專利名稱：單向傳熱阻燃ptc高分子自限溫電熱膜及制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電熱材料制備技術領域，具體涉及一種單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜及其制備方法。
背景技術：
面狀電熱采暖產(chǎn)品主要由半導體發(fā)熱體、載流條、絕緣材料構成。低溫輻射電熱膜的主流產(chǎn)品是由夾在絕緣聚酯(PET)薄膜間的并聯(lián)的導電油墨載流條、銀粉涂料匯流條制成，電熱膜經(jīng)導線連通電源，將電能轉化為熱能。美國Calorique電熱膜含兩層絕緣聚酯膜，中間墨線為導電油墨，厚約0. 2mm 0. 3mm。中國專利申請?zhí)?9111331. 4 (公開號為0附255037，
公開日為2000.05.31)公開了一種“低溫輻射電熱膜”，中國專利申請?zhí)?200610010213. 8 (公開號為CN1874619，
公開日為2006. 12. 06)公開了一種“電熱地膜”，中國專利申請?zhí)?2106555.8(公開號為0附080109，
公開日為1993. 12. 29)公開了“一種復合電熱膜”，中國專利申請?zhí)?1112670. 8 (公開號為CN1074074，
公開日為1993. 07. 07)公開了“一種新型電發(fā)熱膜”。低溫輻射電熱膜多采用絲網(wǎng)印刷法將導電油墨通過網(wǎng)版轉印到承印物上。中國專利申請?zhí)?3110936. 5 (公開號為CN1440219，
公開日為2003. 09. 03)公開了 “一種電熱膜制造方法”，采用凹版印刷技術將導電油墨印刷在PET基膜上形成平行排列的導電條，導電條兩端由油墨連接并復合匯流條，電熱膜上覆蓋另一基膜。中國專利申請?zhí)?200710036025. 7 (公開號為CN101148939，
公開日為2008. 03. 26)公開了 “一種電熱地板，，， 采用絲網(wǎng)印制技術在基板上印刷涂料電熱膜層，電熱膜上層設有絕緣層，可在36 220V電壓下長期安全使用。中國專利申請?zhí)?01010562200. 8 (公開號為CN102083M6A，
公開日為 2011. 06. 01)公開了 “一種遠紅外電熱膜”，導電銀漿條、導電碳漿條呈正交排列，置于兩層絕緣薄膜中間，電熱轉換率達98%，發(fā)熱溫度不超過80°C。中國專利申請?zhí)?3146405. X (公開號為CN1571588，
公開日為2005. 01. 26)公開了“單向熱輻射電熱膜”，采用定向反射功能膜使熱能僅向單面輻射。中國專利申請?zhí)?00910010841. X(公開號為CN101534582，
公開日為2005. 01. 26)公開了“遠紅外電熱膜毯”，含油墨(碳素)電熱膜、皮革層、保護層、保溫層、防水層、傳感器等。中國專利申請?zhí)?01110062060. 2 (公開號為CN102U8467A，
公開日為 2011. 07. 20) ,201110060629. 1 (公開號為 CN102131317A,
公開日為 2011. 07. 20)分別公開了“電熱地膜采暖裝置”、“防漏電與防電磁輻射電熱地膜及其制作方法”，聚酯薄膜上均勻印刷油墨導電條，外面兩側依次鋪設導電鋁箔帶、PE封套、PVC保護封套。其它制作低溫輻射電熱膜的技術包含噴涂法、涂膠法、浸漬法、壓印法等。中國專利申請?zhí)?11沘四7. 5(公開號為CN1413064,
公開日為2003. 04. 23) “一種納米電熱膜的制造方法和用納米電熱膜制成的散熱板”、中國專利申請?zhí)?00910106860.2(公開號為CN101541110，
公開日為2009.09.23) “納米電熱膜材料及納米電熱器件的制作方法”，均在基板上噴涂導電涂料形成電熱膜。中國專利申請?zhí)?00710047983.4(公開號為 CN101431837，
公開日為2009. 05. 13) “一種遠紅外柔性電熱材料及其制作方法和應用”、中國專利申請?zhí)?0106391. 6 (公開號為CN1060325，
公開日為1992. 04. 15) “節(jié)能型電熱膜融
4雪器和制法及用途”，均將導電涂料涂附基膜(聚酯膜、膠布等)上，干燥后加裝并聯(lián)電極、 電源線。中國專利申請?zhí)?9117279. 5 (公開號為CN1258186，
公開日為2000. 06.觀)“一種柔性電熱膜發(fā)熱體的制造方法”、中國專利申請?zhí)?00810118187. X(公開號為CN101346017，
公開日為2009.01. 14) “高分子電熱膜及其應用”，則在柔性高分子基膜表面預設電極， 再將導電涂料均勻涂覆在基材表面形成電熱膜，其上固定絕緣保護層。中國專利申請?zhí)?89107751. 0(公開號為CN1051059，
公開日為1991. 05. 01)公開了 “一種透明半導體電熱薄膜”，以SbCl3、CdCl2摻雜SnA半導體層，以二甘醇丁醚醋酸酯、聚異丁烯、環(huán)己酮為粘結劑， 以無水乙醇為主要溶劑，采用浸涂和烘干工藝在襯底材料上形成半導體薄膜型電熱膜。中國專利申請?zhí)?00810036591. 2 (公開號為CN101568201，
公開日為2009. 10. 28)公開了“雙導發(fā)熱體”，其電熱片包括絕緣基板(聚酯薄膜或爽木膠木板)、兩個壓印在絕緣基板表面上的低溫輻照電熱膜(導電油墨、碳晶片或碳素纖維)，兩電熱膜間隔錯開、電極彼此對齊， 可有效地消除電磁波。碳素面狀發(fā)熱板為另一種主流低溫輻射電熱膜。韓國HALLA株式會社睿堅 Heating地暖系統(tǒng)的發(fā)熱主體系納米碳素與無紡布嵌入式面狀發(fā)熱體，共11層總厚度 0.7mm，具有智能控溫功能，自身溫度不超過60°C。中國專利申請?zhí)?01110059086. 1 (公開號為CN102123529A，
公開日為2011. 07. 13) “一種新型碳纖維復合電熱膜及其制備方法”、中國專利申請?zhí)?0121583. 3 (公開號為CN1338885，
公開日為2002. 03. 06) “低溫輻射碳纖維電熱膜及其制備方法”所披露的電熱膜含導電碳纖維網(wǎng)狀編織層、兩端金屬電極、 被絕緣導熱塑料膜。中國專利申請?zhí)?00710006388. 6 (公開號為CN101237723，
公開日為 2008. 08. 06)公開了 “電熱膜用組成物及以其所制得的電熱膜與電熱裝置”，將導電涂料涂布于網(wǎng)絡狀纖維材料(如碳纖維紙、金屬纖維紙、鍍金屬纖維紙)上，熱固化得到10 1200 歐母電阻值的電熱膜。中國專利申請?zhí)?00310107851. 8 (公開號為CN1606384，
公開日為
2005.04. 13)公開了“耐折迭聚四氟乙烯電熱膜及其制備方法”，將導電聚四氟乙烯樹脂分散液混合、造粒、干燥，加入助擠劑，用推壓機成型為圓條狀，用壓延機壓制為纖維狀膜，除助擠劑后燒結為柔軟強韌的纖維狀電熱膜。具有電阻正溫度系數(shù)(positive temperature coefficient，PTC)效應的無機或有機材料可用于制作自控溫型智能電熱膜，PTC功能可防止局部異常過熱，自動控制電流隨溫度的變化，有效控制耗電量。已商業(yè)化產(chǎn)品如韓國DYMSCO (大熙)PTC遠紅外線電熱膜、山東恒遠電熱材料科技有限公司PTC電熱膜，系半透明聚酯薄膜與導電油墨低溫粘合而制成。浙江華源電熱有限公司賽沃智能地暖系統(tǒng)包含1.2mm厚、寬的填充聚乙烯(PE)型PTC半導體元件，利用熱敏電阻特性實現(xiàn)電熱膜的主動溫控。中國專利申請?zhí)?90102752. 9 (公開號為CN1056393，
公開日為1991. 11. 20)公開了 “具有撓性及恒溫特性的復合型導電高分子電發(fā)熱體”，采用含15-60 %導電填充劑的復合型可固化高分子材料作電阻層，兩面覆蓋絕緣層，發(fā)熱體表面或內(nèi)部加骨架層。中國專利申請?zhí)?3814070.5(公開號為 CN1663002,
公開日為 2005. 08. 31)、200510134568. 3 (公開號為 CN1790557,
公開日為
2006.06. 21)、200910003413. 4 (公開號為 CN101521963,
公開日為 2009. 09. 02)公開了 “柔性PTC發(fā)熱體及其制造方法”，基材表面設有凹凸狀樹脂發(fā)泡體或橡膠材料，采用印刷技術在柔性基材上形成PTC電阻、電極。中國專利申請?zhí)?0051004M21. 7 (公開號為CN1791308，
公開日為2006. 06. 21)公開了 “加熱膜制造方法及其有關的發(fā)熱體”，利用絕緣層上面的水溶性用金屬處理的電阻墨水或者利用輔助模具，鍍金或者真空鍍膜成電極線條后，未形成電極層的上面用PTC油墨印刷成特定形狀或者未形成電極線條的上面鍍層薄膜。傳統(tǒng)面狀發(fā)熱膜的制作工藝是在絕緣基材表面進行涂覆和絲網(wǎng)印刷。由于導電膜層與基材熱膨脹系數(shù)不同，反復加熱-冷卻后導電膜層與基材間易形成氣泡，導致導電膜層脫落；同時，反復加熱-冷卻導致導電膜層易產(chǎn)生微小裂紋，使得電阻值在使用過程中逐漸增加，電熱功率衰減比較明顯。另外，傳統(tǒng)面狀發(fā)熱膜的泄露電流較大，不易通過現(xiàn)有漏電保護裝置，存在安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供了一種單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜，具有熱量單向傳遞的優(yōu)點，且阻燃性能好，使用性能穩(wěn)定，安全可靠。本發(fā)明的另一目的是提供該單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜的制備方法。本發(fā)明所采用的技術方案是，一種單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜，其特征在于，包括從下到上依次設置的反射層、第一絕緣層、高分子PTC導電編織層、第二絕緣層以及阻燃層；其中，高分子PTC導電編織層包括由紗線經(jīng)緯編織而成的編織底層，編織底層上沿經(jīng)線方向間隔、且均勻織入多個炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維，編織底層上沿緯線方向間隔、且平行織入兩個載流條；炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維的原料組成包括聚乙烯樹脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1 50重量份、炭黑10 50重量份、碳纖維1 11重量份、納米碳酸鈣20 50重量份、硬脂酸鈣1 5重量份、硬脂酸鎂1 5重量份、過氧化二異丙苯 0. 001 0. 010重量份、乙烯基三O-甲氧基乙氧基)硅烷0. 1 2. 0重量份、十二烷基苯磺酸0. 1 2. 0重量份、水楊酰胺基鄰苯二甲酰亞胺1 10重量份。反射層的下方還設置有發(fā)泡阻燃隔熱層。編織底層為7 80支、1 6股滌綸紗線編織而成，且滌綸經(jīng)線和滌綸緯線的密度為每厘米16 M根；所述炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維的直徑均為0. 5mm Imm ； 兩個載流條之間距離為45mm 995mm，各載流條均由多根直徑為0. 05mm 0. Imm的銅絲構成。發(fā)泡阻燃隔熱層為低發(fā)泡阻燃聚乙烯薄膜，反射層為復合硅酸鎂鋁填充聚乙烯熔體擠出膜、或鋁箔，第一絕緣層和第二絕緣層均為聚乙烯膜、或碳酸鈣填充的聚乙烯膜，阻燃層為含六異丙氧基磷腈、水合氧化鎂、季戊四醇以及三聚氰胺復合阻燃劑的聚乙烯膜。該電熱膜的寬度為50mm 1000mm，厚度為2. 8mm 13. 2mm，其中，發(fā)泡阻燃隔熱層的厚度為Imm 10mm，反射層的厚度為0. Imm 0. 2mm，第一絕緣層的厚度為0. Imm 0. 5mm，高分子PTC導電編織層的厚度為0. 5mm 1mm，第二絕緣層的厚度為0. Imm 0. 5mm, 阻燃層的厚度為Imm 2mm。本發(fā)明所采用的另一技術方案是，一種單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜的制備方法，采用三輥壓延機將從下到上依次設置的反射層、第一絕緣層、高分子PTC導電編織層、第二絕緣層以及阻燃層在130°c 220°C的溫度下，壓延復合，水冷，收卷，即得；其中，高分子PTC導電編織層包括由紗線經(jīng)緯編織而成的編織底層，編織底層上沿經(jīng)線方向間隔、且均勻織入多個炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維，編織底層上沿緯線方向間隔、且平行織入兩個載流條；炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維的原料組成包括聚乙烯樹脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1 50重量份、炭黑10 50重量份、碳纖維1 11重量份、納米碳酸鈣20 50重量份、硬脂酸鈣1 5重量份、硬脂酸鎂1 5重量份、過氧化二異丙苯 0. 001 0. 010重量份、乙烯基三O-甲氧基乙氧基)硅烷0. 1 2. 0重量份、十二烷基苯磺酸0. 1 2. 0重量份、水楊酰胺基鄰苯二甲酰亞胺1 10重量份。反射層為復合硅酸鎂鋁填充聚乙烯熔體擠出膜、或鋁箔，第一絕緣層和第二絕緣層均為聚乙烯膜、或碳酸鈣填充的聚乙烯膜，阻燃層為含六異丙氧基磷腈、水合氧化鎂、季戊四醇以及三聚氰胺復合阻燃劑的聚乙烯膜。本發(fā)明所采用的另一技術方案是，一種單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜的制備方法，其特征在于，采用三輥壓延機將從下到上依次設置的發(fā)泡阻燃隔熱層、反射層、 第一絕緣層、高分子PTC導電編織層、第二絕緣層以及阻燃層在130°C 220°C的溫度下，壓延復合，水冷，收卷，即得；其中，高分子PTC導電編織層包括由紗線經(jīng)緯編織而成的編織底層，編織底層上沿經(jīng)線方向間隔、且均勻織入多個炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維，編織底層上沿緯線方向間隔、且平行織入兩個載流條；炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維的原料組成包括聚乙烯樹脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1 50重量份、炭黑10 50重量份、碳纖維1 11重量份、納米碳酸鈣20 50重量份、硬脂酸鈣1 5重量份、硬脂酸鎂1 5重量份、過氧化二異丙苯 0. 001 0. 010重量份、乙烯基三O-甲氧基乙氧基)硅烷0. 1 2. 0重量份、十二烷基苯磺酸0. 1 2. 0重量份、水楊酰胺基鄰苯二甲酰亞胺1 10重量份。發(fā)泡阻燃隔熱層為低發(fā)泡阻燃聚乙烯薄膜，反射層為復合硅酸鎂鋁填充聚乙烯熔體擠出膜、或鋁箔，第一絕緣層和第二絕緣層均為聚乙烯膜、或碳酸鈣填充的聚乙烯膜，阻燃層為含六異丙氧基磷腈、水合氧化鎂、季戊四醇以及三聚氰胺復合阻燃劑的聚乙烯膜。編織底層為7 80支、1 6股滌綸紗線編織而成，且滌綸經(jīng)線和滌綸緯線的密度為每厘米16 M根；炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維的直徑均為0. 5mm Imm ；兩個載流條之間距離為45mm 995mm，各載流條均由多根直徑為0. 05mm 0. Imm的銅絲構成；該電熱膜的寬度為50mm 1000mm，厚度為2. 8mm 13. 2mm，其中，發(fā)泡阻燃隔熱層的厚度為 Imm 10mm，反射層的厚度為0. Imm 0. 2mm,第一絕緣層的厚度為0. Imm 0. 5mm,高分子 PTC導電編織層的厚度為0. 5mm 1mm，第二絕緣層的厚度為0. Imm 0. 5mm,阻燃層的厚度為 Imm 2mm。本發(fā)明單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜的有益效果是1、具有熱量單向傳遞和阻燃性能好的優(yōu)點。其中，熱量單向傳遞功能是靠發(fā)泡阻燃隔熱層和反射層來實現(xiàn)的，該結構使本發(fā)明的PTC高分子自限溫電熱膜的大部分電熱能量向室內(nèi)空間而不是向下輻射；阻燃功能是靠發(fā)泡阻燃隔熱層、阻燃層來實現(xiàn)的。2、發(fā)泡阻燃隔熱層、反射層、第一層絕緣層、高分子PTC導電編織物、第二層絕緣層以及阻燃層的基體材料均為聚乙烯，各功能層的熱膨脹系數(shù)大致相當，界面黏結力強。在使用過程中，反復通電加熱-斷電冷卻后，絕緣層與導電膜層間不易形成氣泡或產(chǎn)生界面黏結性能的顯著變化，導電膜層不易產(chǎn)生微裂紋，不會導致導電膜層脫落與電熱性能的惡化，從而提高使用性能穩(wěn)定性，延長自限溫電熱膜的使用壽命。3、第一絕緣層和第二絕緣層均為聚乙烯膜、或碳酸鈣填充聚乙烯膜，因此絕緣性能好。4、本發(fā)明電熱膜泄露電流極小，可以通過現(xiàn)有所有的漏電保護裝置，與現(xiàn)有電熱膜相比更加安全可靠。這是由于本發(fā)明中高分子PTC導電編織層采用編織工藝，把炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維間隔、且均勻編織在編織底層上，使得炭黑填充型聚乙烯基PTC 導電纖維之間彼此獨立，又由于導電纖維的直徑很小，不會構成大型的面狀電流場，在埋入地下后不會形成明顯電容效應，因此泄露電流極小。本發(fā)明方法的有益效果是，工藝流程簡單，成本低，易于實現(xiàn)。


圖1為本發(fā)明單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜的第一種實施方式的結構示意圖；圖2為本發(fā)明單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜的第二種實施方式的結構示意圖；圖3為本發(fā)明中的高分子PTC導電編織層的結構示意圖。其中，1.發(fā)泡阻燃隔熱層，2.反射層，3.第一絕緣層，4.高分子PTC導電編織層，
5.第二絕緣層，6.阻燃層，7.編織底層，8.炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維，9.載流條。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明的第一種單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜，包括從下到上依次設置的反射層2、第一絕緣層3、高分子PTC導電編織層4、第二絕緣層5以及阻燃層
6。其制備方法為采用三輥壓延機將從下到上依次設置的反射層2、第一絕緣層3、高分子 PTC導電編織層4、第二絕緣層5以及阻燃層6在130°C 220°C的溫度下，壓延復合，水冷， 收卷，即得。如圖2所示，本發(fā)明的第二種單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜，包括從下到上依次設置的發(fā)泡阻燃隔熱層1、反射層2、第一絕緣層3、高分子PTC導電編織層4、第二絕緣層5以及阻燃層6。其制備方法為采用三輥壓延機將從下到上依次設置的發(fā)泡阻燃隔熱層1、反射層2、第一絕緣層3、高分子PTC導電編織層4、第二絕緣層5以及阻燃層6在 130°C 2200C的溫度下，壓延復合，水冷，收卷，即得。當采用金屬箔如鋁箔作為反射層2時，本發(fā)明的單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜可以不包括發(fā)泡阻燃隔熱層1。當采用高分子膜材料如復合硅酸鎂鋁填充聚乙烯熔體擠出膜作為反射層2時，本發(fā)明的單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜應包括發(fā)泡阻燃隔熱層1，以提高自限溫電熱膜的阻燃性能。發(fā)泡阻燃隔熱層1的作用是提供隔熱與阻燃功能，既避免熱量向下輻射，又可與阻燃層6共同作用，提高電熱膜的阻燃性能。反射層2的作用是將電熱膜產(chǎn)生的熱量向室內(nèi)空間反射，盡快避免電熱熱量向下輻射。第一絕緣層3與第二絕緣層5的作用是將高分子PTC導電編制層與外界環(huán)境絕緣，確保本發(fā)明單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜的
8使用安全性。高分子PTC導電編織層4是發(fā)明的單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜的電熱主體，是一種具有自主控溫型特性的智能電熱器件，能夠自動控制電流與自發(fā)熱功率隨溫度的變化。如圖3所示，本發(fā)明中的高分子PTC導電編織層4包括由紗線經(jīng)緯編織而成的編織底層7。編織底層7為7 80支、1 6股滌綸紗線編織而成，且滌綸經(jīng)線和滌綸緯線的密度為每厘米16 M根。編織底層7上沿經(jīng)線方向間隔、且均勻織入多個炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維8，炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維8的直徑均為0. 5mm 1mm。編織底層7上沿緯線方向間隔、且平行織入兩個載流條9。兩個載流條9之間距離為45mm 995mm，各載流條9均由多根直徑為0. 05mm 0. Imm的銅絲構成。炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維8的原料組成包括聚乙烯樹脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1 50重量份、炭黑10 50重量份、碳纖維1 11重量份、納米碳酸鈣20 50重量份、硬脂酸鈣1 5重量份、硬脂酸鎂1 5重量份、過氧化二異丙苯 0. 001 0. 010重量份、乙烯基三O-甲氧基乙氧基)硅烷0. 1 2. 0重量份、十二烷基苯磺酸0. 1 2. 0重量份、水楊酰胺基鄰苯二甲酰亞胺1 10重量份。其中，聚乙烯樹脂為高密度聚乙烯樹脂、低密度聚乙烯樹脂、線形低密度聚乙烯樹脂、或中密度聚乙烯樹脂。對乙烯-醋酸乙烯酯共聚物無特殊要求，優(yōu)選醋酸乙烯酯單元重量百分數(shù)為10% 觀％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。其中，本發(fā)明中的高分子PTC導電編織層4的制備方法為步驟1、制備炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維8 稱取炭黑10 50重量份、碳纖維1 11重量份、納米碳酸鈣20 50重量份、硬脂酸鈣1 5重量份、硬脂酸鎂1 5重量份、過氧化二異丙苯0. 001 0. 010重量份、乙烯基三O-甲氧基乙氧基)硅烷0. 1 2. 0重量份、十二烷基苯磺酸0. 1 2. 0重量份、以及水楊酰胺基鄰苯二甲酰亞胺1 10重量份，置于高速攪拌機中高速攪拌20min 25min， 得炭黑組合物；另稱取聚乙烯樹脂100重量份、以及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1 50重量份備用；采用擠出機進行熔融并擠出紡絲，其中，擠出機的一個進料口輸送炭黑組合物，另一進料口輸送聚乙烯樹脂和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，紡絲速度為lOOm/min lOOOm/min， 室溫下水冷后，收卷，即得炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維8 ；步驟2、制備高分子PTC導電編織層4 采用織布機將紗線經(jīng)緯編織成編織底層7，編織過程中，沿經(jīng)線方向間隔、且均勻織入多個炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維8，并沿緯線方向間隔、且平行織入兩個載流條 9。發(fā)泡阻燃隔熱層1為低發(fā)泡阻燃聚乙烯薄膜，反射層2為復合硅酸鎂鋁填充聚乙烯熔體擠出膜、或鋁箔，第一絕緣層3和第二絕緣層5均為聚乙烯膜、或碳酸鈣填充的聚乙烯膜，阻燃層6為含六異丙氧基磷腈、水合氧化鎂、季戊四醇以及三聚氰胺復合阻燃劑的聚乙烯膜。本發(fā)明的電熱膜的寬度為50mm 1000mm，厚度為2. 8mm 13. 2mm，其中，發(fā)泡阻燃隔熱層1的厚度為Imm 10mm，反射層2的厚度為0. Imm 0. 2mm,第一絕緣層3的厚度為0. Imm 0. 5mm,高分子PTC導電編織層4的厚度為0. 5mm 1mm，第二絕緣層5厚度為 0. Imm 0. 5mm,阻燃層6的厚度為Imm 2mm。實施例1采用三輥壓延機將從下到上依次設置的反射層2、第一絕緣層3、高分子PTC導電編織層4、第二絕緣層5以及阻燃層6在130°C的溫度下，壓延復合，水冷，收卷，即得本發(fā)明的單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜。其中，反射層2為復合硅酸鎂鋁填充低密度聚乙烯熔體擠出膜，第一絕緣層3和第二絕緣層5均為低密度聚乙烯膜，阻燃層6為含20重量份六異丙氧基磷腈、30重量份水合氧化鎂、5重量份季戊四醇、20重量份三聚氰胺復合阻燃劑的低密度聚乙烯膜。高分子PTC導電編織層4包括由40支、3股滌綸紗線經(jīng)緯編織而成的編織底層7， 且滌綸經(jīng)線和滌綸緯線的密度為每厘米20根。編織底層7上沿經(jīng)線方向間隔、且均勻織入多個炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維8，炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維8的直徑均為0. 5mm。編織底層7上沿緯線方向間隔、且平行織入兩個載流條9，兩個載流條9之間距離為60mm，各載流條9均由多根直徑為0. 05mm的銅絲構成。炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維8的原料組成包括低密度聚乙烯樹脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1重量份、炭黑10重量份、碳纖維11重量份、納米碳酸鈣20 重量份、硬脂酸鈣1重量份、硬脂酸鎂5重量份、過氧化二異丙苯0. 001重量份、乙烯基三 (2-甲氧基乙氧基)硅烷0. 1重量份、十二烷基苯磺酸0. 1重量份、水楊酰胺基鄰苯二甲酰亞胺10重量份。本發(fā)明該電熱膜的寬度為50mm，厚度為2. 8mm，其中，反射層2的厚度為0. 1mm，第一絕緣層3的厚度為0. Imm,高分子PTC導電編織層4的厚度為0. 5mm，第二絕緣層5的厚度為0. Imm,阻燃層6的厚度為2mm。將本發(fā)明的單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜的兩個載流條9引出導線接電源，測試得到，在220V電壓、20°C環(huán)境溫度下，該電熱膜發(fā)熱平衡時阻燃層6的表面溫度為 62°C 68°C，電熱功率密度為210kw/m2 225kw/m2。實施例2采用三輥壓延機將從下到上依次設置的反射層2、第一絕緣層3、高分子PTC導電編織層4、第二絕緣層5以及阻燃層6在180°C的溫度下，壓延復合，水冷，收卷，即得本發(fā)明的單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜。其中，反射層2為鋁箔，第一絕緣層3和第二絕緣層5均為40重量份碳酸鈣填充的高密度聚乙烯膜，阻燃層6為含10重量份六異丙氧基磷腈、40重量份水合氧化鎂、10重量份季戊四醇、15重量份三聚氰胺復合阻燃劑的高密度聚乙烯膜。高分子PTC導電編織層4包括由80支、1股滌綸紗線經(jīng)緯編織而成的編織底層7， 且滌綸經(jīng)線和滌綸緯線的密度為每厘米16根。編織底層7上沿經(jīng)線方向間隔、且均勻織入多個炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維8，炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維8的直徑均為0. 6mm。編織底層7上沿緯線方向間隔、且平行織入兩個載流條9，兩個載流條9之間距離為750mm，所述各載流條9均由多根直徑為0. 07mm的銅絲構成。炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維8的原料組成包括高密度聚乙烯樹脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物25重量份、炭黑35重量份、碳纖維6重量份、納米碳酸鈣35
1重量份、硬脂酸鈣3重量份、硬脂酸鎂3重量份、過氧化二異丙苯0. 005重量份、乙烯基三 (2-甲氧基乙氧基)硅烷1重量份、十二烷基苯磺酸1重量份、水楊酰胺基鄰苯二甲酰亞胺
6重量份。本發(fā)明的單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜的寬度為800mm，厚度為3mm，其中，反射層2的厚度為0. 2mm,第一絕緣層3的厚度為0. 4mm,高分子PTC導電編織層4的厚度為1mm，第二絕緣層5的厚度為0. 4mm,阻燃層6的厚度為1mm。將本發(fā)明的單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜的兩個載流條9引出導線接電源，測試得到，在100V電壓、20°C環(huán)境溫度下，該電熱膜發(fā)熱平衡時阻燃層6的表面溫度為 42°C 47°C，電熱功率密度為120kw/m2 130kw/m2。實施例3采用三輥壓延機將從下到上依次設置的發(fā)泡阻燃隔熱層1、反射層2、第一絕緣層 3、高分子PTC導電編織層4、第二絕緣層5以及阻燃層6在220°C的溫度下，壓延復合，水冷， 收卷，即得本發(fā)明的單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜。其中，發(fā)泡阻燃隔熱層1為低發(fā)泡阻燃高密度聚乙烯薄膜，反射層2為鋁箔，第一絕緣層3和第二絕緣層5均為40重量份碳酸鈣填充的高密度聚乙烯膜，阻燃層6為含10 重量份六異丙氧基磷腈、40重量份水合氧化鎂、10重量份季戊四醇、15重量份三聚氰胺復合阻燃劑的高密度聚乙烯膜。高分子PTC導電編織層4包括由60支、4股滌綸紗線經(jīng)緯編織而成的編織底層7， 且滌綸經(jīng)線和滌綸緯線的密度為每厘米22根。編織底層7上沿經(jīng)線方向間隔、且均勻織入多個炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維8，炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維8的直徑均為1mm。編織底層7上沿緯線方向間隔、且平行織入兩個載流條9，兩個載流條9之間距離為990mm，所述各載流條9均由多根直徑為0. Imm的銅絲構成。炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維8的原料組成包括高密度聚乙烯樹脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50重量份、炭黑50重量份、碳纖維1重量份、納米碳酸鈣50重量份、硬脂酸鈣5重量份、硬脂酸鎂1重量份、過氧化二異丙苯0. 01重量份、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷2重量份、十二烷基苯磺酸2重量份、水楊酰胺基鄰苯二甲酰亞胺1重量份。本發(fā)明的單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜的寬度為1000mm，厚度為 13. 2mm，其中，發(fā)泡阻燃隔熱層1的厚度為10mm，反射層2的厚度為0. 2mm，第一絕緣層3的厚度為0. 5mm,高分子PTC導電編織層4的厚度為1mm，第二絕緣層5的厚度為0. 5mm,阻燃層6的厚度為1mm。將本發(fā)明的單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜的兩個載流條9引出導線接電源，測試得到，在220V電壓、20°C環(huán)境溫度下，該電熱膜發(fā)熱平衡時阻燃層6的表面溫度為 58°C 61°C，電熱功率密度為180kw/m2 190kw/m2。實施例4采用三輥壓延機將從下到上依次設置的發(fā)泡阻燃隔熱層1、反射層2、第一絕緣層 3、高分子PTC導電編織層4、第二絕緣層5以及阻燃層6在190°C的溫度下，壓延復合，水冷， 收卷，即得本發(fā)明的單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜。其中，發(fā)泡阻燃隔熱層1為低發(fā)泡阻燃低密度聚乙烯薄膜，反射層2為復合硅酸鎂鋁填充低密度聚乙烯熔體擠出膜，第一絕緣層3和第二絕緣層5均為低密度聚乙烯膜，阻燃層6為含20重量份六異丙氧基磷腈、30重量份水合氧化鎂、5重量份季戊四醇、20重量份三聚氰胺復合阻燃劑的聚乙烯膜。高分子PTC導電編織層4包括由7支、6股滌綸紗線經(jīng)緯編織而成的編織底層7， 且滌綸經(jīng)線和滌綸緯線的密度為每厘米M根。編織底層7上沿經(jīng)線方向間隔、且均勻織入多個炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維8，炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維8的直徑均為1mm。編織底層7上沿緯線方向間隔、且平行織入兩個載流條9，兩個載流條9之間距離為500mm，所述各載流條9均由多根直徑為0. Imm的銅絲構成。炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維8的原料組成包括低密度聚乙烯樹脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1重量份、炭黑10重量份、碳纖維11重量份、納米碳酸鈣20 重量份、硬脂酸鈣1重量份、硬脂酸鎂5重量份、過氧化二異丙苯0. 001重量份、乙烯基三 (2-甲氧基乙氧基)硅烷0. 1重量份、十二烷基苯磺酸0. 1重量份、水楊酰胺基鄰苯二甲酰亞胺10重量份。本發(fā)明的單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜的寬度為1000mm，厚度為 10. 8mm，其中，發(fā)泡阻燃隔熱層1的厚度為7. 6mm，反射層2的厚度為0. 2mm，第一絕緣層3 的厚度為0. 2mm,高分子PTC導電編織層4的厚度為1mm，第二絕緣層5的厚度為0. 3mm,阻燃層6的厚度為1. 5mm。將本發(fā)明的單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜的兩個載流條9引出導線接電源，測試得到，在220V電壓、20°C環(huán)境溫度下，該電熱膜發(fā)熱平衡時阻燃層6的表面溫度為 55°C 58°C，電熱功率密度為170kw/m2 180kw/m2。
1權利要求
1.一種單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜，其特征在于，包括從下到上依次設置的反射層O)、第一絕緣層(3)、高分子PTC導電編織層G)、第二絕緣層(5)以及阻燃層 (6)；其中，所述高分子PTC導電編織層(4)包括由紗線經(jīng)緯編織而成的編織底層(7)，所述編織底層(7)上沿經(jīng)線方向間隔、且均勻織入多個炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維(8)， 所述編織底層(7)上沿緯線方向間隔、且平行織入兩個載流條(9)；所述炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維(8)的原料組成包括聚乙烯樹脂100重量份、 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1 50重量份、炭黑10 50重量份、碳纖維1 11重量份、納米碳酸鈣20 50重量份、硬脂酸鈣1 5重量份、硬脂酸鎂1 5重量份、過氧化二異丙苯0. 001 0. 010重量份、乙烯基三O-甲氧基乙氧基)硅烷0. 1 2. 0重量份、十二烷基苯磺酸0. 1 2. 0重量份、水楊酰胺基鄰苯二甲酰亞胺1 10重量份。
2.按照權利要求1所述單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜，其特征在于，所述反射層O)的下方還設置有發(fā)泡阻燃隔熱層(1)。
3.按照權利要求1或2所述單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜，其特征在于，所述編織底層(7)為7 80支、1 6股滌綸紗線編織而成，且滌綸經(jīng)線和滌綸緯線的密度為每厘米16 對根；所述炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維⑶的直徑均為0. 5mm Imm;所述兩個載流條⑶)之間距離為45mm 995mm，所述各載流條⑶)均由多根直徑為0. 05mm 0. Imm的銅絲構成。
4.按照權利要求2所述單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜，其特征在于，所述發(fā)泡阻燃隔熱層(1)為低發(fā)泡阻燃聚乙烯薄膜，所述反射層( 為復合硅酸鎂鋁填充聚乙烯熔體擠出膜、或鋁箔，所述第一絕緣層( 和第二絕緣層( 均為聚乙烯膜、或碳酸鈣填充的聚乙烯膜，所述阻燃層(6)為含六異丙氧基磷腈、水合氧化鎂、季戊四醇以及三聚氰胺復合阻燃劑的聚乙烯膜。
5.按照權利要求2所述單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜，其特征在于，該電熱膜的寬度為50mm 1000mm，厚度為2. 8mm 13. 2mm，其中，所述發(fā)泡阻燃隔熱層(1)的厚度為Imm 10mm，所述反射層O)的厚度為0. Imm 0. 2mm,所述第一絕緣層(3)的厚度為 0. Imm 0. 5mm,所述高分子PTC導電編織層的厚度為0. 5mm 1mm，所述第二絕緣層 (5)的厚度為0. Imm 0. 5mm，所述阻燃層(6)的厚度為Imm 2mm。
6.一種單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜的制備方法，其特征在于，采用三輥壓延機將從下到上依次設置的反射層O)、第一絕緣層(3)、高分子PTC導電編織層、第二絕緣層(5)以及阻燃層(6)在130°C 220°C的溫度下，壓延復合，水冷，收卷，即得；其中，所述高分子PTC導電編織層(4)包括由紗線經(jīng)緯編織而成的編織底層(7)，所述編織底層(7)上沿經(jīng)線方向間隔、且均勻織入多個炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維(8)， 所述編織底層(7)上沿緯線方向間隔、且平行織入兩個載流條(9)；所述炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維(8)的原料組成包括聚乙烯樹脂100重量份、 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1 50重量份、炭黑10 50重量份、碳纖維1 11重量份、納米碳酸鈣20 50重量份、硬脂酸鈣1 5重量份、硬脂酸鎂1 5重量份、過氧化二異丙苯0. 001 0. 010重量份、乙烯基三O-甲氧基乙氧基)硅烷0. 1 2. 0重量份、十二烷基苯磺酸0. 1 2. 0重量份、水楊酰胺基鄰苯二甲酰亞胺1 10重量份。
7.按照權利要求6所述單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜的制備方法，其特征在于，所述反射層( 為復合硅酸鎂鋁填充聚乙烯熔體擠出膜、或鋁箔，所述第一絕緣層(3) 和第二絕緣層( 均為聚乙烯膜、或碳酸鈣填充的聚乙烯膜，所述阻燃層(6)為含六異丙氧基磷腈、水合氧化鎂、季戊四醇以及三聚氰胺復合阻燃劑的聚乙烯膜。
8.—種單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜的制備方法，其特征在于，采用三輥壓延機將從下到上依次設置的發(fā)泡阻燃隔熱層(1)、反射層O)、第一絕緣層(3)、高分子PTC 導電編織層G)、第二絕緣層(5)以及阻燃層(6)在130°C 220°C的溫度下，壓延復合，水冷，收卷，即得；其中，所述高分子PTC導電編織層(4)包括由紗線經(jīng)緯編織而成的編織底層(7)，所述編織底層(7)上沿經(jīng)線方向間隔、且均勻織入多個炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維(8)， 所述編織底層(7)上沿緯線方向間隔、且平行織入兩個載流條(9)；所述炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維(8)的原料組成包括聚乙烯樹脂100重量份、 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1 50重量份、炭黑10 50重量份、碳纖維1 11重量份、納米碳酸鈣20 50重量份、硬脂酸鈣1 5重量份、硬脂酸鎂1 5重量份、過氧化二異丙苯0. 001 0. 010重量份、乙烯基三O-甲氧基乙氧基)硅烷0. 1 2. 0重量份、十二烷基苯磺酸0. 1 2. 0重量份、水楊酰胺基鄰苯二甲酰亞胺1 10重量份。
9.按照權利要求8所述單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜的制備方法，其特征在于，所述發(fā)泡阻燃隔熱層(1)為低發(fā)泡阻燃聚乙烯薄膜，所述反射層(2)為復合硅酸鎂鋁填充聚乙烯熔體擠出膜、或鋁箔，所述第一絕緣層( 和第二絕緣層( 均為聚乙烯膜、或碳酸鈣填充的聚乙烯膜，所述阻燃層(6)為含六異丙氧基磷腈、水合氧化鎂、季戊四醇以及三聚氰胺復合阻燃劑的聚乙烯膜。
10.按照權利要求8或9所述單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜的制備方法，其特征在于，所述編織底層(7)為7 80支、1 6股滌綸紗線編織而成，且滌綸經(jīng)線和滌綸緯線的密度為每厘米16 對根；所述炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維(8)的直徑均為 0. 5mm Imm ；所述兩個載流條⑶)之間距離為45mm 995mm，所述各載流條⑶)均由多根直徑為0. 05mm 0. Imm的銅絲構成；該電熱膜的寬度為50mm 1000mm，厚度為2. 8mm 13. 2mm，其中，所述發(fā)泡阻燃隔熱層(1)的厚度為Imm 10mm，所述反射層O)的厚度為0. Imm 0. 2mm,所述第一絕緣層 ⑶的厚度為0. Imm 0. 5mm,所述高分子PTC導電編織層⑷的厚度為0. 5mm 1mm，所述第二絕緣層(5)的厚度為0. Imm 0. 5mm，所述阻燃層(6)的厚度為Imm 2mm。
全文摘要
本發(fā)明單向傳熱阻燃PTC高分子自限溫電熱膜，包括從下到上依次設置的反射層、第一絕緣層、高分子PTC導電編織層、第二絕緣層以及阻燃層；其中，高分子PTC導電編織層包括編織底層、炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維以及載流條，炭黑填充型聚乙烯基PTC導電纖維的原料組成包括聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、炭黑等。反射層的下方還設置有發(fā)泡阻燃隔熱層。本發(fā)明的電熱膜具有熱量單向傳遞、阻燃優(yōu)點，且使用性能穩(wěn)定性高，使用壽命長。本發(fā)明的制備方法采用三輥壓延機將從各構成層壓延復合，水冷，收卷，即得。本發(fā)明方法工藝流程簡單，成本低，易于實現(xiàn)。
文檔編號H05B3/10GK102427617SQ20111025873
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月2日 優(yōu)先權日2011年9月2日
發(fā)明者原波, 強弱, 強虎賁, 強鴻儒 申請人:西安蓋沃熱能科技有限公司