RU2063079C1 - Method for producing multilayer electricity conducting material - Google Patents

Method for producing multilayer electricity conducting material Download PDF

Info

Publication number
RU2063079C1
RU2063079C1 RU94003461A RU94003461A RU2063079C1 RU 2063079 C1 RU2063079 C1 RU 2063079C1 RU 94003461 A RU94003461 A RU 94003461A RU 94003461 A RU94003461 A RU 94003461A RU 2063079 C1 RU2063079 C1 RU 2063079C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrically conductive
fiberglass
temperature
content
epoxy resin
Prior art date
Application number
RU94003461A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.В. Асеев
Б.А. Зайцев
В.В. Костецкая
А.А. Никитин
Н.И. Татаринов
Original Assignee
Акционерное общество "Техна-2"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Техна-2" filed Critical Акционерное общество "Техна-2"
Priority to RU94003461A priority Critical patent/RU2063079C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2063079C1 publication Critical patent/RU2063079C1/en

Links

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: manufacture of flexible electric heating elements for heating dwelling and industrial buildings. SUBSTANCE: stack is prepared from electricity conducting layer placed between insulating layers made of glass-reinforced fabric impregnated with epoxy resin of low curing temperature until its content in layer becomes 28-40%. Conducting layer is made of polycaproamide fabric containing carbon-black thread with initial surface resistance of 100-230 Ohm. Stack is formed at temperature of 120-140 C and static load of 0.3-4.5 kg/sq.cm. EFFECT: improved strength and mechanical endurance of composite conducting material. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области создания электропроводящих композиционных материалов, которые могут быть использованы при изготовлении гибких электронагревательных элементов, широко применяемых для обогрева бытовых и производственных помещений. The invention relates to the field of creating electrically conductive composite materials that can be used in the manufacture of flexible electric heating elements, widely used for heating domestic and industrial premises.

Известен способ получения многослойного композиционного материала, включающий формирование пакета из электропроводящих и изолирующих слоев, где электропроводящие слои выполняют в виде тонкого слоя алюминия, а электроизолирующие слои из стекловолокна, соединение слоев с помощью лака и горячее прессование пакета. (заявка Франции N 2.617430, кл. В 32 В 25/20 - прототип). A known method of producing a multilayer composite material, including the formation of a package of electrically conductive and insulating layers, where the electrically conductive layers are in the form of a thin layer of aluminum, and the electrically insulating layers are made of fiberglass, the layers are joined using varnish and the package is hot pressed. (French application N 2.617430, class B 32 V 25/20 - prototype).

Недостатком настоящего способа является относительная недолговечность нагревательных элементов, выполненных из композиционного материала, связанная с возможностью перегрева вследствии линейной зависимости силы тока, протекаемого в материале, при изменении внешнего напряжения. Кроме того, электроизолирующий слой из стекловолокна не обладает достаточной прочностью и формоустойчивостью, а изготовление материала требует применения прессового оборудования, усложняющего процесс производства электроизолирующего материала. The disadvantage of this method is the relative fragility of the heating elements made of composite material, associated with the possibility of overheating due to the linear dependence of the current flowing in the material when the external voltage changes. In addition, the electrically insulating layer of fiberglass does not have sufficient strength and shape stability, and the manufacture of the material requires the use of press equipment, complicating the production process of electrically insulating material.

Задачей изобретения является создание прочного и долговечного электропроводящего композиционного материала, обеспечивающего саморегулировку температурного режима при его использовании в качестве нагревательного элемента в заданном интервале температур в течение длительного времени эксплуатации. The objective of the invention is to create a strong and durable electrically conductive composite material that provides self-regulation of the temperature when using it as a heating element in a given temperature range for a long time operation.

Поставленная задача решается тем, что формируется пакет из электропроводящего слоя, заключенного между электроизолирующими слоями из стеклоткани, причем электропроводящий слой выполняют из поликапроамидной ткани, содержащей саженаполненную нить, с исходным удельным поверхностным сопротивлением 100-230 Ом, стеклоткань пропитывают эпоксидной смолой с температурой отверждения не более 140oС до ее содержания 28 40% от массы слоя, и выдерживают пакет при статической нагрузке 0,3 4,5 кг/см2 и температуре 120 140oС.The problem is solved in that a package is formed of an electrically conductive layer enclosed between the electrically insulating layers of fiberglass, and the electrically conductive layer is made of polycaproamide fabric containing a black thread, with an initial specific surface resistance of 100-230 Ohms, the fiberglass is impregnated with epoxy resin with a curing temperature of not more than 140 o With up to its content 28 40% of the mass of the layer, and withstand the package at a static load of 0.3 to 4.5 kg / cm 2 and a temperature of 120 140 o C.

Содержание эпоксидной смолы при пропитке стеклоткани не должно быть ниже 28% от массы электроизолирующего слоя, чтобы обеспечить его полную и равномерную пропитку, и не должно превышать 40% т.к. при этом снижается адгезия слоев и нарушается монолитность, композиционного материала. Выдерживание композиционного материала при статической нагрузке 0,3 - 4,5кг/см2 позволяет достигнуть равномерной пропитки и высокой прочности соединения слоев без использования прессового оборудования. При этом уменьшение температуры прессования ниже 120oC препятствует полному отверждению связующего, а увеличение свыше 140oС вызывает его деструкцию и потемнение нагревательной поверхности. Нужно иметь также в виду, что увеличение верхних параметров увеличивает напряжение внутри системы, что нарушает эффект терморегулирования.The content of epoxy resin when impregnating fiberglass should not be lower than 28% by weight of the electrically insulating layer to ensure its complete and uniform impregnation, and should not exceed 40% since at the same time, the adhesion of the layers decreases and the monolithicity of the composite material is violated. Withstanding the composite material with a static load of 0.3 - 4.5 kg / cm 2 allows you to achieve uniform impregnation and high strength of the connection layers without the use of press equipment. In this case, a decrease in the pressing temperature below 120 o C prevents the complete curing of the binder, and an increase above 140 o C causes its destruction and darkening of the heating surface. It should also be borne in mind that increasing the upper parameters increases the voltage inside the system, which violates the effect of thermal control.

Применение в качестве токопроводящего слоя поликапроамидной ткани, содержащей саженаполненную нить, с исходным удельным поверхностным сопротивлением 100 230 Ом обеспечивает в совокупности с остальными параметрами способа эффект стабилизации тока (при увеличении напряжения при прохождении тока через такой композиционный материал уменьшает соотношение мощности к напряжению, что снижает теплоотдачу и исключает перегрев). Благодаря этому свойству при изготовлении из данного композиционного материала электронагревательных элементов обеспечивается высокая долговечность (более 600 тыс. ч) в рабочем интервале температур (70 120oС).The use as a conductive layer of a polycaproamide fabric containing a blackened thread with an initial specific surface resistance of 100 230 Ohms provides, together with the remaining parameters of the method, the effect of current stabilization (with an increase in voltage when current flows through such a composite material, it reduces the power to voltage ratio, which reduces heat transfer and eliminates overheating). Due to this property, in the manufacture of electric heating elements from this composite material, high durability (more than 600 thousand hours) in the operating temperature range (70 120 o С) is ensured.

Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.

Подготавливают электроизолирующий слой из стеклоткани (ГОСТ 19170 79) путем ее пропитки связующим эпоксидной смолой. В качестве эпоксидной смолы может быть использована любая смола этого ряда с t отверждения не выше 140oC, например, ЭДT 10П, представляющая собой эпоксидную смолу КДА или КДА 2 (ТУ 6-05-1380-76) (эпоксидиановую смолу ЭД 20, модифицированную алифатической смолой ДЭГ 1), отвержденную ТЭАТ (триэтаноламинтитанатом (ТУ 6-05-1860-78)). Из смеси КДА и ТЭАТ (100 в.ч. и 10 в.ч. соответственно) готовят 50 60% раствор ацетоноспиртовой смеси (соотношение спирт: ацетон 2 1). Связующее наносят на ткань на пропиточной машине до содержания 28 40 мас. и подсушивают при температуре не выше 100oC. Количество летучих при этом 0,6-3 мас. (см. чертеж).An electrically insulating layer of fiberglass (GOST 19170 79) is prepared by impregnating it with a binder of epoxy resin. As an epoxy resin, any resin of this series with a curing temperature of not higher than 140 o C, for example, EDT 10P, which is an epoxy resin KDA or KDA 2 (TU 6-05-1380-76) (modified epoxy resin ED 20, can be used) aliphatic resin DEG 1) cured with TEAT (triethanolamine titanate (TU 6-05-1860-78)). From a mixture of KDA and TEAT (100 parts by weight and 10 parts by weight, respectively), a 50 to 60% solution of an alcohol-alcohol mixture is prepared (alcohol: acetone ratio 2 1). The binder is applied to the fabric on an impregnation machine to a content of 28 to 40 wt. and dried at a temperature not exceeding 100 o C. the Number of volatiles while 0.6-3 wt. (see drawing).

В качестве токопроводящей ткани используют ткань типа НАСТэлектро (ТУ 6-06-И82-85), содержащую поликапроамидную и токопроводящую саженаполненную нить. As a conductive fabric, a fabric of the type NASTelektro (TU 6-06-I82-85) containing polycaproamide and conductive black-filled thread is used.

На подготовленную инструментальную плиту через разделительный слой укладывают несколько пакетов, сформированных из поочередно уложенных в следующем порядке слоев: пропитанная смолой стеклоткань токопроводящая ткань с прикрепленными на ней электродами пропитанная смолой стеклоткань. При изготовлении нагревательных элементов в качестве наружных слоев дополнительно укладывают слои декоративного материала, например, ситца или декоративной пленки. Уложенные таким образом пакеты накрывают стальной плитой, обеспечивающей статическую нагрузку О, 3 4,5 кг/см2 и термообрабатывают при 120 140oС 4 5 ч.Several packages are laid on the prepared tool plate through the separation layer, formed from layers alternately stacked in the following order: resin-impregnated fiberglass conductive fabric with electrodes attached to it, resin-impregnated fiberglass. In the manufacture of heating elements, the layers of decorative material, for example, chintz or decorative film, are additionally laid as outer layers. Packages laid in this way are covered with a steel plate providing a static load of O, 3 4.5 kg / cm 2 and heat treated at 120 140 o C 4 5 hours

Для обеспечения безопасности полученного электропроводящего композиционного материала пакеты вакууммируют в течение 10-12 ч, при 120 - 150oC и вакууме 650 мм рт.ст.To ensure the safety of the resulting electrically conductive composite material, the bags are vacuumized for 10-12 hours, at 120 - 150 o C and a vacuum of 650 mm Hg

На чертеже приведена зависимость температуры на поверхности сформированного электропроводящего материала от удельной мощности материала при различных параметрах его получения. The drawing shows the dependence of the temperature on the surface of the formed electrically conductive material on the specific power of the material for various parameters of its receipt.

Кривая 1 композиционный материал, полученный при содержании смолы в стеклоткани 28% и температуре прессования 120oС;
Кривая 2 содержание смолы 32% при температуре прессования 130oС;
Кривая 3 содержание смолы 40% при температуре прессования 140oС;
Во всех случаях удельное поверхностное сопротивление ткани 160 Ом.
Curve 1 is a composite material obtained with a resin content in fiberglass of 28% and a pressing temperature of 120 o C;
Curve 2 resin content of 32% at a pressing temperature of 130 o C;
Curve 3 resin content of 40% at a pressing temperature of 140 o C;
In all cases, the surface resistivity of the tissue is 160 Ohms.

Кривая 4 прототип. Curve 4 prototype.

Перегиб на графике связан со стабилизацией тока при увеличении рабочего напряжения и доказывает высокую надежность материала при использовании его в нагревательных элементах в сравнении с известными. The inflection on the graph is associated with stabilization of the current with increasing operating voltage and proves the high reliability of the material when used in heating elements in comparison with the known ones.

Таким образом, предлагаемый способ изготовления многослойного композиционного материала обеспечивает создание долговечного и прочного материала, обеспечивающего саморегулировку температурного режима, что исключает его перегрев и увеличивает ресурс работы. Thus, the proposed method of manufacturing a multilayer composite material provides the creation of a durable and durable material that provides self-regulation of the temperature regime, which eliminates its overheating and increases the service life.

Claims (1)

Способ получения многослойного композиционного электропроводящего материала, включающий формирование пакета из электропроводящего слоя, заключенного между электроизолирующими слоями из стеклоткани, соединение его слоев полимерным связующим и выдерживание пакета под давлением при повышенной температуре, отличающийся тем, что электропроводящий слой выполняют из поликапроамидной ткани, содержащей саженаполненную нить, с исходным удельным поверхностным сопротивлением 100-230 ом, стеклоткань пропитывают эпоксидной смолой ЭДТ-10 П с температурой отверждения до 140oС до ее содержания 28-40% от массы слоя, и выдерживают пакет при статической нагрузке 0,3-4,5 кг/кв.см и температуре 120-140oС до содержания летучих не более 3%A method of producing a multilayer composite electrically conductive material, comprising forming a packet of an electrically conductive layer enclosed between electrically insulating layers of fiberglass, bonding its layers with a polymer binder and keeping the packet under pressure at elevated temperature, characterized in that the electrically conductive layer is made of polycaproamide fabric containing a fused thread, with an initial specific surface resistance of 100-230 ohms, fiberglass is impregnated with epoxy resin EDT-10 P with temp rature curing to 140 o C until its content of 28-40% by weight of the layer, and the package was kept under static load 0.3-4.5 kg / cm² and a temperature of 120-140 o C until the volatile content of not more than 3%
RU94003461A 1994-01-31 1994-01-31 Method for producing multilayer electricity conducting material RU2063079C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94003461A RU2063079C1 (en) 1994-01-31 1994-01-31 Method for producing multilayer electricity conducting material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94003461A RU2063079C1 (en) 1994-01-31 1994-01-31 Method for producing multilayer electricity conducting material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2063079C1 true RU2063079C1 (en) 1996-06-27

Family

ID=20151961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94003461A RU2063079C1 (en) 1994-01-31 1994-01-31 Method for producing multilayer electricity conducting material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2063079C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2710029C2 (en) * 2018-11-15 2019-12-24 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Method for manufacture of flexible-flat electric heater

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Заявка Франции № 2-617430, кл. В 23 В 15/20, 1979. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2710029C2 (en) * 2018-11-15 2019-12-24 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Method for manufacture of flexible-flat electric heater

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100337609B1 (en) Sheet heater of carbon-fiber paper containing ceramic materials
US4105984A (en) High voltage device containing a flexible prepreg
SU634698A3 (en) Method of manufacturing flat electric heater
US3435401A (en) Insulated electrical conductors
IE45239B1 (en) Resistance heating elements
KR20150145099A (en) Positive temperature coefficient using conductive liquid emulsion polymer composition, manufacturing method of thereoff, Face heater with it
GB962980A (en) Improvements in or relating to magnet wire
US3395058A (en) Encapsulation method
CN109096699B (en) Electrically-driven shape memory polymer composite material and preparation method thereof
KR100610321B1 (en) Method for producing insulating tapes containing mica
RU2063079C1 (en) Method for producing multilayer electricity conducting material
US2764718A (en) Electrical condensers
RU2007101392A (en) MICA TAPE HAVING THE MAXIMUM Mica Content
JPS57141902A (en) Insulating coil
EP0372552A2 (en) Composite temperature-sensitive element and face heat generator comprising the same
US7135639B2 (en) Integral slip layer for insulating tape
JPS6044328A (en) Method of molding reinforced plastic plate
US2819492A (en) Electrical capacitor and method of making the same
JP3917787B2 (en) Planar heating element
RU2009621C1 (en) Method for manufacturing polymeric heater
JPS6314825B2 (en)
JPS62923Y2 (en)
WO1987003158A1 (en) Electric resistance sheet and method of producing such
RU2234822C2 (en) Flexible electric heater
US2872630A (en) Capacitor and dielectric material therefor