CN101977452B - 一种自限温伴热带及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自限温伴热带及其制备方法，其特征在于：该伴热带包括金属导电电极、树脂导体层、发热体、绝缘层，在绝缘层外还可以设有屏蔽层或护套，本发明对树脂导体层和发热体的配方均做了改进，通过本发明技术方案的实施，能够很好地解决现有伴热带功率衰减严重，起动电流变大，伴热带经常烧毁，以及性能不稳定等方面存在的问题，极大地提高伴热带的性能，具有起动电流小，伴热带温度高的优点，适合工业应用。
Description
ー种自限温伴热带及其制造方法
一、技术领域：
[0001] 本发明属于防爆电加热产品领域，主要涉及ー种电热器材及制造エ艺，尤其是涉及一种双芯双层结构的自限温伴热带及其制造方法。
ニ、背景技术：
[0002] 随着社会进步自动化程度提高，电加热电伴热技术应用越来越广泛，恒功率加热带和自限温伴热带已在エ业领域应用多年。这种自限温伴热带的结构是在两根平行的电极导体上包覆ー层PTC发热体组成并联回路，然后在发热体外再包覆一层绝缘制成基本型发热元件。这种结构的自限温伴热带工作一段时间后，时常发生严重的功率衰减，起动电流变大，以至最后烧毁伴热带的情况时有发生，致使这种伴热带质量口碑极差，很难实现エ业化应用。
三、发明内容：
[0003] I、发明目的：
[0004] 本发明提供了ー种自限温伴热带及其制造方法，其目的是为了解决现有自限温伴热带的起动电流大、功率衰减严重、性能不稳定、能耗高、伴热带常烧毁等方面所存在的问题。
[0005] 2、技术方案：
[0006] 本发明是通过以下技术方案来实现的：
[0007] —种自限温伴热带，该伴热带包括两根平行设置的输电金属导电电极，在每根金属导电电极外均包覆一层树脂导体层，两根金属导电电极通过树脂导体层与发热体紧密接触构成并联回路，在发热体外包覆有绝缘层，在绝缘层的外面还有ー层护套，其特征在干： 所述树脂导体层由厚度为0. I〜0. 2mm的高分子树脂导电材料制成，树脂导体层配方按重量计如下：低密度聚こ烯或高密度聚こ烯100份，PE-EVA三层耐老化复合棚膜5〜12份， こ炔炭黑40〜45份，三烯丙基异氰脲酸酯0. 6〜0. 8份，（3. 5- ニ叔丁基-4-羟基苯基） 丙酸十八碳醇酯0. 3〜0. 5份，硫代ニ丙酸双十二烷酯0. 2〜0. 5份，硬脂酸锌0. 2〜0. 3 份。
[0008] 所述金属导电电极采用等张カ绞线。
[0009] 所述发热体由具有电阻正温度系数的高分子树脂导电材料制成，发热体配方按重量计如下：低密度聚こ烯或高密度聚こ烯100份，PE-EVA三层耐老化复合棚膜10〜20份， こ炔炭黑12〜18份，三烯丙基异氰脲酸酯0. 6〜0. 8份，（3. 5- ニ叔丁基_4_羟基苯基） 丙酸十八碳醇酯0. 3〜0. 5份，硫代ニ丙酸双十二烷酯0. 2〜0. 5份，硬脂酸锌0. 2〜0. 3 份。
[0010] 所述绝缘层的厚度为0. 5〜0. 7mm，在绝缘层与护套之间设有屏蔽层，屏蔽层采用镀锡铜丝或者铝镁合金丝编制而成。
[0011] ー种如上所述的自限温伴热带的制备方法，其特征在于：该方法按下述步骤进[0012] A、制备金属导电电极：采用束线机绞制等张カ绞线作为金属导电电极；
[0013] B、树脂导体层选料、制备：按下述比例取各原料备用：低密度聚こ烯或高密度聚 こ烯100份，PE-EVA三层耐老化复合棚膜5〜12份，こ炔炭黑40〜45份，三烯丙基异氰脲酸酯0. 6〜0. 8份，(3. 5- ニ叔丁基-4-轻基苯基）丙酸十八碳醇酯0. 3〜0. 5份,硫代 ニ丙酸双十二烷酯0. 2〜0. 5份，硬脂酸锌0. 2〜0. 3份；
[0014] 将低密度聚こ烯或高密度聚こ烯在60〜80°C的条件下烘干2〜6小时后，置于容器中加入三烯丙基异氰脲酸酯充分搅拌3〜10分钟，再加入PE-EVA三层耐老化复合棚膜， 密封2〜4小时后待用，采用双辊炼塑机混料，在辊温170〜180°C时开始下料，经下片、切粒后将制得的高分子树脂导电材料作为包覆在金属导电电极上的树脂导体层；切粒机转速为 150 〜250rpm ；
[0015] C、双芯双层发热芯带挤制：将步骤A中制得的金属导电电极的两个放线盘放在共挤生产线的主动放线架上，使两根金属导电电极绞线同时放出，经张カ控制器和加热装置加热至210°C后同时进入两个塑料挤出机之间的双芯、双层共挤机头内，挤出速度控制在 100m/min，一次包覆树脂导体层和发热体材料，并使导电电极的张カ保持一致；冷却后，包覆的树脂导体层与金属导电电极和发热体紧密接触成为导电电极的一部分，得到双芯双层的发热芯带；
[0016] D、包覆绝缘：选择工作温度与上述制得的发热芯带的最高表面温度相同的辐照交联型聚烯烃绝缘料在发热芯带外包覆绝缘；绝缘挤出时抽真空将发热芯带与绝缘之间的空气排净，真空压カ范围为：1. 33X10^〜I. 33X 10_6pa，以防止辐照时气胀；
[0017] E、辐照交联：将包覆绝缘层的发热芯带均匀地通过高能电子加速器的辐照扫描窗 ロ进行整体辐照以完成交联过程，辐照剂量控制在12〜ISMrad之间，绝缘层热延伸控制在 80〜100%之间，发热体热延伸控制在60〜70%之间，辐照处理后得到基本型的具有双层树脂导体的自限温伴热带；
[0018] 在上述步骤A中采用束线机制备金属导电电极步骤如下：
[0019] (I)采用经过改造的双倍束线机绞制，采用有张カ控制装置的放线架；
[0020] (2)将镀锡铜线的线盘推入放线架的轴中紧固螺帽；将单线通过张カ可调的摆杆上的导轮，依次进入分线板、并线模、主轴导轮、弓带模眼、出线主轴导轮、牵引轮、排线器拨杆、引入收线盘系牢；调整摆杆弹簧，使每根线的张カ基本一致；根据エ艺要求更换节距轮和主轴导轮，主轴导轮的槽半径R = 0. 5d+0. 05mm,调好绞向；调好收线盘张力；在弓带转速 500转/分钟时用张カ测试仪逐盘调整放线张力，多0. 32mm铜线张カ为450克，多052mm铜线张カ为800克，中心线略大15%，断线或放线盘换盘时，用冷焊接头并修磨好接ロ飞边。
[0021] 在上述步骤B中用双辊炼塑机混料时加料的先后顺序为：所述的密封后待用的混合物、(3. 5- ニ叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酯、硫代ニ丙酸双十二烷酯、硬脂酸锌、 こ块炭黑。
[0022] 上述步骤B中树脂导体层2的基料与发热体3材料的基料为同温度等级，发热体材料制备过程与树脂导体层相同。
[0023] 3、优点及效果：
[0024] 本发明提出的一种自限温伴热带及其制备方法，具有如下优点：[0025] (I)结构创新：在产品的电极与发热体之间增加树脂导体层，改善了界面接触电阻，延长了产品寿命；
[0026] (2)エ艺创新：采用双芯双层共挤エ艺方法，保证树脂导体层与PTC发热体在熔融状态下同时成型粘在一起，接触良好，減少了膨胀差异；采用等张カ正规结构绞线的制造方法，使绞合导体制造精度提高，保证树脂导体层超薄大长度挤出的需要；
[0027] (3)产品性能创新：采用本发明方法制造的伴热带起动电流Is和稳态工作电流Ie 的比值（Is/Ie)已经达到3以内，芯带的制造长度可以达到单根I万米以上，生产效率提高 6倍，大幅度提高了带动生产率和产品质量，同时降低了材料消耗。
[0028] 本发明采取以下技术措施来提高伴热带的性能：
[0029] (I)分析起动电流大的主要原因是导体与电阻体接触界面电阻问题。
[0030] 普通的自限温伴热带是在两根并行的导体上挤包上半导电电阻体.导体为金属体.电阻体为半导电高分子材料，这个接触面处于不稳定状态，界面滑移，造成接触电阻大，另外由于金属导体在伴热带工作的热历程中与发热体半导电树脂的热膨胀差异造成两者脱离，产生接触不良，以至电打火，损坏PTC层.进ー步造成界面粗糙，界面电阻不断变大，接触不良，起动电流变大，恶性循环造成伴热带损坏烧毀。
[0031]自限温伴热带的发热元件结构，是在两根平行的金属导体之间均匀挤包ー层PTC 树脂发热体制成的芯帯。电流从一根导体经PTC层到另ー根导体形成回路。这种并联回路形成无限多个PTC并联单元。由于电极导体是金属的，PTC发热体是树脂的，这个接触面处于不稳定状态，界面滑移，造成接触电阻大；另外由于金属导体在伴热带工作的热历程中由于热膨胀差异会使导体和发热体造成脱离接触不良，以至电打火损坏PTC层；也会造成界面电阻变大，接触不良，起动电流变大，恶性循环将造成伴热带损坏烧毀。
[0032] (2)采取措施使导体和PTC电阻体接触电阻降到最小
[0033] 针对上述金属导体与树脂半导体的界面接触电阻问题，本发明提出増加树脂导体层的办法解決，树脂导体层就是包覆在两根导体上含炭量高的导电树脂，是导体的一部分， 它与PTC发热体的基础材质相同，使金属导体与PTC发热电阻体的接触实现了接触过渡，并且没有了膨胀差异，使发热体与导体接触良好，改善了界面接触电阻，降低了起动电流，延长了产品寿命。
[0034] 本发明采用等张カ的绞线制备金属导电电极，并且在金属导电电极与发热体之间设置树脂导体层，该树脂导体层与发热体的基材ー样均是采用如：LDPE/CB ；MDPE/CB ； HDFE/CB等高分子树脂导体材料制成，具有电阻正温度系数的特性，从而实现了本发明自限温伴热带的双层树脂导体的结构；但加入的PE-EVA三层耐老化复合棚膜与炭黑的含量却不相同，树脂导体层含碳量高，加入的PE-EVA三层耐老化复合棚膜量少，发热体则刚好相反含碳量比树脂导体层低，加入的PE-EVA三层耐老化复合棚膜量多；由于伴热带用双芯双层共挤技术将树脂导体层和发热体在熔融状态下同时挤出形成溶合一体的结构，因此接触良好，不会剥离，降低了热膨胀差异，树脂导体层的电阻介于金属导电电极与发热体之间， 通电时，发热稳定，故障率降低，可以广泛的应用于电热装置石油及化工企业的管道伴热， 太阳能热水器输水管的防冻保温等领域。
[0035] 本发明对树脂导体层和发热体的配方都做了改进，采用具有电阻正温度系数的高分子树脂导体材料制成，普通伴热带大都采用低密度聚こ烯为原料，而本发明则是低密度聚こ烯或高密度聚こ烯均可以使用，不再添加聚偏氟こ烯，而是以不同比例添加PE-EVA三层耐老化复合棚膜，以三烯丙基异氰脲酸酯为助交联剂，用（3. 5- ニ叔丁基-4-羟基苯基） 丙酸十八碳醇酯和硫代ニ丙酸双十二烷酯作为抗氧化剂，硬脂酸锌作为润滑剂和热稳定剂，使伴热带的耐老化及耐热性能得到了显著地提高，使得发热体的安全性能也得到了显著地提高；
[0036] 通过本发明技术方案的实施,极大地提高伴热带的性能，具有起动电流小，伴热带温度高的优点，能够很好地解决现有伴热带的发热体与金属导电电极直接与接触，工作一段时间后，功率衰减严重，起动电流变大，常烧毁伴热带的问题；以及使用双热峰PTC材料时，第二个热峰限制了炭黑颗粒的活动能力不能形成新的导电逾渗网络，导致伴热带不能一直维持较高的伴热温度，性能不稳定的问题。
[0037] 双芯、双层共挤技术是通过两台挤出机在ー个共挤机头中实现的。这种共挤机头由外壳、分流器和三块定型模具组成。它使在两根导体上分別包覆上复合物后再同时挤包一层复合物成为可能。两次挤出，就是先在导电体上挤包ー层低电阻层，然后再把两根挤包完低电阻层的两根线平行放出，通过挤出机头再挤包上PTC发热体.第二次挤包发热体吋， 第一次包覆在导体上的树脂导体层很容易被刮伤，造成内伤，很容易被污染，且树脂导体层与发热体接触不紧密，严重影响产品质量。而且由于包覆的树脂导体层使伴热带的厚度会有较大增加，影响了原设计尺寸，必须大幅度进行结构变化设计。双芯双层共挤技术是紧压超薄自定心共挤，可以使树脂导体层的厚度控制在0. I〜0. 2mm,共挤机头为自定心机头, 加工精度高、定心准确、不偏心、挤出的芯带尺寸精确、工作电阻稳定、可实现10〜20km连续生产。采用等张カ绞线的目的是因为导体定位模内孔与导体外径间隙小，挤出压カ大， 要求导体外径圆整，绞线表层每根单线张カー致，不能有松有紫，否则绞线会被撸出造成断线，加大内模间隙则可能会造成偏心或者倒胶现象。
[0038] 本发明提出的エ艺方法突破老的エ艺方法思维模式，采用了等张カ以束代绞，用束线机生产出等张カ的正规结构同心绞线。以束代绞放线架在绞笼外，采用进ロ的张カ仪测定每根单线的静态张力，而且可以在绞制过程中动态调整，可以使每根线的张力调整的完全一致，即表层每根单线在满盘时与线盘上线重量減少后张カ始終一致，符合挤出时的要求，不撸套，不断线，为生产发热芯带提供了保证。
四、附图说明：
[0039] 图I为本发明伴热带结构示意图；
[0040] 图2为本发明伴热带的发热芯带截面结构示意图；
[0041] 图3为本发明制备金属导电电极束线机的结构示意图；
[0042] 图4为图3中转轮的结构示意图；
[0043] 图5为本发明双芯双层挤出生产线示意图。
五、具体实施方式：
[0044] 下面结合具体的实施例对本发明做进ー步的说明：
[0045] 本发明是一种自限温伴热带，如图1、2所示，该伴热带包括两根平行设置的输电金属导电电极I，在每根金属导电电极I外均包覆一层树脂导体层2，两根金属导电电极I通过树脂导体层2与发热体3紧密接触构成并联回路，在发热体3外包覆有绝缘层4，这样是基本型伴热带，在绝缘层4的外面編制屏蔽层5得到屏蔽型伴热带，在绝缘层4的外面直接设置ー层护套6得到防护加强型伴热带，还可以在绝缘层4与护套6之间编制屏蔽层5得到屏蔽防护加强型伴热带。所述树脂导体层2由厚度为0. I〜0. 2mm的高分子树脂导电材料制成，树脂导体层2配方按重量计如下：低密度聚こ烯或高密度聚こ烯100份， PE-EVA三层耐老化复合棚膜5〜12份，こ炔炭黑40〜45份，三烯丙基异氰脲酸酯0. 6〜
0. 8份，(3. 5- ニ叔丁基-4-轻基苯基）丙酸十八碳醇酯0. 3〜0. 5份,硫代ニ丙酸双十二烷酯0. 2〜0. 5份，硬脂酸锌0. 2〜0. 3份。
[0046] 上述金属导电电极I采用等张カ绞线。
[0047] 上述发热体3也是由具有电阻正温度系数的高分子树脂导电材料制成，发热体3 的配方按重量计如下：低密度聚こ烯或高密度聚こ烯100份，PE-EVA三层耐老化复合棚膜 10〜20份，こ炔炭黑12〜18份，三烯丙基异氰脲酸酯0. 6〜0. 8份，(3. 5- ニ叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酯0. 3〜0. 5份，硫代ニ丙酸双十二烷酯0. 2〜0. 5份，硬脂酸锌
0. 2 〜0. 3 份。
[0048] 所述绝缘层4的厚度为0. 5〜0. 7mm,上述屏蔽防护加强型伴热带是在绝缘层4与护套6之间设有屏蔽层5，屏蔽层5采用镀锡铜丝或者铝镁合金丝编制而成。
[0049] ー种自限温伴热带的制备方法，其特征在于：该方法按下述步骤进行：
[0050] A、制备金属导电电极：采用束线机绞制等张カ绞线作为金属导电电极I ;
[0051] B、树脂导体层选料、制备：按下述比例取各原料备用：低密度聚こ烯或高密度聚 こ烯100份，PE-EVA三层耐老化复合棚膜5〜12份，こ炔炭黑40〜45份，三烯丙基异氰脲酸酯0. 6〜0. 8份，(3. 5- ニ叔丁基-4-轻基苯基）丙酸十八碳醇酯0. 3〜0. 5份,硫代 ニ丙酸双十二烷酯0. 2〜0. 5份，硬脂酸锌0. 2〜0. 3份。
[0052] 将低密度聚こ烯或高密度聚こ烯在60〜80°C的条件下烘干2〜6小时后，这样可以有效防止聚こ烯因受潮等原因含水量过多导致挤出后表面粗糙的问题，改善挤出质量， 置于容器中加入三烯丙基异氰脲酸酯充分搅拌3〜10分钟，再加入PE-EVA三层耐老化复合棚膜，密封2〜4小时后待用，采用双辊炼塑机混料，在辊温达到170〜180°C时开始下料，经下片、切粒后将制得的高分子树脂导电材料作为包覆在金属导电电极上的树脂导体层2。开关温度分别为70°C ±5°C、85°C ±5°C、110°C ±5°C。切粒机转速控制在150〜 250rpmo
[0053] 采用双辊炼塑机混料时加料的先后顺序为：所述的密封后待用的混合物、
(3. 5-ニ叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酯、硫代ニ丙酸双十二烷酯、硬脂酸锌、こ炔炭
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TTT^ o
[0054] 上述树脂导体层2的基料与发热体3材料的基料为同温度等级，发热体材料制备过程与树脂导体层相同。
[0055] C、双芯双层发热芯带挤制：如图5所示，将步骤A中制得的金属导电电极I的两个放线盘12放在共挤生产线的主动放线架11上，使两根金属导电电极绞线同时放出，经张カ 控制器13和加热装置14加热至210°C后同时进入两个塑料挤出机15、17之间的双芯、双层共挤机头16内，挤出速度控制在100m/min，一次性地包覆树脂导体层和发热体材料，并使导电电极的张力保持一致；再经冷却水槽18冷却后，被牵引轮21和收线盘20收好，包覆的树脂导体层2与金属导电电极I和发热体3紧密接触成为导电电极的一部分，得到双芯双层的发热芯带19 ；
[0056] D、包覆绝缘：选择工作温度与上述制得的发热芯带的最高表面温度相同的辐照交联型聚烯烃绝缘料在发热芯带19外包覆绝缘；绝缘挤出时抽真空将发热芯带与绝缘之间的空气排净，真空压カ范围为：1. 33X KT1〜I. 33X10_6pa，这样可以防止辐照时气胀；
[0057] E、辐照交联：将包覆绝缘层的发热芯带均匀地通过高能电子加速器的辐照扫描窗 ロ进行整体辐照以完成交联过程，辐照剂量控制在12〜ISMrad之间，绝缘层热延伸控制在 80〜100%之间，发热体热延伸控制在60〜70%之间，辐照处理后得到基本型的具有双层树脂导体的自限温伴热带；在上述基本型伴热带的绝缘层4外面編制屏蔽层5得到屏蔽型伴热带，在绝缘层4的外面直接设置ー层护套6得到防护加强型伴热带，还可以在绝缘层4 与护套6之间编制屏蔽层5得到屏蔽防护加强型伴热带。
[0058] 在上述步骤A中采用束线机制备金属导电电极步骤如下：
[0059] (I)采用经过改造的如图3所示的双倍束线机绞制，采用有张カ控制装置的放线架；
[0060] (2)将镀锡铜线的线盘推入放线架的轴中紧固螺帽；将单线通过张カ可调的摆杆 9上的导轮，依次进入分线板10、并线模7、主轴导轮8、弓带模眼、出线主轴导轮、牵引轮、排线器拨杆、引入收线盘系牢；调整摆杆9的弹簧，使每根线的张カ基本一致；根据エ艺要求更换节距轮和主轴导轮8，如图4所示主轴导轮8的槽半径R = O. 5d+0. 05mm,调好绞向；调好收线盘张カ；在弓带转速500转/分钟时用张カ测试仪逐盘调整放线张力，多0.32_铜线张カ为450克，多052_铜线张カ为800克，中心线略大15%，断线或放线盘换盘时，用冷焊接头并修磨好接ロ飞边。
[0061] 下面结合实施例对本发明详细说明如下，但不因具体实施例限制本发明：
[0062] 实施例I :
[0063] 一种自限温伴热带，该伴热带包括两根平行设置的输电金属导电电极I，在每根金属导电电极I外均包覆一层树脂导体层2，两根金属导电电极I通过树脂导体层2与发热体3紧密接触构成并联回路，在发热体3外包覆有绝缘层4，在绝缘层4的外面还有ー层护套6，所述绝缘层4的厚度为0. 5mm，在绝缘层4与护套6之间设有屏蔽层5，屏蔽层5采用镀锡铜丝或者铝镁合金丝编制而成，所述树脂导体层2由厚度为0. Imm的高分子树脂导电材料制成，树脂导体层2配方按重量计如下：高密度聚こ烯（HDPE) 100份，PE-EVA三层耐老化复合棚膜5份，こ炔炭黑（粒径40-50nm，吸油值3. 0-3. 5ml/g,比表面积大于70m2/g，PH 值6. 0) 45份，三烯丙基异氰脲酸酯0. 6份，（3. 5- ニ叔丁基_4_羟基苯基）丙酸十八碳醇酷0. 3份，硫代ニ丙酸双十二烷酯0. 2份，硬脂酸锌0. 2份。
[0064] 所述金属导电电极I采用等张カ绞线。
[0065] 所述发热体3由具有电阻正温度系数的高分子树脂导电材料制成，发热体3 配方按重量计如下：高密度聚こ烯（HDPE) 100份，PE-EVA三层耐老化复合棚膜10份， こ炔炭黑（粒径40-50nm,吸油值3. 0-3. 5ml/g,比表面积大于70m2/g,大庆石化总厂 PE-LA-50D012) 12份，三烯丙基异氰脲酸酯0. 6份，(3. 5-ニ叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酯0. 3份，硫代ニ丙酸双十二烷酯0. 2份，硬脂酸锌0. 2份。
[0066] ー种如上所述的自限温伴热带的制备方法，其特征在于：该方法按下述步骤进[0067] A、制备金属导电电极：采用束线机绞制等张カ绞线作为金属导电电极：
[0068] (I)采用经过改造的双倍束线机绞制，采用有张カ控制装置的放线架；
[0069] (2)将镀锡铜线的线盘推入放线架的轴中紧固螺帽；将单线通过张カ可调的摆杆上的导轮，依次进入分线板、并线模、主轴导轮、弓带模眼、出线主轴导轮、牵引轮、排线器拨杆、引入收线盘系牢；调整摆杆弹簧，使每根线的张カ基本一致；根据エ艺要求更换节距轮和主轴导轮，主轴导轮的槽半径R = 0. 5d+0. 05mm,调好绞向；调好收线盘张力；在弓带转速 500转/分钟时用张カ测试仪逐盘调整放线张力，多0. 32mm铜线张カ为450克，多052mm铜线张カ为800克，中心线略大15%，断线或放线盘换盘时，用冷焊接头并修磨好接ロ飞边。
[0070] B、树脂导体层选料、制备：按下述比例取各原料备用：高密度聚こ烯100份， PE-EVA三层耐老化复合棚膜5份，こ炔炭黑45份，三烯丙基异氰脲酸酯0. 6份，(3. 5- ニ叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酯0. 3份，硫代ニ丙酸双十二烷酯0. 2份，硬脂酸锌0. 2 份；
[0071] 将高密度聚こ烯在60°C的条件下烘干2小时后，置于容器中加入三烯丙基异氰脲酸酷充分搅拌3分钟，再加入PE-EVA三层耐老化复合棚膜，密封2小时后待用，采用双辊炼塑机混料，在辊温170°C时开始下料，经下片、切粒后将制得的高分子树脂导电材料作为包覆在金属导电电极上的树脂导体层；切粒机转速为150rpm ;用双辊炼塑机混料时加料的先后顺序为：所述的密封后待用的混合物、（3. 5-ニ叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酷、 硫代ニ丙酸双十二烷酯、硬脂酸锌、こ炔炭黑；树脂导体层2的基料与发热体3材料的基料为同温度等级，发热体材料制备过程与树脂导体层相同。
[0072] C、双芯双层发热芯带挤制：将步骤A中制得的金属导电电极的两个放线盘12放在共挤生产线的主动放线架11上，使两根金属导电电极绞线同时放出，经张カ控制器13和加热装置14加热至210°C后同时进入两个塑料挤出机15、17之间的双芯、双层共挤机头16 内，挤出速度控制在100m/min，一次包覆树脂导体层和发热体材料，并使导电电极的张カ保持一致；冷却后，包覆的树脂导体层2与金属导电电极I和发热体3紧密接触成为导电电极的一部分，得到双芯双层的发热芯带19。
[0073] D、包覆绝缘：选择工作温度与上述制得的发热芯带的最高表面温度相同的辐照交联型聚烯烃绝缘料在发热芯带19外包覆绝缘；绝缘挤出时抽真空将发热芯带与绝缘之间的空气排净，真空压カ范围为：1. 33X KT1Pa,以防止辐照时气胀。
[0074] E、辐照交联：将包覆绝缘层的发热芯带均匀地通过高能电子加速器的辐照扫描窗 ロ进行整体辐照以完成交联过程，辐照剂量控制在12Mrad之间，绝缘层热延伸控制在80% 之间，发热体热延伸控制在60%之间，辐照处理后得到基本型的具有双层树脂导体的自限温伴热带；在上述基本型伴热带的绝缘层4外面編制屏蔽层5得到屏蔽型伴热带，在绝缘层 4的外面直接设置ー层护套6得到防护加强型伴热带，还可以在绝缘层4与护套6之间编制屏蔽层5得到屏蔽防护加强型伴热带。
[0075] 制得的自限温伴热带，最高工作温度为110°C ±5°C。
[0076] 实施例2 ：
[0077] 一种自限温伴热带，该伴热带包括两根平行设置的输电金属导电电极I，在每根金属导电电极I外均包覆一层树脂导体层2，两根金属导电电极I通过树脂导体层2与发热体3紧密接触构成并联回路，在发热体3外包覆有绝缘层4，在绝缘层4的外面还有ー层护套 6，所述绝缘层4的厚度为0. 7mm，在绝缘层4与护套6之间设有屏蔽层5，屏蔽层5采用镀锡铜丝或者铝镁合金丝编制而成，所述树脂导体层2由厚度为0. 2mm的高分子树脂导电材料制成，树脂导体层2配方按重量计如下：低密度聚こ烯100份，PE-EVA三层耐老化复合棚膜10份，こ炔炭黑40份，三烯丙基异氰脲酸酯0. 8份，（3. 5- ニ叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酯0. 5份，硫代ニ丙酸双十二烷酯0. 5份，硬脂酸锌0. 3份。
[0078] 所述金属导电电极采用等张カ绞线。
[0079] 所述发热体由具有电阻正温度系数的高分子树脂导电材料制成，发热体配方按重量计如下：低密度聚こ烯100份，PE-EVA三层耐老化复合棚膜20份，こ炔炭黑 (粒径40-50nm，吸油值3. 0-3. 5ml/g,比表面积大于70m2/g，PH值6. 0，北京燕山石化 PE-FA-18D002) 18份，三烯丙基异氰脲酸酯0. 8份，(3. 5-ニ叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酯0. 5份，硫代ニ丙酸双十二烷酯0. 5份，硬脂酸锌0. 3份。
[0080] ー种如上所述的自限温伴热带的制备方法，其特征在于：该方法按下述步骤进行：
[0081] A、制备金属导电电扱：采用束线机绞制等张カ绞线作为金属导电电极，步骤与实施例I相同，可以用19根直径为0. 32的镀锡铜线绞合成的绞线用两根做电极、线芯间距为 7 mm ；
[0082] B、树脂导体层选料、制备：按下述比例取各原料备用：低密度聚こ烯100份， PE-EVA三层耐老化复合棚膜10份，こ炔炭黑40份，三烯丙基异氰脲酸酯0. 8份，(3. 5-ニ叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酯0. 5份，硫代ニ丙酸双十二烷酯0. 5份，硬脂酸锌0. 3 份；
[0083] 将低密度聚こ烯在80°C的条件下烘干6小时后，置于容器中加入三烯丙基异氰脲酸酯充分搅拌10分钟，再加入PE-EVA三层耐老化复合棚膜，密封4小时后待用，采用双辊炼塑机混料，在辊温180°C时开始下料，时间控制在25分钟以内，经下片、切粒后将制得的高分子树脂导电材料作为包覆在金属导电电极上的树脂导体层2 ;切粒机转速为 250rpm ;用双辊炼塑机混料时加料的先后顺序为：所述的密封后待用的混合物、（3. 5- ニ叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酯、硫代ニ丙酸双十二烷酯、硬脂酸锌、こ炔炭黑，加乙炔炭黑时辊距调到I. 5mm待こ炔炭黑吃入后辊距调到3mm再进行下片、切粒；树脂导体层2的基料与发热体3材料的基料为同温度等级，发热体材料制备过程与树脂导体层相同。
[0084] C、双芯双层发热芯带挤制：将步骤A中制得的金属导电电极的两个放线盘12放在共挤生产线的主动放线架11上，使两根金属导电电极绞线同时放出，经张カ控制器13和加热装置14加热至210°C后同时进入两个塑料挤出机15、17之间的双芯、双层共挤机头16 内，挤出速度控制在100m/min，一次包覆树脂导体层和发热体材料，并使导电电极的张カ保持一致；冷却后，包覆的树脂导体层2与金属导电电极I和发热体3紧密接触成为导电电极的一部分，得到双芯双层的发热芯带19 ；
[0085] D、包覆绝缘：选择工作温度与上述制得的发热芯带的最高表面温度相同的辐照交联型聚烯烃绝缘料在发热芯带19外包覆绝缘；绝缘挤出时抽真空将发热芯带与绝缘之间的空气排净，真空压カ范围为：1. 33X10_6pa，以防止辐照时气胀；
[0086] E、辐照交联：将包覆绝缘层的发热芯带均匀地通过高能电子加速器的辐照扫描窗ロ进行整体辐照以完成交联过程，辐照剂量控制在ISMrad之间，绝缘层热延伸控制在 100%之间，发热体热延伸控制在70%之间，辐照处理后得到基本型的具有双层树脂导体的自限温伴热带；在上述基本型伴热带的绝缘层4外面編制屏蔽层5得到屏蔽型伴热带，在绝缘层4的外面直接设置ー层护套6得到防护加强型伴热带，还可以在绝缘层4与护套6之间编制屏蔽层5得到屏蔽防护加强型伴热带。
[0087] 制得的自限温伴热带，最高工作温度为70°C ±5°C。
[0088] 实施例3 ：
[0089] 一种自限温伴热带，该伴热带包括两根平行设置的输电金属导电电极I，在每根金属导电电极I外均包覆一层树脂导体层2，两根金属导电电极I通过树脂导体层2与发热体3紧密接触构成并联回路，在发热体3外包覆有绝缘层4，在绝缘层4的外面还有ー层护套6，所述绝缘层4的厚度为0. 6mm，在绝缘层4与护套6之间设有屏蔽层5，屏蔽层5采用镀锡铜丝或者铝镁合金丝编制而成，所述树脂导体层2由厚度为0. 2mm的高分子树脂导电材料制成，树脂导体层2配方按重量计如下：高密度聚こ烯100份，PE-EVA三层耐老化复合棚膜8份，こ炔炭黑42份，三烯丙基异氰脲酸酯0. 7份，(3. 5- ニ叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酯0. 4份，硫代ニ丙酸双十二烷酯0. 4份，硬脂酸锌0. 25份。
[0090] 所述金属导电电极采用等张カ绞线。
[0091] 所述发热体由具有电阻正温度系数的高分子树脂导电材料制成，发热体配方按重量计如下•.高密度聚乙烯100份，PE-EVA三层耐老化复合棚膜15份，こ炔炭黑15份，三烯丙基异氰脲酸酯0. 7份，(3. 5- ニ叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酯0. 4份，硫代ニ丙酸双十二烷酯0. 4份，硬脂酸锌0. 25份。
[0092] ー种如上所述的自.限温伴热带的制备方法，其特征在于：该方法按下述步骤进行：
[0093] A、制备金属导电电扱：采用束线机绞制等张カ绞线作为金属导电电极，步骤与实施例I相同；
[0094] B、树脂导体层选料、制备：按下述比例取各原料备用：高密度聚こ烯100份， PE-EVA三层耐老化复合棚膜8份，こ炔炭黑42份，三烯丙基异氰脲酸酯0. 7份，(3. 5- ニ叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酯0. 4份，硫代ニ丙酸双十二烷酯0. 4份，硬脂酸锌0. 25 份；
[0095] 将高密度聚こ烯在70°C的条件下烘干4小时后，置于容器中加入三烯丙基异氰脲酸酷充分搅拌5分钟，再加入PE-EVA三层耐老化复合棚膜，密封4小时后待用，采用双辊炼塑机混料，在辊温175°C时开始下料，经下片、切粒后将制得的高分子树脂导电材料作为包覆在金属导电电极上的树脂导体层2 ;切粒机转速为200rpm ;用双辊炼塑机混料时加料的先后顺序为：所述的密封后待用的混合物、（3. 5-ニ叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酷、硫代ニ丙酸双十二烷酯、硬脂酸锌、こ炔炭黑；树脂导体层2的基料与发热体3材料的基料为同温度等级。
[0096] C、双芯双层发热芯带挤制：将步骤A中制得的金属导电电极的两个放线盘12放在共挤生产线的主动放线架11上，使两根金属导电电极绞线同时放出，经张カ控制器13和加热装置14加热至210°C后同时进入两个塑料挤出机15、17之间的双芯、双层共挤机头16 内，挤出速度控制在100m/min，一次包覆树脂导体层和发热体材料，并使导电电极的张カ保持一致；冷却后，包覆的树脂导体层2与金属导电电极I和发热体3紧密接触成为导电电极的一部分，得到双芯双层的发热芯带19 ；
[0097] D、包覆绝缘：选择工作温度与上述制得的发热芯带的最高表面温度相同的辐照交联型聚烯烃绝缘料在发热芯带19外包覆绝缘；绝缘挤出时抽真空将发热芯带与绝缘之间的空气排净，真空压カ范围为：1. 33X10_3pa，以防止辐照时气胀；
[0098] E、辐照交联：将包覆绝缘层的发热芯带均匀地通过高能电子加速器的辐照扫描窗 ロ进行整体辐照以完成交联过程，辐照剂量控制在15Mrad之间，绝缘层热延伸控制在90% 之间，发热体热延伸控制在65%之间，辐照处理后得到基本型的具有双层树脂导体的自限温伴热带；在上述基本型伴热带的绝缘层4外面編制屏蔽层5得到屏蔽型伴热带，在绝缘层 4的外面直接设置ー层护套6得到防护加强型伴热带，还可以在绝缘层4与护套6之间编制屏蔽层5得到屏蔽防护加强型伴热带。
[0099] 制得的自限温伴热带，最高工作温度为85°C ±5°C。
[0100] 本发明提供的这种自限温伴热带及其制备方法，克服了现有伴热带存在的起动电流大、耗能多、易烧毁等缺陷，具有伴热温度高、伴热性能稳定等优点，适于大規模地ェ业应用。
Claims (8)
1. 一种自限温伴热带，该伴热带包括两根平行设置的输电金属导电电极（1)，在每根金属导电电极（I)外均包覆一层树脂导体层（2)，两根金属导电电极（I)通过树脂导体层 ⑵与发热体⑶紧密接触构成并联回路，在发热体⑶外包覆有绝缘层（4)，在绝缘层⑷ 的外面还有ー层护套出），其特征在于：所述树脂导体层（2)由厚度为0. I〜0. 2mm的高分子树脂导电材料制成，树脂导体层（2)配方按重量计如下：低密度聚こ烯或高密度聚こ烯 100份，PE-EVA三层耐老化复合棚膜5〜12份，こ炔炭黑40〜45份，三烯丙基异氰脲酸酯 0. 6〜0. 8份，(3. 5- ニ叔丁基-4-轻基苯基）丙酸十八碳醇酯0. 3〜0. 5份,硫代ニ丙酸双十二烷酯0. 2〜0. 5份，硬脂酸锌0. 2〜0. 3份。
2.根据权利要求I所述的ー种自限温伴热带，其特征在于：所述金属导电电极（I)采用等张カ绞线。
3.根据权利要求I所述的ー种自限温伴热带，其特征在干：所述发热体（3)由具有电阻正温度系数的高分子树脂导电材料制成，发热体（3)配方按重量计如下：低密度聚こ烯或高密度聚こ烯100份，PE-EVA三层耐老化复合棚膜10〜20份，こ炔炭黑12〜18份，三烯丙基异氰脲酸酯0. 6〜0. 8份，(3. 5- ニ叔丁基-4-轻基苯基）丙酸十八碳醇酯0. 3〜0. 5份，硫代ニ丙酸双十二烷酯0. 2〜0. 5份，硬脂酸锌0. 2〜0. 3份。
4.根据权利要求I所述的ー种自限温伴热带，其特征在干：所述绝缘层（4)的厚度为0.5〜0. 7_，在绝缘层（4)与护套（6)之间设有屏蔽层（5)，屏蔽层（5)采用镀锡铜丝或者铝镁合金丝编制而成。
5. 一种如权利要求I所述自限温伴热带的制备方法，其特征在于：该方法按下述步骤进行：A、制备金属导电电极：采用束线机绞制等张カ绞线作为金属导电电极；B、树脂导体层选料、制备：按下述比例取各原料备用：低密度聚こ烯或高密度聚こ烯 100份，PE-EVA三层耐老化复合棚膜5〜12份，こ炔炭黑40〜45份，三烯丙基异氰脲酸酯0. 6〜0. 8份，(3. 5- ニ叔丁基-4-轻基苯基）丙酸十八碳醇酯0. 3〜0. 5份,硫代ニ丙酸双十二烷酯0. 2〜0. 5份，硬脂酸锌0. 2〜0. 3份；将低密度聚こ烯或高密度聚こ烯在60〜80°C的条件下烘干2〜6小时后，置于容器中加入三烯丙基异氰脲酸酯充分搅拌3〜10分钟，再加入PE-EVA三层耐老化复合棚膜，密封2〜4小时后待用，采用双辊炼塑机混料，在辊温170〜180°C时开始下料，经下片、切粒后将制得的高分子树脂导电材料作为包覆在金属导电电极上的树脂导体层（2);切粒机转速为 150 〜250rpm ；C、双芯双层发热芯带挤制：将步骤A中制得的金属导电电极（I)的两个放线盘（12) 放在共挤生产线的主动放线架（11)上，使两根金属导电电极绞线同时放出，经张カ控制器(13)和加热装置（14)加热至210°C后同时进入两个塑料挤出机（15、17)之间的双芯、双层共挤机头（16)内，挤出速度控制在100m/min，一次包覆树脂导体层（2)和发热体（3)材料， 并使导电电极的张カ保持一致；冷却后，包覆的树脂导体层（2)与金属导电电极（I)和发热体（3)紧密接触成为导电电极的一部分，得到双芯双层的发热芯带（19)；D、包覆绝缘：选择工作温度与上述制得的发热芯带（19)的最高表面温度相同的辐照交联型聚烯烃绝缘料在发热芯带外包覆绝缘；绝缘挤出时抽真空将发热芯带与绝缘之间的空气排净，真空压カ范围为：1. 33X10-1〜I. 33X10_6pa,以防止辐照时气胀；E、辐照交联：将包覆绝缘层的发热芯带均匀地通过高能电子加速器的辐照扫描窗ロ 进行整体辐照以完成交联过程，辐照剂量控制在12〜ISMrad之间，绝缘层热延伸控制在 80〜100%之间，发热体（3)热延伸控制在60〜70%之间，辐照处理后得到基本型的具有双层树脂导体的自限温伴热带；
6.根据权利要求5所述的ー种自限温伴热带的制备方法，其特征在于：在步骤A中采用束线机制备金属导电电极步骤如下：(1)采用经过改造的双倍束线机绞制，采用有张カ控制装置的放线架；(2)将镀锡铜线的线盘推入放线架的轴中紧固螺帽；将单线通过张カ可调的摆杆（9) 上的导轮，依次进入分线板（10)、并线模（7)、主轴导轮（8)、弓带模眼、出线主轴导轮、牵引轮、排线器拨杆、引入收线盘系牢；调整摆杆（9)弹簧，使每根线的张カ基本一致；根据エ艺要求更换节距轮和主轴导轮（8)，主轴导轮（8)的槽半径R = O. 5d+0. 05mm，调好绞向；调好收线盘张カ；在弓带转速500转/分钟时用张カ测试仪逐盘调整放线张力，多0.32_铜线张カ为450克，多052_铜线张カ为800克，中心线略大15%，断线或放线盘换盘时，用冷焊接头并修磨好接ロ飞边。
7.根据权利要求5所述的ー种自限温伴热带的制备方法，其特征在于：在步骤B中用双辊炼塑机混料时加料的先后顺序为：所述密封后待用的混合物、(3. 5-ニ叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酯、硫代ニ丙酸双十二烷酯、硬脂酸锌、こ炔炭黒。
8.根据权利要求5所述的ー种自限温伴热带的制备方法，其特征在于：上述步骤B中树脂导体层（2)的基料与发热体（3)材料的基料为同温度等级，发热体材料制备过程与树脂导体层相同。
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