[发明专利]一种自控温发热电缆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电缆，具体涉及一种自控温发热电缆及其制备方法。

技术背景

自控温发热电缆由导电高分子聚合材料(塑料)和两根平行金属导线及绝缘护套构成的扁形带状电缆。由于于导电高分子复合材料具有正温度系数“PTC”特性，且相互并联，能随被加热体系的温度变化自动调节输出功率，自动限制加热的温度。使得自控温发热电缆具有自动调节输出功率，根据实际需要热量进行补偿，因此不会因自身发热而烧毁；低温状态快速启动，温度均匀，每一局部皆可因其被伴热处的温度变化自动调节。

PTC材料是一类具有正温度系数的热敏电阻材料，在一定的转变温度下，其电阻率迅速增加至一极限值(可增大1.5～8个数量级)，发生(半)导体－绝缘体的相互转变，因此常用于电信工程、自控温加热器、电流限流器、电路过载保护器等。目前PTC材料分为两种，一种是陶瓷基PTC材料，另一种是聚合物型PTC导电复合材料。虽然聚合物型PTC导电复合材料的转变温度低一些，但具有导电性能可调、易于成型、可曲挠、成本低以及PTC强度高等特点，特别是自控温加热器的应用，是陶瓷基材料所不可代替的，所以研究和应用较为热门。

目前，自控温发热电缆的非晶体导电聚合材料存在的室温电阻率偏高，PTC效应稳定性差，致使PTC强度及输出功率衰减过快，保护后漏电流大等。这是由于非晶体导电聚合物与炭黑粒子之间的浸润性差，分散在基体内的炭黑粒子之间又具有较强的附聚力，因此炭黑粒子在基体中的分散不稳定。而随着电子行业的发展，要求PTC保护器件电阻越小越好，保证正常电路中功耗更小，并具有更高的切断电阻，保证电路切断后漏电流愈小愈好。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种自控温发热电缆，具有导电性能可调、易于成型、可曲挠、成本低以及PTC强度高等特点。   

为了达到上述目的，本发明是通过下列技术方案来实现的：

一种自控温发热电缆，包括导电护套，所述导电护套为聚合物型PTC导电复合材料构成，所述聚合物型PTC导电复合材料由下列组份按重量份组成：结晶型高聚物：100份、炭黑：200-500份、相容剂：20-100份、抗氧剂 ：0.1-0.5份、润滑剂：0 -1份。

上述方案的优选方案是，所述结晶型高聚物为高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）。

更优的是，所述结晶型高聚物为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）。

所述炭黑（CB）的粒径为50nm-150nm，吸油量(DBP)为50-120m1/100g，pH值为7～9。

所述相容剂为选自聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH）、聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（PP-g-GMA）、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐（EPDM-g-MAH）、三元乙丙橡胶接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（EPDM-g-GMA）中的至少一种。    

所述抗氧剂为四(β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯（1010）、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯（168）、硫代二丙酸双十八醇酯（DSTDP）中的至少一种。

所述润滑剂为有机硅树脂、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚硬脂酸乙烯醋、脂肪酸醋。

一种制备上述的一种自控温发热电缆的方法，包括以下步骤：

（1）制备聚合物型PTC导电复合材料：按配比称取结晶型高聚物、炭黑、相容剂、抗氧剂和润滑剂，一些放入单螺杆机中进行高温混合塑炼制得复合材料；

（2）将（1）制得复合材料投入双螺杆挤出机中，再将发热体牵引入双螺杆挤出机出料口中，挤成成型；

（3）将（2）挤出成型物经冷却、牵引与交联处理后成为自控温发热电缆产品。

本发明中，EVA是乙烯-乙酸乙烯（醋酸乙烯）酯共聚物，它是由乙烯（E）和乙酸乙烯（VA）共聚而制得，简称为EVA。一般乙酸乙烯（VA）含量在5%-40%。与聚乙烯相比，EVA由于在分子链中引入了乙酸乙烯单体，从而降低了结晶度提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能。一般来说，EVA树脂的性能主要取决于分子链上乙酸乙烯的含量。因构成组分比例可调从而符合不同的应用需要，乙酸乙烯（VA）的含量越高，其透明度、柔软度及坚韧度会相对提高。