脂；所述基体树脂主要是由PP树脂、HDPE树脂、EVA树脂组成；所述PP树脂、EVA树脂、HDPE树脂的质量比控制在(780
‑
800):(180
‑
200):(400
‑
440)；所述导电组合物为纳米二硼化钛、纳米炭黑搭配纳米氧化锡、纳米氧化镍、纳米氧化铟、纳米碳纤维、纳米石墨粉、石墨烯、碳纳米管、氮化钛晶须中的至少一种；所述丝线用增强助剂为纳米氧化锌搭配纳米氧化锆、纳米氮化铝、纳米氧化铝、碳化钛锡超细微粉、氮化硼纳米管、氮化硼晶须中的至少一种。
[0005]本申请中的电热线与现有的伴热带、PTC加热线相比具有相对优良的力学强度、柔韧性、导电性能和耐候性能，使用领域更为广阔，市场前景更优。
[0006]优选的，所述PP树脂、EVA树脂、HDPE树脂的质量比控制在795:185:420；所述具有智能温控功能的电热线置于10℃下测得线阻为A1，所述A1控制在1.0*103‑
5*104Ω*m；所述具有智能温控功能的电热线置于
‑
40℃下测得线阻为A2，所述A1是所述A2的1.5
‑
3.0倍；所
述具有智能温控功能的电热线置于60℃下测得线阻为A3，所述A3是所述A1的1.5
‑
2.0倍；所述具有智能温控功能的电热线置于80℃下测得线阻为A4，A4是所述A1的2.5
‑
10倍。
[0007]通过采用上述技术方案，所制备的电热线具有较优的智能温控功能。具体地，所制备的电热线在低温下的功率相对较高，可较为快速进行热补偿，加快升温；所制备的电热线处于60
‑
110℃时，发热功率衰减30％以上，热补偿速率下降，即加热速度减缓，维持相对恒定的温度值，具有安全的智能温控功能。
[0008]优选的，所述导电组合物主要是纳米二硼化钛、纳米炭黑搭配纳米碳纤维、纳米石墨粉、氮化钛晶须组成；所述纳米二硼化钛平均粒径为0.05
‑
3微米，六方晶型；所述纳米石墨粉为鳞片状石墨粉，平均粒径为0.2
‑
1.0微米；所述纳米二硼化钛、纳米炭黑、纳米碳纤维、纳米石墨粉、氮化钛晶须的质量比控制在(5
‑
10):(60
‑
80):(5
‑
20):(10
‑
40):(0.5
‑
5)。
[0009]通过采用上述技术方案，不仅可调整所制备的电热线线阻，适用于不同电压的电压，可实现个性化设计满足不同消费者的需求。此外，纳米二硼化钛、纳米炭黑、纳米碳纤维、纳米石墨粉、氮化钛晶须以特定比例混合制备的导电组合物还可起到改善电热线的力学强度、耐候性、耐磨性的作用。
[0010]优选的，所述丝线用增强助剂主要是由纳米氧化锌、纳米氧化锆、碳化钛锡超细微粉、氮化硼纳米片组成；所述纳米氧化锌、纳米氧化锆、碳化钛锡超细微粉、氮化硼纳米片的质量比控制在(55
‑
90):(5
‑
20):(5
‑
20):(0.5
‑
5)；所述分散剂为硬脂酸盐、偶联剂中的至少一种。
[0011]通过采用上述技术方案，赋予所制备的电热线屏蔽红外、紫外线和杀菌保健、保暖功能同时也赋予了相对优良的力学强度、柔韧性、导电性能、耐候性、耐磨性，具有相对持久的使用寿命。
[0012]优选的，所述抗氧化剂组合物主要是由纳米碳化锆、纳米硅化锆、纳米碳化钛中的至少一种搭配有机系抗氧剂组成；所述有机系抗氧剂为抗氧剂1024、抗氧剂697、抗氧剂BHT中的至少一种搭配抗氧剂DSTP和/或抗氧剂DBHQ组成。
[0013]通过采用上述技术方案，可改善电热线整体的加热性能、抗老化性能、力学强度、柔韧性，所得到的电热线的规格可调整即可个性化加工为加热模组件。
[0014]优选的，所述抗氧化剂组合物主要是由纳米碳化锆、纳米碳化钛、抗氧剂1024、抗氧剂697、抗氧剂DBHQ组成；所述纳米碳化锆、纳米碳化钛、抗氧剂1024、抗氧剂697、抗氧剂DBHQ的质量比为10：(5
‑
20)：100：(20
‑
80)：(5
‑
40)。
[0015]通过试验优化选择抗氧化助剂种类和比例，可提升电热线整体的老化性能和抗紫外老化性，进而保证电热线具有相对优良的力学强度、柔韧性、导电性能和耐候性能。
[0016]优选的，所述抗紫外线助剂主要是由纳米二氧化钛、纳米氮化钛、纳米氮化硅中的至少一种搭配有机系抗紫外试剂组成；所述有机系抗紫外试剂主要是由UV
‑
531、UV
‑
234中的至少一种搭配UV622、UV
‑
770、UV
‑
944、UV
‑
783中的至少一种。
[0017本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有智能温控功能的电热线，其特征在于：包括芯线和复合于芯线外壁的外线，所述芯线为100
‑
600D的石墨烯线；所述外线是由以下质量百分数的原料制备而成：15.0
‑
20.0％的导电组合物、8.0
‑
10.0％的丝线用增强助剂、1.35
‑
1.74％的抗氧化剂组合物、0.24
‑
0.35％的抗紫外线助剂、0.10
‑
0.40％的分散剂、余量为基体树脂；所述基体树脂主要是由PP树脂、HDPE树脂、EVA树脂组成；所述PP树脂、EVA树脂、HDPE树脂的质量比控制在(780
‑
800):(180
‑
200):(400
‑
440)；所述导电组合物为纳米二硼化钛、纳米炭黑搭配纳米氧化锡、纳米氧化镍、纳米氧化铟、纳米碳纤维、纳米石墨粉、石墨烯、碳纳米管、氮化钛晶须中的至少一种；所述丝线用增强助剂为纳米氧化锌搭配纳米氧化锆、纳米氮化铝、纳米氧化铝、碳化钛锡超细微粉、氮化硼纳米片、氮化硼晶须中的至少一种。2.根据权利要求1所述的一种具有智能温控功能的电热线，其特征在于：所述PP树脂、EVA树脂、HDPE树脂的质量比控制在795:185:420；所述具有智能温控功能的电热线置于10℃下测得线阻为A1，所述A1控制在1.0*103‑
5*104Ω*m；所述具有智能温控功能的电热线置于
‑
40℃下测得线阻为A2，所述A1是所述A2的1.5
‑
3.0倍；所述具有智能温控功能的电热线置于60℃下测得线阻为A3，所述A3是所述A1的1.5
‑
2.0倍；所述具有智能温控功能的电热线置于80℃下测得线阻为A4，所述A4是所述A1的2.5
‑
10倍。3.根据权利要求2所述的一种具有智能温控功能的电热线，其特征在于：所述导电组合物主要是纳米二硼化钛、纳米炭黑搭配纳米碳纤维、纳米石墨粉、氮化钛晶须组成；所述纳米二硼化钛平均粒径为0.05
‑
3微米，六方晶型；所述纳米石墨粉为鳞片状石墨粉，平均粒径为0.2
‑
1.0微米；所述纳米二硼化钛、纳米炭黑、纳米碳纤维、纳米石墨粉、氮化钛晶须的质量比控制在(5
‑
10):(60
‑
80):(5
‑
20):(10
‑
40):(0.5
‑
5)。4.根据权利要求2所述的一种具有智能温控功能的电热线，其特征在于：所述丝线用增强助剂主要是由纳米氧化锌、纳米氧化锆、碳化钛锡超细微粉、氮化硼纳米片组成；所述纳米氧化锌、纳米氧化锆、碳化钛锡超细微粉、氮化硼纳米片的质量比控制在(55
‑
90):(5
‑
20):(5
‑
20):(0.5
‑
5)；所述分散剂为硬脂酸盐、偶联剂中的至少一种。5.根据权利要求4所述的一种具有智能温控功能的电热线，其特征在于：所述抗氧化剂组合物主要是由纳米碳化锆、纳米硅化锆、纳米碳化钛中的至少一种搭配有机系抗氧剂组成；所述有机系抗氧剂为抗氧剂1024、抗氧剂697、抗氧剂BHT中的至少一种搭配抗氧剂DSTP和/或抗氧剂DBHQ组成。6.根据权利要求5所述的一种具有智能温控功能的电热线，其特征在于：所述抗氧化剂组合物主要是由纳米碳化锆、纳米碳化钛、抗氧剂1024、抗氧剂697、抗氧剂DBHQ组成；所述纳米碳化锆、纳米碳化钛、抗氧剂1024、抗氧剂697、抗氧剂DBHQ的质量比为10：(5
‑
20)：100：(20
‑
80)：(5
‑
40)。7.根据权利要求5所述的一种具有智能温控功能的电热线，其特征在于：所述抗紫外线助剂主要是由纳米二氧化钛、纳米氮化钛、纳米氮化硅中的至少一种搭配有机系抗紫外试剂组成；所述有机系抗紫外试剂主要是由UV
‑
531、UV
‑
234中的至少一种搭配UV622、UV
‑
770、UV
‑
944、UV
‑
783中的至少一种。8.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：浙江丹亭新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：