CN1826024B

CN1826024B - 温控伴热电缆及生产方法

Info

Publication number: CN1826024B
Application number: CN2006100461450A
Authority: CN
Inventors: 邹振轩
Original assignee: SHENYANG RUIHUA CABLES SPECIAL CO Ltd
Current assignee: SHENYANG RUIHUA CABLES SPECIAL CO Ltd
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2026-03-23
Also published as: CN1826024A

Abstract

温控伴热电缆，包括二根平行设置的金属导电线，其特征是在二根平行设置的金属导电线上均匀挤包有PTC材料层，在PTC材料层上包设有绝缘层，在绝缘层上包设有屏蔽层，在屏蔽层上套装有护套。本发明的优点在于：1、本发明实现了温控伴热电缆的大长度连续生产，质量稳定性高；2、启动电流小；3、伴热管线温度均匀，不会过热，安全可靠；4、节约电能；5、间歇操作时，升温启动快速；6、安装及运行费用低，安装维护方便，便于自动化管理；7、无污染环境。

Description

温控伴热电缆及生产方法

(一)技术领域

本发明涉及一种电缆，具体涉及一种温控伴热电缆。

(二)背景技术

温控伴热电缆最早是在上世纪80年代初首先在美国问世，当时主要应用于石油石化行业，其用途是为石油化工行业中的管道、阀门、仪表伴热从而达到防冰、防凝、减少输送阻力的目的。当时全世界在石油有机化工行业正在发生不断变革的阶段。新技术，新产品不断被应用，而此项产品广泛地为石油石化行业急切的需求。很快惊动了各国的相关行业。温控伴热电缆又称自限温伴热带或自调控温电热带，是一种电热功率随系统温度自调的带状限温伴热器。与传统的恒功率加热电缆不同，它的电热元件是具有温控智能的高分子材料，它是用半晶高聚物与导电粒子共混而成的复合物，其电阻有正温度系数效应(positive temperature coefficient)，故简称PTC高分子材料。PTC高分子材料的电阻率随温度升高而逐渐增大，到了某一温区，可陡增几个数量级，这种PTC效应能限制电流通过，具有温控性能，对应温区的温度称为开关温度。

温控伴热电缆的电热元件是PTC芯带，就是在两根平行金属导线之间均匀地挤包一层PTC材料制成的芯带。当电缆一端的两根导线与电源接通时，电流从一根导线横向流过PTC材料层到达另一根导线，PTC材料层就是连续并联在两根导线之间的电阻发热体，将电能转化成热能，并对管道等操作系统进行伴热保温。

我国在90年代一些科研院所开始对该产品进行研发，但启动电流大，伴热温度低，性能不稳定。虽有几家企业在试投产但由于产品本身性能的原因影响在市场上推广。

(三)发明内容

本发明的目的，是提供一种启动电流小、伴热温度高、性能稳定的温控伴热电缆及生产方法。

采用的技术方案是：

温控伴热电缆，包括二根平行设置的金属线芯，其技术要点是在二根平行设置的金属线芯上均匀地挤包有PTC材料层。另外，在PTC材料层上依次包设有绝缘层、屏蔽层和护套。为扁条形长带。

PTC材料是由9.5-11.0kg高压低密度聚乙烯、1.8-2.3kg乙炔炭黑、1.5-1.6kg氧化锆、0.018-0.021kg4，4′-硫代双(6-叔丁基-3甲基苯酚)和0.18-0.21kg的三甲醇丙烷三甲基丙烯酸酯制成。

PTC材料的生产工艺是：

一、分组配料：

1、分别取高压低密度取乙烯9.5-11.0kg和乙炔炭黑1.5-1.6kg备用；

2、取氧化锆1.5-1.6kg、4，4′-硫代双(6-叔丁基-3甲基苯酚)0.018-0.021kg和三甲醇丙烷三甲基丙烯酸酯0.18-0.21kg混合，并用搅拌机搅拌混合15-20分钟。

二、混炼

1、加温预热，定温190℃，当混炼机前、后辊均达到190±5℃后控制此温度30分钟，加入高压低密度聚乙烯9.5-11.0kg混炼5-10分钟，加入乙炔炭黑1.5-1.6kg，混炼8-15分钟，再加入已制备好的上述氧化锆、4，4′-硫代双(6-叔丁基-3甲基苯酚)和三甲醇丙烷三甲基丙烯酸酯的混合料，并混炼5-10分钟。然后打三角包5次。

2、按设定厚度下片。

3、片料冷却后测表面电阻R＝0.8kΩ。

三、按设定粒度制粒，即为成品。

本发明的优点在于：

1、本发明实现了温控伴热电缆的大长度连续生产，质量稳定性高；

2、启动电流小；

3、伴热管线温度均匀，不会过热，安全可靠；

4、节约电能；

5、间歇操作时，升温启动快速；

6、安装及运行费用低，安装维护方便，便于自动化管理；

7、无污染环境。

温控伴热电缆的主要用途：

1、需要防冻、抗凝、融冰、化雪的部位或场所。

2、易液化、固化，易结晶及粘稠液体的管道、阀门、泵、槽、罐、反应器等伴热保温，降粘及防堵。如煤气、氯气、原油、重油、食用油及水管等，特别是当上述管道间歇操作而无法完全排空时。

3、测量仪表的支管，因其较细而物料又不流动。

4、无需精确恒温的仪表，元件以及功率不大的限温加热。

5、农产品加工以及其它用途，如发酵，孵化养殖等。

(四)附图说明

图1是本发明的温控伴热电缆结构示意图。

图2是图1的A-A视图。

(五)具体实施方式

实施例一

温控伴热电缆，包括二根平行设置的金属导电线1，PTC材料层2、绝缘层3、屏蔽层4和护套层5。金属导电线1为退火镀锌铜线。在二根平行设置的金属导电线1上均匀挤包有PTC材料层2。绝缘层3包设在PTC材料层2上，屏蔽层4包设在绝缘层3上，护套层5套装在屏蔽层4上。

实施例二

PTC材料，是由9.8Kg高压低密度聚乙烯、1.9kg乙炔炭墨、1.55kg氧化锆、0.019kg4，4′-硫化双(6-叔丁基-3甲基苯酚)和0.195kg的三甲醇丙烷三甲基丙烯酸酯制成。

实施例三

PTC材料，是由10.2kg高压低密度聚乙烯、2.1kg乙炔炭黑、1.57kg氧化锆、0.019kg4，4′-硫化双和0.198kg的三甲醇丙烷三甲基丙烯酸酯制成。

实施例四

PTC材料，是由10.9kg高压低密度聚乙烯、2.2kg乙炔炭黑、1.59kg氧化锆、0.020kg4，4′-硫化双和0.20kg的三甲醇丙烷三甲基丙烯酸酯制成。

实施例五

PTC材料的生产方法是，

一、分组配料：

1、称出高压低密度聚乙烯9.8kg；

2、称出乙炔炭黑1.9kg；

3、分别称出氧化锆1.55kg、4，4′-硫代双(6-叔丁基-3甲基苯酚)0.019kg和三甲醇丙烷三甲基丙烯酸酯0.195kg三种材料用搅拌机混15分钟。

二、混炼

1、加温预热，定温190℃，当混炼机前、后辊均达到190±5℃后控制此温度30分钟；

2、加入高压低密度的聚乙烯9.8kg混5分钟；

3、加入乙炔炭黑1.9kg，混10分钟；

4、加入三种混合料混5分钟；

5、打三角包5次；

6、按下片厚度4mm下片。

7、片料冷却后测表面电阻0.8kΩ。

三、切粒，切粒规格为4×4mm。

Claims

1.温控伴热电缆，包括二根平行设置的金属导电线(1)，在二根平行设置的金属导电线(1)上均匀挤包有PTC材料层(2)，在PTC材料层(2)上包设有绝缘层(3)，在绝缘层(3)上包设有屏蔽层(4)，在屏蔽层(4)上套装有护套(5)，其特征在于所述的PTC材料，是由9.5-11.0kg高压低密度聚乙烯、1.8-2.3kg乙炔炭黑、1.5-1.6kg氧化锆、0.018-0.021kg 4，4′-硫代双(6-叔丁基-3甲基苯酚)和0.18-0.21kg的三甲醇丙烷三甲基丙烯酸酯制成。

2.根据权利要求1所述的温控伴热电缆，其特征在于所述的高压低密度聚乙烯为9.8kg、乙炔炭黑为1.9kg、氧化锆为1.5kg、4，4′-硫代双(6-叔丁基-3甲基苯酚)为0.019kg、三甲醇丙烷三甲基丙烯酸酯为0.195kg。

3.根据权利要求1所述的温控伴热电缆，其特征在于所述的PTC材料的制备方法是：

A、将混炼机的前、后辊均达到190±5℃，并控制此温度30分钟，加入高压低密度聚乙烯9.5-11.0kg混炼5-10分钟后加入乙炔炭黑1.8-2.3kg，混炼8-15分钟；

B、取氧化锆1.5-1.6kg、4，4′-硫代双(6-叔丁基-3甲基苯酚)0.018-0.021kg和三甲醇丙烷三甲基丙烯酸酯0.18-0.21kg放入搅拌机中搅拌混合15-20分钟后，放入混炼机中，混炼5-10分钟；

C、按设定厚度下片，片料冷却后测表面电阻R＝0.8kΩ；

D、将片料切粒，即为成品。