CN100340135C - 碳分子重组碳纤维导电发热网状带及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳分子重组碳纤维导电发热网状带及其制备方法，该碳分子重组碳纤维导电发热网状带由碳纤维与二苯醚类树脂等原料通过分子重组加工而成的，该带具有节能效率达40%以上电热转换率可达95%以上，红外辐射效应达60%，同时具有消除静电，防各种辐射射线外泄、电磁屏蔽等。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳分子重组碳纤维导电发热网状带，具体的说是涉及一种以聚丙烯腈基沥青基预氧丝碳纤维为原料加工制作成的碳分子重组碳纤维导电发热网状带，属于导电发热体器件领域。
背景技术
目前，在工业、军事、农业、民用生产生活中已有多种导电发热材料(公知技术)如各种丝、棒、管、板、膜、带、粉等，它们自身都有一种各自不同的导电发热功能，利用其不同的导电发热功能现已在工农业及军事工业生产和民用生活中按不同的需要生产出不同的电热产品：如电阻丝、硅碳棒、石英加热管、电热管、陶瓷加热片等，这些电发热产品给工农业及军事工业生产提供了诸多有利条件给人们的生活带来极大的方便和益处。导电发热器件原材料是工业军事、农业生产、民用生活中不可缺少的一种导电发热原器件。
然而目前工业、军事、农业生产中，民用生活中所使用的这些导电发热原器件材料都是高耗能，低热转换率，而且这些产品在实际应用中通用性差，运行成本高不能满足抗氧化、耐腐蚀等要求，没有足够在不同情况下的足够使用寿命，不能满足节能要求等诸多缺点。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种碳分子重组碳纤维导电发热网状带，导电发热网状带是利用碳纤维固有的比重小、强度高、耐高温、良好的导电导热性、高温条件下性能稳定、抗氧化、耐腐蚀和热能转换率高达80％～90％以上，及热辐射效应达60％的机理特性用于既可导电又可替代传统的多种电发热材料，以改变现电发热材料的高耗能、低热能转换率、电能源浪费大的不足，从而克服了目前已有的(公知技术)各种导电发热材料存在的缺点。
本发明的另一目的在于提供一种碳分子重组碳纤维导电发热网状带的制作方法。
一种碳分子重组碳纤维导电发热网状带，主要由短切的预氧丝碳纤维、二苯醚类树脂、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、草酸和水经分选、混合、装罐、加温、加压、还原、重组、干燥、涂覆而制成，原料重量配比为：
预氧丝碳纤维：78-106份；
二苯醚类树脂：8-12份；
聚乙烯吡咯烷酮：3-6份；
聚乙烯醇：8-12份；
草酸：3-6份；
乙醇：2-6份；
水：6-18份。
所述的碳纤维为聚丙烯腈基沥青基预氧丝碳纤维，其直径为6-12μm，短切长度为5-100mm。
一种碳分子重组碳纤维导电发热网状带的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述配比原料装入还原罐中，加入蒸馏水、加压、加温、搅拌，使其充分浸渍还原；
(2)通入过热蒸汽加温至160℃，加压使还原罐的气压达到1.6大气压，之后进行降温；
(3)冷却至常温，在保证还原罐中1.6大气压下使用喷织机喷织形成碳分子重组碳纤维导电发热网状带；
(4)将碳分子重组碳纤维导电发热网状带送入隧道窑中，在178℃条件下进行干燥；
(5)将碳分子重组碳纤维导电发热网状带送入隧道式碳分子重组炉内以20℃/分钟的升温速度升温至760℃重组2小时；
(6)将完成重组的碳分子重组碳纤维导电发热网状带涂覆浓度0.06％的聚乙烯醇导电固化剂，获得成品。
本发明的产品与现有的(公知技术)导电发热材料的技术性能相比，所得产品导电性好、使用方便、适用范围广泛、通用性强、电热转换效率高，可高达95％以上，通电发热速度快，电热辐射效应达60％，并具备使用寿命长等，它的出现完全克服了传统及现行的各种导电发热材料在使用中存在的不足之处，本发明所得产品的出现将引起导电发热材料的一次革命，是理想的更新换代产品。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步说明。以下实施例是在符合国家电工委员会相关标准要求条件下加工制作的：
(1)商购、分选、检测并称重下述原料：
预氧丝碳纤维(兰州碳素纤维厂生产)88公斤
二苯醚类树脂7公斤
聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(沈阳化学试剂厂生产)5公斤
聚乙烯醇(PVA)(齐鲁石化生产)8公斤
乙醇(沈阳化学试剂厂生产)6公斤
草酸(大连化工厂)6公斤
(2)将上述原料依次装入还原罐中加蒸馏水17公斤。
(3)通入过热蒸气加温至160℃后使还原罐达1.6大气压搅拌2小时，使碳纤维充分浸渍、分散、还原、降温。
(4)冷却至常温时，在保证罐内1.6大气压下，经喷织机喷织形成碳分子重组碳纤维导电发热网状带，取碳分子重组碳纤维导电发热网状带；
(5)将制得的碳分子重组碳纤维导电发热网状带送入隧道式干燥窑内在178℃下干燥20分钟；
(6)将干燥后的碳分子重组碳纤维导电发热网状带送入隧道式碳分子重组炉内，以20℃/分钟的升温速度升温至760℃重组2小时、收卷；
(7)将碳分子重组后的碳分子重组碳纤维导电发热网状带涂覆浓度0.06％的聚乙烯基(PVA)导电固化剂，分切、检测得本发明产品碳分子重组导电热网状带，约100公斤，所得产品进行检测。
电阻值：2-200欧姆(样品面积：150毫米×600毫米、600毫米×800毫米)。
适用电压：6V、12V、24V、36V、110V、220V、380V等，可调。
碳分子重组碳纤维导电发热网状带宽度：(100毫米到1000毫米可调)。
碳分子重组碳纤维导电发热网状带长度：每卷为60米碳分子重组碳纤维导电发热网状带重量为：20克-160克/平方米。
二苯醚类树脂的配制(摩尔比)为：苯酚∶乙醚∶甲醛∶乙烯＝1∶0.4∶0.6∶0.8，在金属类氢氧化物催化下反应即可获得。
本发明产品可用于各种辐射射线的防护，消除静电，电磁屏蔽及导电发热等处。
Claims (3)
1、一种碳分子重组碳纤维导电发热网状带，主要由短切的预氧丝碳纤维、二苯醚类树脂、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、草酸和水经分选、混合、装罐、加温、加压、还原、重组、干燥和涂覆工序制成，其特征在于：构成该碳分子重组碳纤维导电发热网状带的原料重量百分比为：
预氧丝碳纤维：78-106份；
二苯醚类树脂：8-12份；
聚乙烯吡咯烷酮：3-6份；
聚乙烯醇：8-12份；
草酸：3-6份；
乙醇：2-6份；
水：6-18份。
2、根据权利要求1所述的碳分子重组碳纤维导电发热网状带，其特征在于：所述的碳纤维为聚丙烯腈基沥青基预氧丝碳纤维，其直径为6-12μm，短切长度为5-100mm。
3、一种根据权利要求1所述的碳分子重组碳纤维导电发热网状带的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将如权利要求1所述的配比原料装入还原罐中，加入蒸馏水，加压、加温、搅拌，使其充分浸渍还原；
(2)通入过热蒸汽加温至160℃，加压使还原罐的气压达到1.6大气压，之后进行降温；
(3)冷却至常温，在保证还原罐中1.6大气压下使用喷织机喷织形成碳分子重组碳纤维导电发热网状带；
(4)将碳分子重组碳纤维导电发热网状带送入隧道窑中，在178℃条件下进行干燥；
(5)将碳分子重组碳纤维导电发热网状带送入隧道式碳分子重组炉内以20℃/分钟的升温速度升温至760℃重组2小时；
(6)将完成重组的碳分子重组碳纤维导电发热网状带涂覆浓度0.06％的聚乙烯醇导电固化剂，获得成品。
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