CN102427616B

CN102427616B - 阻燃型ptc高分子自限温电热膜及其制备方法

Info

Publication number: CN102427616B
Application number: CN 201110258709
Authority: CN
Inventors: 强弱; 计晓荣; 宋义虎; 强自谦
Original assignee: XI'AN GWARM THERMAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: XI'AN GAIWO THERMAL ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2031-09-02
Also published as: CN102427616A

Abstract

本发明的阻燃型PTC高分子自限温电热膜包括第一绝缘层、第二绝缘层和PTC导电层，PTC导电层的左右两边缘处对应包埋有相互平行的第一载流条和第二载流条。该电热膜具有电热功能稳定，阻燃性能好，使用寿命长的优点。本发明的制备方法包括以下步骤：制备第一绝缘层和第二绝缘层，制备PTC导电层，PTC导电层的左右两边缘处分别包埋有第一载流条和第二载流条，采用三辊压延机在130℃～150℃温度下压延复合，冷却，收卷，即得。本发明方法工艺流程简单，成本低，容易实现。

Description

阻燃型PTC高分子自限温电热膜及其制备方法

技术领域

本发明属于电热材料制备技术领域，具体涉及一种阻燃型PTC高分子自限温电热膜及其制备方法。

背景技术

面状电热采暖产品主要由半导体发热体、载流条、绝缘材料构成。低温辐射电热膜的主流产品是由夹在绝缘聚酯(PET)薄膜间的并联的导电油墨载流条、银粉涂料汇流条制成，电热膜经导线连通电源，将电能转化为热能。美国Calorique电热膜含两层绝缘聚酯膜，中间墨线为导电油墨，厚约0.2mm～0.3mm。中国专利申请号99111331.4(公开号为CN1255037，公开日为2000.05.31)公开了一种“低温辐射电热膜”，中国专利申请号200610010213.8(公开号为CN1874619，公开日为2006.12.06)公开了一种“电热地膜”，中国专利申请号92106555.8(公开号为CN1080109，公开日为1993.12.29)公开了“一种复合电热膜”，中国专利申请号91112670.8(公开号为CN1074074，公开日为1993.07.07)公开了“一种新型电发热膜”。低温辐射电热膜多采用丝网印刷法将导电油墨通过网版转印到承印物上。中国专利申请号03110936.5(公开号为CN1440219，公开日为2003.09.03)公开了“一种电热膜制造方法”，采用凹版印刷技术将导电油墨印刷在PET基膜上形成平行排列的导电条，导电条两端由油墨连接并复合汇流条，电热膜上覆盖另一基膜。中国专利申请号200710036025.7(公开号为CN101148939，公开日为2008.03.26)公开了“一种电热地板”，采用丝网印制技术在基板上印刷涂料电热膜层，电热膜上层设有绝缘层，可在36V～220V电压下长期安全使用。中国专利申请号201010562200.8(公开号为CN102083246A，公开日为2011.06.01)公开了“一种远红外电热膜”，导电银浆条、导电碳浆条呈正交排列，置于两层绝缘薄膜中间，电热转换率达98％，发热温度不超过80℃。中国专利申请号03146405.X(公开号为CN1571588，公开日为2005.01.26)公开了“单向热辐射电热膜”，采用定向反射功能膜使热能仅向单面辐射。中国专利申请号200910010841.X(公开号为CN101534582，公开日为2005.01.26)公开了“远红外电热膜毯”，含油墨(碳素)电热膜、皮革层、保护层、保温层、防水层、传感器等。中国专利申请号201110062060.2(公开号为CN102128467A，公开日为2011.07.20)、201110060629.1(公开号为CN102131317A，公开日为2011.07.20)分别公开了“电热地膜采暖装置”、“防漏电与防电磁辐射电热地膜及其制作方法”，聚酯薄膜上均匀印刷油墨导电条，外面两侧依次铺设导电铝箔带、PE封套、PVC保护封套。

其它制作低温辐射电热膜的技术包含喷涂法、涂胶法、浸渍法、压印法等。中国专利申请号01128297.5(公开号为CN1413064，公开日为2003.04.23)“一种纳米电热膜的制造方法和用纳米电热膜制成的散热板”、中国专利申请号200910106860.2(公开号为CN101541110，公开日为2009.09.23)“纳米电热膜材料及纳米电热器件的制作方法”，均在基板上喷涂导电涂料形成电热膜。中国专利申请号200710047983.4(公开号为CN101431837，公开日为2009.05.13)“一种远红外柔性电热材料及其制作方法和应用”、中国专利申请号90106391.6(公开号为CN1060325，公开日为1992.04.15)“节能型电热膜融雪器和制法及用途”，均将导电涂料涂附基膜(聚酯膜、胶布等)上，干燥后加装并联电极、电源线。中国专利中请号99117279.5(公开号为CN1258186，公开日为2000.06.28)“一种柔性电热膜发热体的制造方法”、中国专利申请号200810118187.X(公开号为CN101346017，公开日为2009.01.14)“高分子电热膜及其应用”，则在柔性高分子基膜表面预设电极，再将导电涂料均匀涂覆在基材表面形成电热膜，其上固定绝缘保护层。中国专利申请号89107751.0(公开号为CN1051059，公开日为1991.05.01)公开了“一种透明半导体电热薄膜”，以SbCl₃、CdCl₂掺杂SnO₂半导体层，以二甘醇丁醚醋酸酯、聚异丁烯、环己酮为粘结剂，以无水乙醇为主要溶剂，采用浸涂和烘干工艺在衬底材料上形成半导体薄膜型电热膜。中国专利申请号200810036591.2(公开号为CN101568201，公开日为2009.10.28)公开了“双导发热体”，其电热片包括绝缘基板(聚酯薄膜或爽木胶木板)、两个压印在绝缘基板表面上的低温辐照电热膜(导电油墨、碳晶片或碳素纤维)，两电热膜间隔错开、电极彼此对齐，可有效地消除电磁波。

碳素面状发热板为另一种主流低温辐射电热膜。韩国HALLA株式会社睿坚Heating地暖系统的发热主体系纳米碳素与无纺布嵌入式面状发热体，共11层总厚度0.7mm，具有智能控温功能，自身温度不超过60℃。中国专利申请号201110059086.1(公开号为CN102123529A，公开日为2011.07.13)“一种新型碳纤维复合电热膜及其制备方法”、中国专利申请号00121583.3(公开号为CN1338885，公开日为2002.03.06)“低温辐射碳纤维电热膜及其制备方法”所披露的电热膜含导电碳纤维网状编织层、两端金属电极、被绝缘导热塑料膜。中国专利申请号200710006388.6(公开号为CN101237723，公开日为2008.08.06)公开了“电热膜用组成物及以其所制得的电热膜与电热装置”，将导电涂料涂布于网络状纤维材料(如碳纤维纸、金属纤维纸、镀金属纤维纸)上，热固化得到10～1200欧姆电阻值的电热膜。中国专利申请号200310107851.8(公开号为CN1606384，公开日为2005.04.13)公开了“耐折迭聚四氟乙烯电热膜及其制备方法”，将导电聚四氟乙烯树脂分散液混合、造粒、干燥，加入助挤剂，用推压机成型为圆条状，用压延机压制为纤维状膜，除助挤剂后烧结为柔软强韧的纤维状电热膜。

具有电阻正温度系数(positive temperature coefficient，PTC)效应的无机或有机材料可用于制作自控温型智能电热膜，PTC功能可防止局部异常过热，自动控制电流随温度的变化，有效控制耗电量。已商业化产品如韩国DYMSCO(大熙)PTC远红外线电热膜、山东恒远电热材料科技有限公司PTC电热膜，系半透明聚酯薄膜与导电油墨低温粘合而制成。浙江华源电热有限公司赛沃智能地暖系统包含1.2mm厚、34cm宽的填充聚乙烯(PE)型PTC半导体元件，利用热敏电阻特性实现电热膜的主动温控。中国专利申请号90102752.9(公开号为CN1056393，公开日为1991.11.20)公开了“具有挠性及恒温特性的复合型导电高分子电发热体”，采用含15-60％导电填充剂的复合型可固化高分子材料作电阻层，两面覆盖绝缘层，发热体表面或内部加骨架层。中国专利申请号03814070.5(公开号为CN1663002，公开日为2005.08.31)、200510134568.3(公开号为CN1790557，公开日为2006.06.21)、200910003413.4(公开号为CN101521963，公开日为2009.09.02)公开了“柔性PTC发热体及其制造方法”，基材表面设有凹凸状树脂发泡体或橡胶材料，采用印刷技术在柔性基材上形成PTC电阻、电极。中国专利申请号200510045421.7(公开号为CN1791308，公开日为2006.06.21)公开了“加热膜制造方法及其有关的发热体”，利用绝缘层上面的水溶性用金属处理的电阻墨水或者利用辅助模具，镀金或者真空镀膜成电极线条后，未形成电极层的上面用PTC油墨印刷成特定形状或者未形成电极线条的上面镀层薄膜。

传统面状发热膜的制作工艺是在绝缘基材表面进行涂覆和丝网印刷。由于导电膜层与基材热膨胀系数不同，反复加热-冷却后导电膜层与基材间易形成气泡，导致导电膜层脱落；同时，反复加热-冷却导致导电膜层易产生微小裂纹，使得电阻值在使用过程中逐渐增加，电热功率衰减比较明显。

发明内容

本发明的目的是提供了一种阻燃型PTC高分子自限温电热膜，具有电热功能稳定，阻燃性能好，使用寿命长的优点。

本发明的另一目的是提供该阻燃型PTC高分子自限温电热膜的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种阻燃型PTC高分子自限温电热膜，其特征在于，包括第一绝缘层和第二绝缘层，在第一绝缘层和第二绝缘层之间设置有PTC导电层，PTC导电层的左右两边缘处对应包埋有相互平行的第一载流条和第二载流条；

其中，PTC导电层的原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5～55重量份、乙烯-辛烯共聚物5～25重量份、炭黑15～55重量份、碳纤维5～25重量份、过氧化二异丙苯0.001～0.010重量份、乙烯基硅烷偶联剂0.1～2.0重量份、十二烷基苯磺酸0.1～2.0重量份、以及抗蚀剂1～10重量份。

PTC导电层的原料组成中，聚乙烯树脂为高密度聚乙烯树脂、低密度聚乙烯树脂、线形低密度聚乙烯树脂、或中密度聚乙烯树脂；乙烯基硅烷偶联剂是乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、或3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；抗蚀剂是水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺、或N，N’-双[β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、聚乙烯亚胺、植酸。

第一绝缘层的原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、纳米氢氧化铝5～20重量份、聚磷酸铵5～20重量份、季戊四醇5～20重量份、以及抗蚀剂1～10重量份；第二绝缘层的原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、纳米氢氧化铝5～20重量份、聚磷酸铵5～20重量份、季戊四醇5～20重量份、以及抗蚀剂1～10重量份。

第一载流条和第二载流条均为单丝直径为0.01mm～0.15mm的裸铜丝编织带、无氧铜丝编织带、镀锡铜丝编织带、镀镍铜丝编织带、或镀银铜丝编织带。

该电热膜的厚度为0.4mm～2.0mm、且宽度为300mm～900mm，其中，PTC导电层的厚度为0.2mm～1.0mm、且宽度为300mm～900mm。

本发明所采用的另一技术方案是，阻燃型PTC高分子自限温电热膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、制备第一绝缘层和第二绝缘层；

步骤2、制备PTC导电层，PTC导电层的左右两边缘处对应包埋有相互平行的第一载流条和第二载流条；

步骤3、采用三辊压延机将第一绝缘层、第二绝缘层、以及放置在第一绝缘层和第二绝缘层之间的PTC导电层在130℃～150℃温度下压延复合，冷却，收卷，即得。

步骤1的具体过程为：

步骤1.1、分别称取原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、纳米氢氧化铝5～20重量份、聚磷酸铵5～20重量份、季戊四醇5～20重量份、以及抗蚀剂1～10重量份；

步骤1.2、将步骤1.1称取的各原料组成加入高速混合机中，高速混合2min～5min，将得到的混合物料使用挤出机在150℃～220℃温度下挤出并通过T型口膜，将获得的绝缘层材料切割获得第一绝缘层和第二绝缘层。

步骤2的具体过程为：

步骤2.1、称取原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5～55重量份、乙烯-辛烯共聚物5～25重量份、炭黑15～55重量份、碳纤维5～25重量份、过氧化二异丙苯0.001～0.010重量份、乙烯基硅烷偶联剂0.1～2.0重量份、十二烷基苯磺酸0.1～2.0重量份、以及抗蚀剂1～10重量份；

步骤2.2、将步骤2.1称取的各原料组成加入高速混合机中，高速混合2min～5min，将得到的混合物料使用挤出机在150℃～220℃温度下挤出并通过T型口膜，同时，通过T型口内置孔沿挤出方向、将第一载流条和第二载流条包埋在左右两边缘处，将获得的PTC导电材料切割获得PTC导电层。

PTC导电层的原料组成中，聚乙烯树脂为高密度聚乙烯树脂、低密度聚乙烯树脂、线形低密度聚乙烯树脂、或中密度聚乙烯树脂；乙烯基硅烷偶联剂是乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、或3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；抗蚀剂是水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺、或N，N’-双[β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、聚乙烯亚胺、植酸；

本发明阻燃型PTC高分子自限温电热膜的有益效果是：

1、本发明中的第一绝缘层、第二绝缘层以及PTC导电层均包含聚乙烯树脂，因此热膨胀系数大致相当，界面黏结力强。在本发明电热膜的使用过程中，反复通电加热-断电冷却后，第一绝缘层、第二绝缘层以及PTC导电层间不易形成气泡或产生界面黏结性能的显著变化，PTC导电层不易产生微裂纹，不会引起PTC导电层脱落与电热性能的恶化，从而提高了本发明电热膜的性能稳定性，延长了使用寿命。

2、本发明以三层结构调控电热膜的阻燃性能，将PTC导电层设置于第一绝缘层和第二绝缘层之间。第一绝缘层和第二绝缘层的阻燃性能由纳米氢氧化铝、聚磷酸铵、季戊四醇复合阻燃剂予以保证。即在满足了第一绝缘层和第二绝缘层挤出压延加工性能的同时，本发明比例的纳米氢氧化铝、聚磷酸铵以及季戊四醇提高本发明电热膜的阻燃性能。

本发明方法的有益效果是，工艺流程简单，成本低，容易实现。

附图说明

图1为本发明阻燃型PTC高分子自限温电热膜的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明阻燃型PTC高分子自限温电热膜，包括第一绝缘层1和第二绝缘层2，在第一绝缘层1和第二绝缘层2之间设置有PTC导电层3，PTC导电层3的左右两边缘处对应包埋有相互平行的第一载流条4和第二载流条5。

其中，PTC导电层3的原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5～55重量份、乙烯-辛烯共聚物5～25重量份、炭黑15～55重量份、碳纤维5～25重量份、过氧化二异丙苯0.001～0.010重量份、乙烯基硅烷偶联剂0.1～2.0重量份、十二烷基苯磺酸0.1～2.0重量份、以及抗蚀剂1～10重量份。

聚乙烯树脂为高密度聚乙烯树脂、低密度聚乙烯树脂、线形低密度聚乙烯树脂、或中密度聚乙烯树脂。乙烯基硅烷偶联剂是乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、或3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。抗蚀剂是水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺、或N，N’-双[β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、聚乙烯亚胺、植酸。对碳纤维的型号与尺寸无特殊要求，优选长0.5mm～4mm、直径1μm～10μm的短切碳纤维。对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物的组成无特殊要求，优选醋酸乙烯酯单元重量百分数为10％～28％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、辛烯单元重量百分数为9％～28％的乙烯-辛烯共聚物。

第一绝缘层1和第二绝缘层2的原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、纳米氢氧化铝5～20重量份、聚磷酸铵5～20重量份、季戊四醇5～20重量份、以及抗蚀剂1～10重量份。抗蚀剂是水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺、或N，N’-双[β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、聚乙烯亚胺、植酸。

第一载流条4和第二载流条5均为单丝直径为0.01mm～0.15mm的裸铜丝编织带、无氧铜丝编织带、镀锡铜丝编织带、镀镍铜丝编织带或镀银铜丝编织带。

本发明电热膜优选的厚度为0.4mm～2.0mm、且宽度为300mm～900mm，其中，PTC导电层3的厚度为0.2mm～1.0mm、且宽度为300mm～900mm。

本发明阻燃型PTC高分子自限温电热膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、制备第一绝缘层1和第二绝缘层2，具体过程为：

步骤1.1、称取原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、纳米氢氧化铝5～20重量份、聚磷酸铵5～20重量份、季戊四醇5～20重量份、以及抗蚀剂1～10重量份；

步骤1.2、将步骤1.1称取的各原料组成加入高速混合机中，高速混合2min～5min，将得到的混合物料使用挤出机在150℃～220℃温度下挤出并通过T型口膜，将获得的绝缘层材料切割获得第一绝缘层1和第二绝缘层2。

步骤2、制备PTC导电层3，所述PTC导电层3的左右两边缘处对应包埋有第一载流条4和第二载流条5，第一载流条4和第二载流条5平行设置。具体过程为：

步骤2.1、称取PTC导电层3的原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5～55重量份、乙烯-辛烯共聚物5～25重量份、炭黑15～55重量份、碳纤维5～25重量份、过氧化二异丙苯0.001～0.010重量份、乙烯基硅烷偶联剂0.1～2.0重量份、十二烷基苯磺酸0.1～2.0重量份、以及抗蚀剂1～10重量份；

步骤2.2、将步骤2.1称取的各原料组成加入高速混合机中，高速混合2min～5min，将得到的混合物料使用挤出机在150℃～220℃温度下挤出并通过T型口膜，同时，通过T型口内置孔沿挤出方向、将第一载流条4和第二载流条5包埋在左右两边缘处，将获得的PTC导电材料切割获得PTC导电层3。

步骤3、采用三辊压延机将第一绝缘层1、第二绝缘层2、以及设置在第一绝缘层1和第二绝缘层2之间的PTC导电层3在130℃～150℃温度下压延复合，冷却，收卷，即得。

本发明方法工艺简单，材料广泛，易于实现连续化生产。第一绝缘层1、第二绝缘层2以及PTC导电层3的制备可以采用单螺杆挤出机和双螺杆挤出机，推荐使用塑化能力强的往复式单螺杆挤出机。

以下结合具体实施例进一步说明本发明。

实施例1

步骤1、制备第一绝缘层1和第二绝缘层2，具体过程为：

步骤1.1、称取第一绝缘层1和第二绝缘层2的原料组成包括低密度聚乙烯树脂100kg，纳米氢氧化铝5kg，聚磷酸铵20kg，季戊四醇5kg，水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺1kg。

步骤1.2、将步骤1.1称取的各原料组成加入高速混合机中，高速混合2min，将得到的混合物料使用单螺杆挤出机在150℃温度下挤出并通过T型口膜，将获得的绝缘层材料切割获得厚度均为0.1mm、且宽度均为300mm的第一绝缘层1和第二绝缘层2。

步骤2、制备PTC导电层3，PTC导电层3的左右两边缘处分别包埋有第一载流条4和第二载流条5，第一载流条4和第二载流条5平行设置，具体过程为：

步骤2.1、称取原料组成包括低密度聚乙烯树脂100kg，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5kg，乙烯-辛烯共聚物25kg，炭黑15kg，碳纤维25kg，过氧化二异丙苯1g，乙烯基三甲氧基硅烷0.1kg，十二烷基苯磺酸0.1kg，水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺1kg。

步骤2.2、将步骤2.1称取的各原料组成加入高速混合机中，高速混合2min，将得到的混合物料使用单螺杆挤出机在150℃温度下挤出并通过T型口膜，同时，通过T型口内置孔沿挤出方向、将第一载流条和第二载流条包埋在左右两边缘处，将获得的PTC导电材料切割获得厚度为0.2mm、且宽度为300mm的PTC导电层。其中，第一载流条4和第二载流条5均为单丝直径为0.10mm的裸铜丝编织带。

步骤3、采用三辊压延机将第一绝缘层1、第二绝缘层2、以及设置在第一绝缘层1和第二绝缘层2之间的PTC导电层3在130℃温度下压延复合，冷却，收卷，即得厚度为0.4mm、且宽度为300mm的本发明阻燃型PTC高分子自限温电热膜。

将第一载流条4和第二载流条5连接电源，通电，采用红外测温仪测试该电热膜任意9个位置的表面温度。本发明阻燃型PTC高分子自限温电热膜的测试结果显示，在环境温度为32℃时，220V电压下电热平衡温度为77℃～81℃，连续测试48h，电热温度变化不超过4℃。

实施例2

步骤1、制备第一绝缘层1和第二绝缘层2，具体过程为：

步骤1.1、称取原料组成包括高密度聚乙烯树脂100kg，纳米氢氧化铝5kg，聚磷酸铵5kg，季戊四醇20kg，N，N’-双[β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼10kg。

步骤1.2、将步骤1.1称取的各原料组成加入高速混合机中，高速混合5min，将得到的混合物料使用双螺杆挤出机在220℃温度下挤出并通过T型口膜，将获得的绝缘层材料切割获得厚度均为0.5mm、且宽度均为900mm的第一绝缘层和第二绝缘层。

步骤2、制备PTC导电层，PTC导电层的左右两边缘处分别包埋有第一载流条和第二载流条，第一载流条和第二载流条平行设置，具体过程为：

步骤2.1、称取原料组成包括高密度聚乙烯树脂100kg，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物55kg，乙烯-辛烯共聚物5kg，炭黑55kg，碳纤维5kg，过氧化二异丙苯10g，乙烯基三乙氧基硅烷2.0kg，十二烷基苯磺酸2.0kg，N，N’-双[β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼10kg。

步骤2.2、将步骤2.1称取的各原料组成加入高速混合机中，高速混合5min，将得到的混合物料使用双螺杆挤出机在220℃温度下挤出并通过T型口膜，同时，通过T型口内置孔沿挤出方向、将第一载流条和第二载流条包埋在左右两边缘处，将获得的PTC导电材料切割获得厚度为1.0mm、且宽度为900mm的PTC导电层。其中，第一载流条和第二载流条均为直径为0.15mm的无氧铜丝编织带。

步骤3、采用三辊压延机将第一绝缘层、第二绝缘层、以及设置在第一绝缘层和第二绝缘层之间的PTC导电层在150℃温度下压延复合，冷却，收卷，即得厚度为2.0mm、且宽度为900mm的本发明阻燃型PTC高分子自限温电热膜。

将第一载流条4和第二载流条5连接电源，通电，采用红外测温仪测试该电热膜任意9个位置的表面温度。本发明阻燃型PTC高分子自限温电热膜的测试结果显示，在环境温度为32℃时，220V电压下电热平衡温度为81℃～86℃，连续测试48h，电热温度变化不超过5℃。

实施例3

步骤1、制备第一绝缘层和第二绝缘层，具体过程为：

步骤1.1、称取原料组成包括线形低密度聚乙烯树脂100kg，纳米氢氧化铝12kg，聚磷酸铵12kg，季戊四醇12kg，聚乙烯亚胺6kg。

步骤1.2、将步骤1.1称取的各原料组成加入高速混合机中，高速混合4min，将得到的混合物料使用单螺杆挤出机在180℃温度下挤出并通过T型口膜，将获得的绝缘层材料切割获得厚度均为0.4mm、且宽度均为600mm的第一绝缘层和第二绝缘层。

步骤2.1、称取原料组成包括线形低密度聚乙烯树脂100kg，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物30kg，乙烯-辛烯共聚物15kg，炭黑35kg，碳纤维15kg，过氧化二异丙苯5g，乙烯基三叔丁基过氧硅烷1.0kg，十二烷基苯磺酸0.5kg，聚乙烯亚胺5kg。

步骤2.2、将步骤2.1称取的各原料组成加入高速混合机中，高速混合4min，将得到的混合物料使用单螺杆挤出机在180℃温度下挤出并通过T型口膜，同时，通过T型口内置孔沿挤出方向、将第一载流条和第二载流条包埋在左右两边缘处，将获得的PTC导电材料切割获得厚度为0.6mm、且宽度为600mm的PTC导电层。其中，第一载流条和第二载流条均为直径为0.12mm的镀锡铜丝编织带。

步骤3、采用三辊压延机将第一绝缘层、第二绝缘层、以及设置在第一绝缘层和第二绝缘层之间的PTC导电层在140℃温度下压延复合，冷却，收卷，即得厚度为1.4mm、且宽度为600mm的本发明阻燃型PTC高分子自限温电热膜。

将第一载流条4和第二载流条5连接电源，通电，采用红外测温仪测试该电热膜任意9个位置的表面温度。本发明阻燃型PTC高分子自限温电热膜的测试结果显示，在环境温度为32℃时，220V电压下电热平衡温度为62℃～67℃，连续测试48h，电热温度变化不超过5℃。

实施例4

聚乙烯树脂使用中密度聚乙烯树脂，其余条件同实施例2.最终制得本发明阻燃型PTC高分子自限温电热膜。

将第一载流条4和第二载流条5连接电源，通电，采用红外测温仪测试该电热膜任意9个位置的表面温度。本发明阻燃型PTC高分子自限温电热膜的测试结果显示，在环境温度为32℃时，220V电压下电热平衡温度为52℃～62℃，连续测试48h，电热温度变化不超过10℃。

实施例5

抗蚀剂均使用植酸，其余条件同实施例2。最终制得本发明阻燃型PTC高分子自限温电热膜。

将第一载流条4和第二载流条5连接电源，通电，采用红外测温仪测试该电热膜任意9个位置的表面温度。本发明阻燃型PTC高分子自限温电热膜的测试结果显示，在环境温度为32℃时，220V电压下电热平衡温度为50℃～58℃，连续测试48h，电热温度变化不超过8℃。

实施例6

抗蚀剂使用乙烯基三异丙氧基硅烷，乙烯基硅烷偶联剂使用乙烯基三异丙氧基硅烷，其余条件同实施例2。最终制得本发明阻燃型PTC高分子自限温电热膜。

实施例7

抗蚀剂均使用植酸，乙烯基硅烷偶联剂使用乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷，其余条件同实施例2。最终制得本发明阻燃型PTC高分子自限温电热膜。

实施例8

抗蚀剂均使用植酸，乙烯基硅烷偶联剂使用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，其余条件同实施例2。最终制得本发明阻燃型PTC高分子自限温电热膜。

Claims

1.一种阻燃型PTC高分子自限温电热膜，其特征在于，包括第一绝缘层（1）和第二绝缘层（2），在所述第一绝缘层（1）和第二绝缘层（2）之间设置有PTC导电层（3），所述PTC导电层（3）的左右两边缘处对应包埋有相互平行的第一载流条（4）和第二载流条（5）；

其中，所述PTC导电层（3）的原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5～55重量份、乙烯-辛烯共聚物5～25重量份、炭黑15～55重量份、碳纤维5～25重量份、过氧化二异丙苯0.001～0.010重量份、乙烯基硅烷偶联剂0.1～2.0重量份、十二烷基苯磺酸0.1～2.0重量份、以及抗蚀剂1～10重量份。

2.按照权利要求1所述阻燃型PTC高分子自限温电热膜，其特征在于，所述PTC导电层（3）的原料组成中，所述聚乙烯树脂为高密度聚乙烯树脂、低密度聚乙烯树脂、或中密度聚乙烯树脂；

所述乙烯基硅烷偶联剂是乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、或3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；

所述抗蚀剂是水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺、或N,N’-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、聚乙烯亚胺、植酸。

3.按照权利要求1所述阻燃型PTC高分子自限温电热膜，其特征在于，所述第一绝缘层（1）的原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、纳米氢氧化铝5～20重量份、聚磷酸铵5～20重量份、季戊四醇5～20重量份、以及抗蚀剂1～10重量份；所述第二绝缘层（2）的原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、纳米氢氧化铝5～20重量份、聚磷酸铵5～20重量份、季戊四醇5～ 20重量份、以及抗蚀剂1～10重量份。

4.按照权利要求1所述阻燃型PTC高分子自限温电热膜，其特征在于，所述第一载流条（4）和第二载流条（5）均为单丝直径为0.01mm～0.15mm的裸铜丝编织带、无氧铜丝编织带、镀锡铜丝编织带、镀镍铜丝编织带、或镀银铜丝编织带。

5.按照权利要求1、2、3或4所述阻燃型PTC高分子自限温电热膜，其特征在于，该电热膜的厚度为0.4mm～2.0mm、且宽度为300mm～900 mm，其中，所述PTC导电层（3）的厚度为0.2mm～1.0mm、且宽度为300mm～900mm。

6.一种阻燃型PTC高分子自限温电热膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、制备第一绝缘层（1）和第二绝缘层（2）：

步骤1.1、分别称取原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、纳米氢氧化铝5~20重量份、聚磷酸铵5~20重量份、季戊四醇5~20重量份、以及抗蚀剂1~10重量份；

步骤1.2、将步骤1.1称取的各原料组成加入高速混合机中，高速混合2 min～5min，将得到的混合物料使用挤出机在150°C～220°C温度下挤出并通过T型口膜，将获得的绝缘层材料切割获得第一绝缘层（1）和第二绝缘层（2）；

步骤2、制备PTC导电层（3），所述PTC导电层（3）的左右两边缘处对应包埋有相互平行的第一载流条（4）和第二载流条（5）：

步骤2.1、称取原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5~55重量份、乙烯-辛烯共聚物5~25重量份、炭黑15~55重量份、碳纤维5~25重量份、过氧化二异丙苯0.001~0.010重量份、乙烯基硅烷偶联剂0.1~2.0重量份、十二烷基苯磺酸0.1~2.0重量份、以及抗蚀剂1~10重量份；

步骤2.2、将步骤2.1称取的各原料组成加入高速混合机中，高速混合2 min～5min，将得到的混合物料使用挤出机在150°C～220°C温度下挤出并通过T型口膜，同时，通过T型口内置孔沿挤出方向、将第一载流条（4）和第二载流条（5）包埋在左右两边缘处，将获得的PTC导电材料切割获得PTC导电层（3）；

步骤3、采用三辊压延机将第一绝缘层（1）、第二绝缘层（2）、以及放置在所述第一绝缘层（1）和第二绝缘层（2）之间的PTC导电层（3）在130°C～150°C温度下压延复合，冷却，收卷，即得。

7.按照权利要求6所述阻燃型PTC高分子自限温电热膜的制备方法，其特征在于，所述PTC导电层（3）的原料组成中，所述聚乙烯树脂为高密度聚乙烯树脂、低密度聚乙烯树脂、或中密度聚乙烯树脂；所述乙烯基硅烷偶联剂是乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、或3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；所述抗蚀剂是水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺、或N,N’-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、聚乙烯亚胺、植酸；

所述第一载流条（4）和第二载流条（5）均为单丝直径为0.01mm～0.15mm的裸铜丝编织带、无氧铜丝编织带、镀锡铜丝编织带、镀镍铜丝编织带、或镀银铜丝编织带。

8.按照权利要求6或7所述阻燃型PTC高分子自限温电热膜的制备方法，其特征在于，该电热膜的厚度为0.4mm～2.0mm、且宽度为300 mm～ 900 mm，其中，所述PTC导电层（3）的厚度为0.2mm～1.0mm、且宽度为300mm～900mm。