CN109208117A - 一种伴热电缆导热纤维材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种伴热电缆导热纤维材料，包括以下质量份数的原料：100份的聚苯硫醚、100～1000份的氮化铝；原料还包括10～50份的偶联剂，所述偶联剂为硅烷偶联剂或者铝酸酯偶联剂；所述氮化铝为粒径0.1微米～10微米的粉末。本发明所提供的一种伴热电缆导热纤维材料，能够具有良好的导热效果，导热率可以达到240 W/m·K；且具有较好的绝缘性能和抗拉强度。

Description

一种伴热电缆导热纤维材料
技术领域
本发明涉及一种伴热电缆材料技术领域，特别是一种伴热电缆导热纤维材料。
背景技术
伴热电缆又称发热电缆或者伴热带，其主要包括可调温和自限温两大类：可调温伴热电缆其结构主要包括由合金丝制成的发热导体部分和用于对发热导体部分进行供电并调节供电功率的发热功率调节部分；自限温伴热电缆其结构主要由PTC高分子材料制成的发热导体构成，无需额外设置发热功率调节部分，PTC高分子材料具有受热膨胀且电阻增大、或者冷却收缩且电阻减小的特性。
无论是可调温发热带还是自限温伴热电缆，由于伴热电缆的长度较长，伴热电缆不同位置处的外部环境温度会存在一定的差异，因此影响了伴热电缆各位置处的发热功率反馈，从而不利于对伴热电缆进行准确的控温；为此有必要提供一种应用于伴热电缆中，且可实现长度方向导热功能的材料和结构，能够使伴热电缆各位置处的温度尽可能相接近。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种伴热电缆导热纤维材料，能够具有良好的导热效果，且具有较好的绝缘性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种伴热电缆导热纤维材料，包括以下质量份数的原料：100份的聚苯硫醚、100～1000份的氮化铝。
作为上述技术方案的进一步改进，原料还包括10～50份的偶联剂，所述偶联剂为硅烷偶联剂或者铝酸酯偶联剂。
作为上述技术方案的进一步改进，所述氮化铝为粒径0.1微米～10微米的粉末。
作为上述技术方案的进一步改进，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。
作为上述技术方案的进一步改进，包括以下质量份数的原料：100份的聚苯硫醚、500～600份的氮化铝、20～25份的偶联剂。氮化铝的含量过低，则导热性能较差；氮化铝的含量过高，则导热性能增加幅度下降，且使得纤维抗拉强度无法符合国家标准要求。
作为上述技术方案的进一步改进，所述氮化铝为粒径1微米～10微米的粉末。粒径小于1微米的氮化铝粉末成本较高，因此优选粒径1微米～10微米的氮化铝粉末。
作为上述技术方案的进一步改进，纤维的直径为大于等于0.4毫米。纤维的直径越小越有利于实现伴热电缆的小型化，且越有利于提高伴热电缆的弯曲性能。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
本发明所提供的一种伴热电缆导热纤维材料，能够具有良好的导热效果，导热率可以达到240 W/m·K；且具有较好的绝缘性能和抗拉强度。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来进一步详细说明本发明的技术内容。
具体实施例1
本实施例所提供的一种伴热电缆导热纤维材料，包括以下质量份数的原料：100份的聚苯硫醚、500份的氮化铝、20份的铝酸酯偶联剂，所述氮化铝为粒径小于10微米的粉末。
制备方法包括以下步骤：
步骤一、将聚苯硫醚母料和氮化铝粉末置于烘箱中，以不高于80℃的温度烘干至恒重。
步骤二、将聚苯硫醚母料投入到密炼机内密炼20～40分钟，然后投入铝酸酯偶联剂和氮化铝粉末，继续密炼20～40分钟，制得导热纤维母料；密炼的温度为280～290℃。
步骤三、将导热纤维母料投入到螺杆挤塑机中，挤出成型为直径为5～20毫米导热纤维母丝；螺杆挤塑机的机头温度为150～170℃。
步骤四、将导热纤维母丝置于塑料拉丝机中，进行拉丝作业制得直径为0.4毫米的导热纤维成品；塑料拉丝机的机头温度为120～130℃。
在步骤四中，导热纤维成品直径小于0.4毫米会导致拉丝作业过程中频繁出现断丝现象，无法进行连续生产。
根据上述方法制备获得的导热纤维成品，依据GB/T2951《电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法》，测得其抗拉强度不小于12.5 Mpa，符合国家标准要求；其在长度方向上的导热率为210 W/m·K，导热性能优良。
具体实施例2
本实施例所提供的一种伴热电缆导热纤维材料，包括以下质量份数的原料：100份的聚苯硫醚、600份的氮化铝、25份的硅烷偶联剂，所述氮化铝为粒径小于10微米的粉末。
制备方法包括以下步骤：
步骤一、将聚苯硫醚母料和氮化铝粉末置于烘箱中，以不高于80℃的温度烘干至恒重。
步骤二、将聚苯硫醚母料投入到密炼机内密炼20～40分钟，然后投入硅烷偶联剂和氮化铝粉末，继续密炼20～40分钟，制得导热纤维母料；密炼的温度为280～290℃。
步骤三、将导热纤维母料投入到螺杆挤塑机中，挤出成型为直径为5～20毫米导热纤维母丝；螺杆挤塑机的机头温度为150～170℃。
步骤四、将导热纤维母丝置于塑料拉丝机中，进行拉丝作业制得直径为0.8毫米的导热纤维成品；塑料拉丝机的机头温度为120～130℃。
在步骤四中，导热纤维成品直径小于0.8毫米会导致拉丝作业过程中频繁出现断丝现象，无法进行连续生产。将硅烷偶联剂替换为铝酸酯偶联剂，则可以制得直径0.4毫米的导热纤维成品。
根据上述方法制备获得的导热纤维成品，依据GB/T2951《电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法》，测得其抗拉强度不小于12.5 Mpa，符合国家标准要求；其在长度方向上的导热率为220 W/m·K，导热性能优良。
具体实施例3
本实施例所提供的一种伴热电缆导热纤维材料，包括以下质量份数的原料：100份的聚苯硫醚、100份的氮化铝、10份的铝酸酯偶联剂，所述氮化铝为粒径小于10微米的粉末。
制备方法与具体实施例1相同，制备获得的导热纤维成品，依据GB/T2951《电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法》，测得其抗拉强度不小于12.5 Mpa，符合国家标准要求；其在长度方向上的导热率为20 W/m·K，导热性能一般。
具体实施例4
本实施例所提供的一种伴热电缆导热纤维材料，包括以下质量份数的原料：100份的聚苯硫醚、1000份的氮化铝、50份的铝酸酯偶联剂，所述氮化铝为粒径小于10微米的粉末。
制备方法与具体实施例1相同，不同之处在于：步骤四中，导热纤维成品直径小于5毫米会导致拉丝作业过程中频繁出现断丝现象，无法进行连续生产；因此进行拉丝作业制得直径为5毫米的导热纤维成品。
制备获得的导热纤维成品，依据GB/T2951《电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法》，测得其抗拉强度小于12.5 Mpa，不符合国家标准要求；其在长度方向上的导热率为240 W/m·K，导热性能优良。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种伴热电缆导热纤维材料，其特征在于，包括以下质量份数的原料：100份的聚苯硫醚、100～1000份的氮化铝。
2.根据权利要求1所述的一种伴热电缆导热纤维材料，其特征在于：原料还包括10～50份的偶联剂，所述偶联剂为硅烷偶联剂或者铝酸酯偶联剂。
3.根据权利要求1所述的一种伴热电缆导热纤维材料，其特征在于：所述氮化铝为粒径0.1微米～10微米的粉末。
4.根据权利要求2所述的一种伴热电缆导热纤维材料，其特征在于：所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。
5.根据权利要求4所述的一种伴热电缆导热纤维材料，其特征在于：包括以下质量份数的原料：100份的聚苯硫醚、500～600份的氮化铝、20～25份的偶联剂。
6.根据权利要求5所述的一种伴热电缆导热纤维材料，其特征在于：所述氮化铝为粒径1微米～10微米的粉末。
7.根据权利要求6所述的一种伴热电缆导热纤维材料，其特征在于：纤维的直径为大于等于0.4毫米。
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