[發明專利]一種高分子自限溫伴熱電纜

無效

• 申請號: 201310484587.3
• 申請日: 2013-10-15
• 公開（公告）號: CN104582033A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 李貽連
• 申請（專利權）人: 安邦電氣集團有限公司
• 主分類號: H05B3/56
• 分類號: H05B3/56;H05B3/10
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 劉勇;楊靜

技術領域

本發明涉及伴熱電纜技術領域，尤其涉及一種高分子自限溫伴熱電纜。

背景技術

伴熱電纜廣泛應用于許多領域，如在工業方面主要利用在石油、化工、熱電廠等需要防止管道或罐內的液體物質凝固/流動速度慢的場所，在公共設施方面主要用于消防管道的伴熱，在民用方面可用于室內取暖以及冬季室外管道防凍方面。伴熱電纜的核心在于其結構和制作其電熱原件的PTC（Positive?Temperature?Coefficient）材料。PTC材料是指材料的電阻值隨溫度的升高而上升的一種熱敏材料，即材料的電阻或電阻率在某一特定的溫度范圍內時基本保持不變或僅有微小量的變化，而當溫度達到材料的某個特定的轉變點溫度附近時，材料的電阻率會在幾度或十幾度的狹窄的溫度范圍內發生突變，電阻率迅速增大10³-10⁹數量級。

PTC材料主要分為陶瓷基PTC材料和高分子基PTC材料兩種類型。其中，高分子基PTC材料由于具有易加工、制造成本較低、導電范圍大、室溫電阻率低等優點而顯示出巨大的應用價值。但是，現有技術中，高分子基PTC材料及高分子伴熱電纜還存在PTC強度和電阻率不易協調的缺陷。

發明內容

為了解決背景技術中存在的技術問題，本發明提出了一種高分子自限溫伴熱電纜，實現了高分子伴熱電纜的高PTC強度和低電阻率的匹配，其結構簡單，綜合性能優異。

本發明提出的一種高分子自限溫伴熱電纜，包括PTC芯帶，依次包覆在所述PTC芯帶外的絕緣層、金屬屏蔽層和耐磨護套層，PTC芯帶由兩根平行布置的發熱導線和包覆在其外的PTC材料層構成；所述PTC材料采用高分子基PTC復合材料，所述高分子基PTC復合材料由高密度聚乙烯、三元乙丙膠、V₂O₃粉末、熱裂碳黑制成，其中，所述V₂O₃粉末在所述高密度聚乙烯中加入量為48-55Wt%，所述熱裂碳黑在所述高密度聚乙烯中加入量為6-15wt%，所述高密度聚乙烯與所述三元乙丙膠的質量比為2.3-2.7。

優選地，所述熱裂碳黑的粒徑為350-450nm。

優選地，所述V₂O₃粉末在所述高密度聚乙烯中加入量為51Wt%。

優選地，所述熱裂碳黑在所述高密度聚乙烯中加入量為12wt%。

優選地，所述高密度聚乙烯與所述三元乙丙膠的質量比為2.4。

一種制備高分子自限溫伴熱電纜中高分子基PTC復合材料的方法，包括以下步驟：

S1按質量比稱取高密度聚乙烯與三元乙丙膠并放入混煉機中混煉15-20分鐘；

S2參照步驟S1中稱取的高密度聚乙烯量，按加入量稱取V₂O₃粉末、熱裂碳黑并放入攪拌機中進行攪拌混合8-10分鐘；

S3將步驟S1中混煉好的高密度聚乙烯與三元乙丙膠與步驟S2中混合好的V₂O₃粉末、熱裂碳黑，放入混煉機混煉10-15分鐘，冷卻，切粒。

本發明中，在高密度聚乙烯中加入V₂O₃，由于V₂O₃的室溫電阻率低至2*10^-3Ω·cm，同時，V₂O₃粉末在所述高密度聚乙烯中加入量達到48-55Wt%，V₂O₃在高密度聚乙烯中呈連續相分布，V₂O₃顆粒之間相互接觸，形成了大量的導電通道，表現出低溫狀態下的低電阻率，當溫度達到高密度聚乙烯熔點附近，高密度聚乙烯體積大幅度膨脹，V₂O₃顆粒之間斷開，切斷了V₂O₃顆粒組成的導電通道，從而使電阻率急劇上升，體現出高PTC強度；在高密度聚乙烯中加入熱裂碳黑，可以消除和防止靜電積聚，提高PTC強度，同時，通過加大熱裂碳黑的粒徑，從而減小熱裂碳黑表面積，進一步提升PTC強度。

附圖說明

圖1為本發明提出的一種高分子自限溫伴熱電纜的結構示意圖；

圖2為本發明提出的一種制備高分子自限溫伴熱電纜中高分子基PTC復合材料的方法的流程示意圖。

具體實施方式