CN110158408B - 一种融雪垫及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种融雪垫及其制备方法，融雪垫包括第一胶片、第二胶片、设于第一胶片与第二胶片之间的增强层和均布固定于增强层上的电热线。该融雪垫成倍地提高了同类产品的强度，提高了产品的承载能力，延长了了产品使用寿命，扩展了同类产品应用场所。

Description

一种融雪垫及其制备方法

技术领域

本发明属于电热类融雪产品技术领域，具体涉及一种融雪垫及其制备方法。

背景技术

电热橡胶融雪垫：一种通电用以NR、SBR等橡胶材料，热塑性弹性体等高分子材料为基质材料，内置电热线，电热后经热压成型的板状制品。广泛应用于民居商场过道，车库出口，路桥等户外场所的融雪融冰。

目前国内外的同类产品，结构上仅为橡胶/热塑性弹性体内部直接预埋电热线，由于产品热压过程中，基质材料存在一定的流动性，可能导致预埋在内部的电热线偏位，造成电热线在内部排布不均匀，在使用过程中出现局部过热，局部不热的情况，影响融雪效果的同时也给产品使用留下了一定的安全隐患。与此同时，由于橡胶或热塑性弹性体强度有限(一般15Mpa-20Mpa),造成产品在严苛的户外环境下使用时容易损坏，使使用寿命缩短。由于常见的该类产品基本属于纯胶制品，强度有限，很难承受乘用车等重型车辆的碾压，给该产品的使用场所带来了一定的局限性。且由于该产品需要外接冷线(电源线)以连接电源，造成冷线与橡胶垫本体之间存在间隙，该间隙可能造成外部积水渗入橡胶垫内部，造成短路等风险。目前同类产品一般采用成型后涂粘胶水的方式密封，工艺复杂且繁琐，且冷粘方式粘结强度低，密封性不足，仍然存在渗水风险。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题。为此，本发明提供一种融雪垫及其制备方法，目的是提高产品成型效率，且提高融雪垫的强度及稳定性，延长使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种融雪垫，包括第一胶片、第二胶片、设于第一胶片与第二胶片之间的增强层和均布固定于增强层上的电热线。

所述增强层包括聚酯浸胶布、尼龙浸胶布、棉质帘布或帆布。进一步的，所述增强层包含但不仅限于聚酯浸胶布、尼龙浸胶布或棉质帘布或帆布等可以在高温高压条件下与橡胶材料实现化学或物理粘合的材料。

所述电热线呈蛇形弯曲状均布于增强层上。

所述电热线的布线间距为0.5-10cm。

所述电热线通过连线端子与冷线连接，冷线上连接有接电插头。

所述连线端子预埋于第一胶片与第二胶片之间，冷线背离连线端子的一端延伸向两胶片外侧。

所述冷线的预埋段涂覆有热硫化型橡胶粘合剂。目的是电热线发热后，使冷线与融雪垫本体间进行热粘接，提高粘结强度与密封性，具备防水功能。冷线与融雪垫本体间也可通过化学或物理粘合。

所述第一胶片和第二胶片均为宽10-150cm、长15-400cm的方形胶片。

所述融雪垫的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、对用于与橡胶材料粘合的增强材料剪裁以形成增强层，并将电热线均布固定在增强层上；

步骤二、将冷线的预埋段刷涂单涂层或双涂层的热硫化型橡胶粘合剂，干燥后，冷线通过接线端子与排布于增强层上的电热线连接，得到加强电热布；

步骤三、将橡胶制成胶片组，以得到第一胶片A和第二胶片B；

步骤四、将步骤二得到的加强电热布置于第一胶片A与第二胶片B之间，通过热压合成型以得到融雪垫。

进一步的，所述热压合成型的过程中对电热线通电加热以促进成型，且使冷线的预埋段粘合于两胶片的间隙之间。采用该制备方法以高效地制造出一种高融雪效率，高强度，高使用寿命，可承受乘用车碾压且防水的融雪橡胶垫产品。

步骤一中电热线通过缝纫、粘合等预排布布线方式均布固定在增强层上。即电热线预先均匀排布固定于内置增强层上，而非采用一般的在成型过程中直接将线布在胶片上的布线方式，优点：预固定保证了布线均匀，避免了原布线工艺存在电热线容易偏离，布线间距不均匀而造成产品局部过热(对材料老化与使用安全性不利)，局部不热(影响局部融雪效果)的情况。

步骤三中将混炼橡胶通过开炼机、挤出机、压延机等设备制成胶片组，以得到第一胶片A和第二胶片B。

所述步骤一中电热线长度为5-30m，布线间距为0.5-10cm，电热线与冷线剥线长度为连线端子长度的2/3-4/5。

所述冷线预涂覆的热硫化型橡胶粘合剂为单涂层或双涂层体系。单涂层胶黏剂：英国西邦化学；型号：Cilbond24；双涂层胶黏剂：美国洛德公司，底涂：Chemlok205，面涂：Chemlok6108。

所述热压合成型采用硫化模具进行成型，硫化机上下平板设定温度为100-200℃，硫化压力为0.5-30Mpa，热压硫化时间为5-60min。本发明采用内置加热线辅助加热方式，以快速提高胶料内部温度，从而缩短硫化时间。以及充分利用该产品内置电热线的特点，在上下硫化平板提供热量的同时，通过内置电热线外接电源使电热线再硫化成型过程中发热，为硫化过程提供热量，从而实现产品上、中、下同步加温方式。相比较传统平板硫化仅依靠上下平板加热方式，本发明所采用加温方式能更快速的使胶料达到硫化温度，从而在更短地时间内交联成型，成倍地提高了成型效率。该产品属于厚橡胶制品，由于橡胶材料属于热的不良导体，其内部胶料必须经过一定时间的热传才能达到硫化温度，本发明所使用的上、中、下三热源加温方式，可以使胶料升温速度成倍加快，根据阿累尼乌斯方程所述室温等效原理，并结合实际试制探索，发现该成型工艺可以减少1/3-1/2的成型时间，从而极大地提高了生产效率。

本发明的有益效果：

1、成倍地提高了同类产品的强度和使用寿命，提高了产品的承载能力。

2、扩宽了该类产品的使用领域。

3、提高了同类产品的发热均匀性与安全性，提高融雪效率。

4、降低生产过程中的废品率。

5、成倍地减少了热硫化时间，提高了成型效率。

6、整体一次成型减少了装模操作时间，提高成型效率。

7、通过热硫化粘合的工艺，消除了冷线预橡胶垫本体间的间隙，提高了防水性能。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是电热线的排布结构示意图；

图2是融雪橡胶垫截面图；

图3是本发明的进行硫化成型的整体布局结构示意图。

图中标记为：

1、增强层，2、电热线，3、连线端子，4、冷线，5、上部基体弹性体，6、下部基体弹性体，7、模具，8、上硫化机平板，9、下硫化机平板，10、胶片组，11、电源线，12、电源。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

一种融雪垫，包括第一胶片、第二胶片、设于第一胶片与第二胶片之间的增强层和均布固定于增强层上的电热线。增强层铺设电热线的方式如图1所示，电热线呈蛇形弯曲状均布于增强层上。增强层可以为聚酯浸胶布、尼龙浸胶布、棉质帘布或浸胶帆布等。该内置增强浸胶布可用作电热线的布线基材，使用人工或缝纫机、编网机等编织制备将电热线均匀地固定在增强层上，并将编织了电热线的增强层整体置于橡胶、热塑性弹性体等基质内部，经整体热压成型，制造出发热均匀，强度更高使用寿命更长的电热融雪垫制品。

电热线的布线间距为0.5-10cm。电热线通过连线端子与外接冷线连接，冷线上连接有接电插头。融雪垫压合成型时，如图2和图3所示，增强层1及电热线2压合预埋在胶片组10之间，胶片为基体弹性体，也即是增强层1及电热线位于上部基体弹性体5和下部基体弹性体6之间，连线端子同样位于融雪垫内部(两胶片之间)，冷线与连线端子的部分连接端位于融雪垫内部，其他部分位于融雪垫外部，便于连接通电。

针对产品尺寸：宽60cm*长100cm厚0.8cm，具体制备方法如下：

步骤一、增强浸胶布裁剪，将内置增强布裁剪成宽45-58cm，长70-98cm的方形片。

步骤二、将电热线均匀排布在裁剪好的增强浸胶布上，具体排线方式及参数如下：

制作发热功率20-1000W/m²的内置加强电热布，此内置加强电热布即是将电热线均匀排布在裁剪好的增强布后的半成品；电热线长度5-30m；布线间距为0.5-10cm；电热线的具体铺设方式参照附图1；内置电热布的冷线连接有无地线都可以实现，根据热线以及冷线的线径规格，可以使用相匹配的任意并接端子(要求端子长度3-15mm)进行热线与冷线的连接，热线/冷线剥线长度为端子长度的2/3-4/5，实际连接时为达到冷线与热线连接强度的要求，可以将端子紧压绝缘，紧压长度为端子长度的1/5-1/2。

步骤三、在外接冷线上涂覆热反应型粘合剂(热硫化型橡胶粘合剂)，涂覆位置位于冷线埋于弹性体基质内部的区段，涂敷长度1-15cm，粘合剂涂层厚度5-60μm。涂覆完毕后，自然干燥或热风干燥使其完全干透后存放备用。

步骤四、用开炼机或挤出机或压延机等设备，将橡胶混炼胶或热塑性弹性体材料出片，出片尺寸宽45-60cm，长7-100cm，厚3-8mm的一组胶片，即A胶片和B胶片。

步骤五、将制备好的胶片A置于硫化模具下模腔内，将布好电热线的增强浸胶布置于胶片上中心位置，将胶片B覆在上面，合模加压，经5-60min(硫化时间)热压；其中，上下硫化机平板硫化温度100-200℃，并通过外接冷线插头接通120-380V电源，提供内部热源，硫化压力0.5-30Mpa。

步骤六、硫化时间到后，关闭外接电源，开模取出产品，进行修边等后处理工作。

实施例一

制作额定电压120V，发热功率258W，尺寸为100cm*60cm*8mm的融雪橡胶垫，选用米电阻5.93-6.30Ω/m电热丝，布线间距为4-6cm，热线长度为8.8-9.5m；热线与冷线使用长度10-14mm的并接端子进行连接，热线/冷线剥线长度为6-10mm，连接时端子紧压绝缘长度为3-6mm。用开炼机将橡胶混炼胶出片，出片尺寸宽55cm，长95cm，厚约5mm的一组胶片，即A胶片和B胶片。将备好的胶片A置于硫化模具下模腔内，将布好电热线的增强浸胶布置于胶片上中心位置，将胶片B覆在上面，合模加压，经10min硫化时间热压；其中，硫化上下平板设定温度150℃，内置电热线外接380V电源(热电偶实测中间发热温度可达130-150℃)，硫化压力20Mpa。硫化时间到后，开模取出产品，进行修边等后处理工作。经“气泡点法”实测内部胶料交联情况，确认10min硫化时间后，内部胶料交联紧密，未发现气泡点，证明橡胶垫完全交联。说明在该实施例工艺条件下，10min硫化时间可使产品完全交联成型。

实施例二

本实施例与实施例一的不同点在于，硫化机上下平板设置硫化温度130℃，硫化时间30min，硫化压力2Mpa。经“气泡点法”实测内部胶料交联情况，确认30min硫化时间后，内部胶料交联紧密，未发现气泡点，证明橡胶垫完全交联。

实施例三

本实施例与实施例一的不同点在于，硫化机上下平板设置温度180℃，硫化时间6min，硫化压力25Mpa。经“气泡点法”实测内部胶料交联情况，确认6min硫化时间后，内部胶料交联紧密，未发现气泡点，证明橡胶垫完全交联。

对比例一

本对比例与实施例1的不同点在于，合模热压的过程中，电热线不接通电源。经10min硫化时间后，进行气泡点法实测内部胶料交联情况，发现内部胶料存在未完全固化气泡点，可判定内部胶料未完全交联成型。

对比例二

本对比例与对比例一的不同点在于，延长硫化时间至18min，经18min硫化时间后，进行气泡点法实测内部胶料交联情况，发现内部胶料仍存在少量气泡点，可判定内部胶料已接近完成交联，但并未完全交联。

对比例三

本对比例与对比例一的不同点在于，延长硫化时间至20min，经20min硫化时间后，进行气泡点法实测内部胶料交联情况，发现内部胶料交联紧密，不存在气泡点，可判定内部胶料已完全交联。说明在该对比例工艺条件下，20min可使产品完全交联成型。

实施例1的成型工艺相比较对比例三可以减少1/2的成型时间，极大地提高了生产效率。

性能测试

针对实施例一、对比例三、实施例二、实施例三做以下试验。

1、电热性能

(1)实施例一

(2)对比例三

(3)实施例二

(4)实施例三

由上述测试数据可看出，该实施例一所制成的融雪橡胶垫产品，发热温度均匀，不同区域温差很小。

2、机械性能

由上述实验结果可知，实施例所制成橡胶融雪垫机械强度较高。远高于同类产品(约10-15Mpa)。同时进行了乘用车往复100次碾压试验，试验后产品无损坏。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种融雪垫的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、对用于与橡胶材料粘合的增强材料剪裁以形成增强层，并将电热线均布固定在增强层上；

步骤二、将冷线的预埋段刷涂单涂层或双涂层的热硫化型橡胶粘合剂，干燥后，冷线通过接线端子与排布于增强层上的电热线连接，得到加强电热布；

步骤三、将橡胶制成胶片组，以得到第一胶片A和第二胶片B；

步骤四、将步骤二得到的加强电热布置于第一胶片A与第二胶片B之间，通过热压合成型以得到融雪垫，所述热压合成型的过程中对电热线通电加热以促进成型，且使冷线的预埋段粘合于两胶片的间隙之间，所述热压合成型采用硫化模具进行成型，硫化温度为100-200℃，硫化压力为0.5-30Mpa，热压硫化时间为5-60min。

2.一种融雪垫，运用如权利要求1所述的制备方法而得到，其特征在于，包括第一胶片、第二胶片、设于第一胶片与第二胶片之间的增强层和均布固定于增强层上的电热线。

3.根据权利要求2所述融雪垫，其特征在于，所述增强层包括聚酯浸胶布、尼龙浸胶布、棉质帘布或帆布。

4.根据权利要求2所述融雪垫，其特征在于，所述电热线呈蛇形弯曲状均布于增强层上。

5.根据权利要求2所述融雪垫，其特征在于，所述电热线的布线间距为0.5-10cm。

6.根据权利要求2所述融雪垫，其特征在于，所述电热线通过连线端子与冷线连接，冷线上连接有接电插头。

7.根据权利要求6所述融雪垫，其特征在于，所述连线端子预埋于第一胶片与第二胶片之间，冷线背离连线端子的一端延伸向两胶片外侧。

8.根据权利要求6所述融雪垫，其特征在于，所述冷线的预埋段涂覆有热硫化型橡胶粘合剂。

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