[发明专利]一种路桥融雪化冰的碳纤维发热线

说明书

本发明提供一种路桥融雪化冰的碳纤维发热线，包括由内至外依次包裹的内层发热丝束、碳纳米管巴克纸玻璃纤维环氧树脂层、聚四氟乙烯层、交联聚乙烯层、不锈钢编织网套，其中内层发热丝束作为内层发热层，由多条碳纤维发热丝组成；碳纳米管巴克纸玻璃纤维环氧树脂层作为扩热层，聚四氟乙烯层作为中间层，交联聚乙烯层作为次外层，不锈钢编织网套作为最外层。本发明通过设置碳纤维发热线束，实现快速升温、电热转换效率高、抗拉强度高、重量轻、化学性能稳定和使用寿命长，通过设置中层碳纳米管巴克纸玻璃纤维环氧树脂层，增强发热线整体的传热半径，降低发热线向外传热过程中的热损耗，能够保证快速升温、有效传热和具有稳定性和耐久性。

技术领域

本发明涉及路桥融雪化冰技术领域，具体是一种路桥融雪化冰的碳纤维发热线。

背景技术

目前广泛使用的路桥融雪化冰方法有：人工清除法、机械清除法、化学融雪法等，这些方法都存在费时、费力或不环保等弊端。电热法应用于路桥融雪化冰可以解决上述方法的不足之处。

碳纤维是一种新型的高性能纤维增强材料，具有高强度、高模量、耐高温、耐磨、抗疲劳、耐腐蚀、抗蠕变、导电、导热和电热转化效率高等诸多优异性能。但是当发热线采用碳纤维发热线时，存在以下问题：

1、碳纤维发热线发热传热效果可能无法达到使用预期；

2、碳纤维发热线埋置在路面中时承担部分路面荷载，会对碳纤维发热线的结构产生影响，例如是否良好接触、是否良好绝缘；

3、碳纤维发热线埋置在路面下，会受到地下水、土壤中的酸碱和一些微生物的侵蚀分解，其耐久性会大大降低，影响使用寿命。

基于此，针对现有技术中的不足，需要一种能够高效传热融雪化冰、具有稳定性和耐久性、使用安全的路桥融雪化冰碳纤维发热线被设计出来。

发明内容

本发明的目的使为了克服现有技术的不足，提供一种能够保证快速升温、有效传热和具有稳定性和耐久性的路桥融雪化冰碳纤维发热线。

本发明通过以下技术方案实现：

一种路桥融雪化冰的碳纤维发热线，包括由内至外依次包裹的内层发热丝束、碳纳米管巴克纸玻璃纤维环氧树脂层、聚四氟乙烯层、交联聚乙烯层、不锈钢编织网套，其中内层发热丝束作为内层发热层，由多条碳纤维发热丝组成；碳纳米管巴克纸玻璃纤维环氧树脂层作为扩热层，聚四氟乙烯层作为中间层，交联聚乙烯层作为次外层，不锈钢编织网套作为最外层。

进一步的，所述碳纳米管巴克纸玻璃纤维环氧树脂层由两层玻璃纤维与其间的碳纳米管巴克纸堆叠压密，再由环氧树脂浸渍渗透固化制成管状，包裹在内层发热丝束的外部。

进一步的，所述碳纳米管巴克纸玻璃纤维环氧树脂层的厚度为 1～3mm。

进一步的，所述聚四氟乙烯层紧密包裹在碳纳米管巴克纸玻璃纤维环氧树脂层外部，注塑成型，所述聚四氟乙烯层的厚度为1～3mm。

进一步的，所述交联聚乙烯层紧密包裹在聚四氟乙烯层的外部，所述交联聚乙烯层的厚度为3～5mm。

进一步的，所述不锈钢编织网套保护层外套于交联聚乙烯层，所述不锈钢编织网套保护层的厚度为1～3mm。

进一步的，所述碳纤维发热线的两端分别通过接口与电源线连接以形成连通回路，所述电源线包括火线和零线，每两个接头分别对应连接火线与零线以使连通回路按照火线、接头、碳纤维发热线、接头、零线的顺序连通，使热量根据回路进行传输，实现融雪化冰。

进一步的，所述电源线具有芯线和套接芯线的绝缘保护层，所述接口套接发热线内层发热丝束的端部以便与电源线连接。

进一步的，所述电源线具有芯线和套接芯线的绝缘保护层，所述接口套接发热线内层发热丝束的端部以便与电源线连接。