CN106764216A - 复合ptc导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管 - Google Patents

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Abstract

复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，通过控制电源和增加长度调控功率，使管道内的水维持一定温度，实现多热源互补供热的功能。因为采暖管复合有电热材料，使的机械强度大幅提高，且生产工艺成熟简单，因为管道内有水使电加热不易产生过热现象，安全可靠。通过对电压的调整，实现功率可控，可以充分利用低谷电进行单热源或多热源采暖，代表了地暖管未来的发展方向。自控温采暖塑胶管是基于PTC导电聚合物材料热效应而制成的一种材料。当电流通过时，PTC导电聚合物材料由于焦耳热将电能转化成热量，起到加热体的作用。本产品的优点是温度自控、功率自调、安全可靠、节能降耗，从而在地暖等民用电热产品应用中具有极强的竞争力。

Description

复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管
技术领域
本发明涉及复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，属于采暖管领域。
背景技术
目前，地暖因为其可用低温热源，舒适、高效、不占用有效空间、寿命长等优势正逐渐成为供暖的主流。然而，由于地暖是通过管道流通热水进行散热采暖的。因此存在供热方式单一的问题。特别是因为水泵发生故障或热源出现问题时，将出现无法采暖的窘境。例如用壁挂炉因燃气紧张限气，油锅炉因燃油紧张无法开启供热，太阳能进行地暖采暖，会因为阴天、下雪而出现不能供暖的问题。
PTC导电聚合物材料制造的伴热带，虽然在我国己走向商品化、市场化。但其不能应用于水作为介质的常规地暖。更未将PTC导电聚合物材料用于制作自控温采暖塑胶管。为了提高地暖管的强度，提高供暖的可靠性，实现电加热和水加热两种不同能源的复合供热，发明了复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，解决了地暖因热源问题而造成的供暖质量差的问题。
发明内容
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，包括电绝缘管、PTC导电聚合物材料膜、电连接导线电极、塑胶管。复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，在其电绝缘管的外壁上，至少设有两根导线电极，对称分布缠绕固定在电绝缘管的外管壁上，PTC导电聚合物材料膜均匀分布，挤出包裹固定在至少两根的导线电极上，形成PTC导电聚合物材料膜与导线电极良好电连接的PTC导电聚合物材料膜包裹管状层。构成通过至少两根导线电极，与PTC导电聚合物材料膜的包裹并联PTC导电聚合物材料膜发热电路。或在电绝缘管的外壁上，挤出包裹固定电绝缘管外管壁的PTC导电聚合物材料膜包裹管状层。之后将至少设有两根导线电极，对称分布缠绕固定在电绝缘管的外管壁上，PTC导电聚合物材料膜均匀分布，挤出包裹固定在至少两根的导线电极上，形成PTC导电聚合物材料膜与导线电极良好电连接的PTC导电聚合物材料膜包裹管状层。构成通过至少两根导线电极，与PTC导电聚合物材料膜的包裹并联PTC导电聚合物材料膜发热电路。电连接导线电极上，或涂覆有焊锡。PTC导电聚合物材料膜包裹管状层和导线电极上，至少复合有通过挤出工艺制造的电绝缘塑胶管。电绝缘塑胶管的内表面上，或复合有其它材料的管。电绝缘塑胶管的外表面上，或复合有其它材料的保护管层。
复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，包括电绝缘管、PTC导电聚合物材料膜、电连接导线电极、塑胶管。复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，在其电绝缘管的外壁上，至少设有两根导线电极，对称分布缠绕固定在电绝缘管的外管壁上，PTC导电聚合物材料膜均匀分布，挤出包裹固定在至少两根的导线电极上，形成PTC导电聚合物材料膜与导线电极良好电连接的PTC导电聚合物材料膜包裹管状层。构成通过至少两根导线电极，与PTC导电聚合物材料膜的包裹并联PTC导电聚合物材料膜发热电路。或在电绝缘管的外壁上，挤出包裹固定电绝缘管外管壁的PTC导电聚合物材料膜包裹管状层。之后将至少设有两根导线电极，对称分布缠绕固定在电绝缘管的外管壁上，PTC导电聚合物材料膜均匀分布，挤出包裹固定在至少两根的导线电极上，形成PTC导电聚合物材料膜与导线电极良好电连接的PTC导电聚合物材料膜包裹管状层。构成通过至少两根导线电极，与PTC导电聚合物材料膜的包裹并联PTC导电聚合物材料膜发热电路。电连接导线电极上，或涂覆有焊锡。PTC导电聚合物材料膜包裹管状层和导线电极上，复合有粘接胶膜层。粘接胶膜层上，至少复合有通过挤出工艺制造的电绝缘塑胶管。电绝缘塑胶管的内表面上，或复合有其它材料的管。电绝缘塑胶管的外表面上，或复合有其它材料的保护管层。
复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，其制作工艺包括如下步骤：
（1）PTC导电聚合物材料膜制备：所述PTC导电聚合物材料由聚丙烯基体树脂60～70重量份、氟橡胶10～20重量份、炭黑10～20重量份及助剂5～10重量份组成，称取各组分加入密炼机中塑化，密炼塑化温度为180～200℃，密炼时间为5～10min。
（2）制粒：将步骤（1）中的塑化物在双辊开炼机上下片，再经切粒机切粒，将所得粒料在双螺秆挤出机上二次造粒。
（3）将制备好的电绝缘塑胶管，通过绕线机在电绝缘塑胶管外壁上绕线，并将绕线后的电绝缘塑胶管的管头插装到螺杆挤出机的模头中。将步骤（2）的粒料在螺杆挤出机中与缠绕有两根镀锡铜丝线的电绝缘塑胶管一起挤出，制得自控温采暖管。或在电绝缘管的外壁上，挤出包裹固定电绝缘管外管壁的PTC导电聚合物材料膜包裹管状层。将电绝缘管的PTC导电聚合物材料膜管状层上，通过绕线机在电绝缘塑胶管外壁上绕线，并将绕线后的电绝缘塑胶管的管头插装到螺杆挤出机的模头中。将步骤（2）的粒料在螺杆挤出机中与缠绕有两根镀锡铜丝线的电绝缘塑胶管一起挤出，制得自控温采暖管。
（4）将自控温采暖管的管头，插装到螺杆挤出机的模头中，直接或涂覆粘接胶后，插进入到螺杆挤出机的模头中，将自控温采暖管的外表面复合电绝缘塑胶管。
（5）辐照交联：采用电子加速器对步骤（3）制得的自控温采暖塑胶管进行辐照交联，制得复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管。
复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，其PTC导电聚合物材料由聚丙烯基体树脂65重量份、氟橡胶15重量份、炭黑15重量份及助剂8重量份组成。
复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，其PTC导电聚合物材料的助剂为抗氧剂、交联敏化剂、阻燃剂、稳定剂和分散剂的两种以上。
复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，其电连接导线电极包括铜导线，电连接导线电极包括单股导线、多股导线、带状导线，铜钢多股线状复合导线，铜钢带状复合导线。
复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，其粘接胶或为阻氧粘接胶。
复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，其电绝缘管为塑胶管、玻璃钢管、玻璃管或陶瓷管。粘接胶为阻氧粘接胶，涂复于电伴热复合塑胶采暖管至少一层管管之间的衔接处。
复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，其电绝缘管内壁上复合有包括金属管、玻璃管、陶瓷管、水泥管、玻璃钢管。粘接胶为阻氧粘接胶，涂复于电伴热复合塑胶采暖管至少一层管管之间的衔接处。
复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，其在电绝缘塑胶管的内表面上，复合有其它材料的管时，首先将其它材料管的管头直接或涂覆粘接胶后，插入到螺杆挤出机的模头中，在其上挤出电绝缘塑胶管。再重复（3）即通过绕线机在电绝缘塑胶管外壁上绕线，并将绕线后的电绝缘塑胶管的管头插装到螺杆挤出机的模头中。将步骤（2）的粒料在螺杆挤出机中与缠绕有两根镀锡铜丝线的电绝缘塑胶管一起挤出，制得自控温采暖管。（4）将制得自控温采暖管头，插装到螺杆挤出机的模头中，直接或涂覆粘接胶后，进入到螺杆挤出机的模头中，将自控温采暖管的外表面，复合电绝缘塑胶管。（5）辐照交联：采用电子加速器对步骤（3）制得的自控温采暖塑胶管进行辐照交联， 制得复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管。
本发明的有益效果是：复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，可通过控制电源和增加长度调控功率，实现管道内的水维持一定温度，实现多热源互补供热的功能。因为采暖管复合有电热材料，使的机械强度大幅提高，且生产工艺成熟简单，因为管道内有水使电加热不易产生过热现象，安全可靠。通过对电压的调整，实现功率可控，可以充分利用低谷电进行单热源或多热源采暖，代表了地暖管未来的发展方向。自控温采暖塑胶管是基于PTC导电聚合物材料热效应而制成的一种材料。当电流通过时，PTC导电聚合物材料由于焦耳热将电能转化成热量，起到加热体的作用。加热体在温度较低的时候，电阻小，输出功率大；在温度高的时候，电阻自动变大，输出功率减小；当温度过高、超过一定的温度限制，加热体的电阻就会急剧增大，使工作电流断开，加热停止。其优点是温度自控、功率自调、安全可靠、节能降耗，从而在地暖等民用电热产品应用中具有极强的竞争力。
附图说明
图1是本发明第一实施例的剖面示意图，
图2是本发明第一实施例的横截面示意图；
图3是本发明第二实施例的剖面示意图，
图4是本发明第二实施例的横截面示意图；
图5是本发明第三实施例的剖面示意图，
图6是本发明第三实施例的横截面示意图；
图7是本发明第四实施例的剖面示意图，
图8是本发明第四实施例的横截面示意图；
图9是本发明第五实施例的剖面示意图，
图10是本发明第五实施例的横截面示意图。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图中：1电绝缘管、2导线电极、3 PTC导电聚合物材料膜、4塑胶管、5反射膜、6玻璃管、7保温管层
图1、图2组成的第一实施例中：复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，包括电绝缘管1、PTC导电聚合物材料膜3、电连接导线电极2、塑胶管4，在电绝缘管1的外壁上，至少设有两根导线电极2，对称分布缠绕固定在电绝缘管1的外管壁上，PTC导电聚合物材料膜3均匀分布，挤出包裹固定在至少两根的导线电极2上，形成PTC导电聚合物材料膜3与导线电极良好电连接的PTC导电聚合物材料膜3包裹管状层，导线电极2上复合有通过挤出工艺制造的电绝缘塑胶管4。
图3、图4组成的第二实施例中：电绝缘塑胶管4的内表面上设有反射膜5，其它等同于图1、图2。
图5、图6组成的第三实施例中：电绝缘管1的内壁上复合有玻璃管6，其它等同于图1、图2。
图7、图8组成的第四实施例中：电绝缘塑胶管4的外表面上，复合有其它材料的保护管层7。其它等同于图1、图2。
图9、图10组成的第五实施例中：电绝缘管1的内壁上复合有玻璃管6，电绝缘塑胶管4的外表面上，复合有其它材料的保护管层7，其它等同于图1、图2。

Claims (10)

1.复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，包括电绝缘管、PTC导电聚合物材料膜、电连接导线电极、塑胶管，其特征是：在电绝缘管的外壁上，至少设有两根导线电极，对称分布缠绕固定在电绝缘管的外管壁上，PTC导电聚合物材料膜均匀分布，挤出包裹固定在至少两根的导线电极上，形成PTC导电聚合物材料膜与导线电极良好电连接的PTC导电聚合物材料膜包裹管状层；构成通过至少两根导线电极，与PTC导电聚合物材料膜的包裹并联PTC导电聚合物材料膜发热电路；或在电绝缘管的外壁上，挤出包裹固定电绝缘管外管壁的PTC导电聚合物材料膜包裹管状层；之后将至少设有两根导线电极，对称分布缠绕固定在电绝缘管的外管壁上，PTC导电聚合物材料膜均匀分布，挤出包裹固定在至少两根的导线电极上，形成PTC导电聚合物材料膜与导线电极良好电连接的PTC导电聚合物材料膜包裹管状层；构成通过至少两根导线电极，与PTC导电聚合物材料膜的包裹并联PTC导电聚合物材料膜发热电路；电连接导线电极上，或涂覆有焊锡；PTC导电聚合物材料膜包裹管状层和导线电极上，至少复合有通过挤出工艺制造的电绝缘塑胶管；电绝缘塑胶管的内表面上，或复合有其它材料的管；电绝缘塑胶管的外表面上，或复合有其它材料的保护管层。
2.复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，包括电绝缘管、PTC导电聚合物材料膜、电连接导线电极、粘接胶、塑胶管，其特征是：在电绝缘管的外壁上，至少设有两根导线电极，对称分布缠绕固定在电绝缘管的外管壁上，PTC导电聚合物材料膜均匀分布，挤出包裹固定在至少两根的导线电极上，形成PTC导电聚合物材料膜与导线电极良好电连接的PTC导电聚合物材料膜包裹管状层；构成通过至少两根导线电极，与PTC导电聚合物材料膜的包裹并联PTC导电聚合物材料膜发热电路；或在电绝缘管的外壁上，挤出包裹固定电绝缘管外管壁的PTC导电聚合物材料膜包裹管状层；之后将至少设有两根导线电极，对称分布缠绕固定在电绝缘管的外管壁上，PTC导电聚合物材料膜均匀分布，挤出包裹固定在至少两根的导线电极上，形成PTC导电聚合物材料膜与导线电极良好电连接的PTC导电聚合物材料膜包裹管状层；构成通过至少两根导线电极，与PTC导电聚合物材料膜的包裹并联PTC导电聚合物材料膜发热电路；电连接导线电极上，或涂覆有焊锡；PTC导电聚合物材料膜包裹管状层和导线电极上，复合有粘接胶膜层；粘接胶膜层上，至少复合有通过挤出工艺制造的电绝缘塑胶管；电绝缘塑胶管的内表面上，或复合有其它材料的管；电绝缘塑胶管的外表面上，或复合有其它材料的保护管层。
3.根据权利要求1、或2所述的复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，其特征是：制作工艺包括如下步骤：
（1）PTC导电聚合物材料膜制备：所述PTC导电聚合物材料由聚丙烯基体树脂60～70重量份、氟橡胶10～20重量份、炭黑10～20重量份及助剂5～10重量份组成，称取各组分加入密炼机中塑化，密炼塑化温度为180～200℃，密炼时间为5～10min；
（2）制粒：将步骤（1）中的塑化物在双辊开炼机上下片，再经切粒机切粒，将所得粒料在双螺秆挤出机上二次造粒；
（3）将制备好的电绝缘塑胶管，通过绕线机在电绝缘塑胶管外壁上绕线，并将绕线后的电绝缘塑胶管的管头插装到螺杆挤出机的模头中；将步骤（2）的粒料在螺杆挤出机中与缠绕有两根镀锡铜丝线的电绝缘塑胶管一起挤出，制得自控温采暖管；或在电绝缘管的外壁上，挤出包裹固定电绝缘管外管壁的PTC导电聚合物材料膜包裹管状层；将电绝缘管的PTC导电聚合物材料膜管状层上，通过绕线机在电绝缘塑胶管外壁上绕线，并将绕线后的电绝缘塑胶管的管头插装到螺杆挤出机的模头中；将步骤（2）的粒料在螺杆挤出机中与缠绕有两根镀锡铜丝线的电绝缘塑胶管一起挤出，制得自控温采暖管；
（4）将自控温采暖管的管头，插装到螺杆挤出机的模头中，直接或涂覆粘接胶后，插入到螺杆挤出机的模头中，将自控温采暖管的外表面复合电绝缘塑胶管；
（5）辐照交联：采用电子加速器对步骤（3）制得的自控温采暖塑胶管进行辐照交联，制得复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管。
4.根据权利要求1、2或3所述的复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，其特征是：PTC导电聚合物材料由聚丙烯基体树脂65重量份、氟橡胶15重量份、炭黑15重量份及助剂8重量份组成。
5.根据权利要求1、2或3所述的复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，其特征是： PTC导电聚合物材料的助剂为抗氧剂、交联敏化剂、阻燃剂、稳定剂和分散剂的两种以上。
6.根据权利要求1、2或3所述的复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，其特征是：电连接导线电极包括铜导线，电连接导线电极包括单股导线、多股导线、带状导线，铜钢多股线状复合导线，铜钢带状复合导线。
7.根据权利要求1、2或3所述的复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，其特征是：粘接胶或为阻氧粘接胶。
8.根据权利要求1、2或3所述的复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，其特征是：电绝缘管为塑胶管、玻璃钢管、玻璃管或陶瓷管；粘接胶为阻氧粘接胶，涂复于电伴热复合塑胶采暖管至少一层管管之间的衔接处。
9.根据权利要求1、2或3所述的复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，其特征是：电绝缘管内壁上复合有包括金属管、玻璃管、陶瓷管、水泥管、玻璃钢管；粘接胶为阻氧粘接胶，涂复于电伴热复合塑胶采暖管至少一层管管之间的衔接处。
10.根据权利要求1、2或3所述的复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管，其特征是：在电绝缘塑胶管的内表面上，复合有其它材料的管时，首先将其它材料管的管头，直接或涂覆粘接胶后插入到螺杆挤出机的模头中，在其上挤出电绝缘塑胶管；再重复（3）即通过绕线机在电绝缘塑胶管外壁上绕线，并将绕线后的电绝缘塑胶管的管头插装到螺杆挤出机的模头中；将步骤（2）的粒料在螺杆挤出机中与缠绕有两根镀锡铜丝线的电绝缘塑胶管一起挤出，制得自控温采暖管；（4）将制得自控温采暖管头，插装到螺杆挤出机的模头中，直接或涂覆粘接胶后，进入到螺杆挤出机的模头中，将自控温采暖管的外表面，复合电绝缘塑胶管；（5）辐照交联：采用电子加速器对步骤（3）制得的自控温采暖塑胶管进行辐照交联， 制得复合PTC导电聚合物材料膜双热源自控温采暖塑胶管。
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