一種恆溫、發熱塑料結構及其恆溫、發熱塑料的製備方法
2023-05-20 19:52:31 2
專利名稱：一種恆溫、發熱塑料結構及其恆溫、發熱塑料的製備方法
一種恆溫、發熱塑料結構及其恆溫、發熱塑料的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種恆溫、發熱塑料，具體涉及一種塑料與導體材料混合的工藝方法。背景技術：
公知的，在我國除了廣東、海南以及廣西、福建、雲南南部以外，大部分地區在冬 季，尤其是北方地區非常寒冷；各種管道便進入冬天的使用和防凍壞時期。為防止冬天各種 管道不被凍壞，不少廠家紛紛推出管道保溫層，但其效果往往不佳。首先，採用保溫層採用 在管路外圍包裹一層發泡材料的方式對管路進行保溫，這樣就要使用很多發泡材料，無形 中增加製造成本；而在寒冬流體一旦停止運行，這些材料往往起不到作用。由於管路內存容 水過多，若遭遇持續數天無陽光照射的嚴寒冬雪時，其管路內的存水溫度還是要下降至o°c 以下，造成管路凍堵現象的發生，嚴重的會發生凍裂現象。尤其是目前很多使用塑料管道替 代以前常用的鋼鐵類下水管道，凍堵現象的克服尤為重要。經過調查發現，很多高層建築通常採用二次供水方式為住戶提供水源，水箱大多 放置在樓房頂部，通常為露天或頂層設置房間，由於長期無人管理或疏於管理，水箱的保溫 也是很棘手的問題。
發明內容為了克服背景技術中的不足，本發明公開了一種恆溫、發熱塑料結構及其恆溫、發 熱塑料的製備方法，本發明通過在注塑成型的板材或管路內設置相互具有一定間距的電線 A、電線B通電，並通過所述天然石墨粉、特導電爐黑與塑料構成的密集網狀電子粒相互間 呈穩地的連續接觸形成的半導體發熱；有效的克服了冬季液體介質管路或液體介質箱體凍 堵現象的發生，本發明具有成本低、加熱快、對於人體觸及不到部位加熱效果尤為明顯、綜 合使用成本等於或低於現有材料等優點。為了實現上述發明目的，本發明採用以下技術方案一種恆溫、發熱塑料結構，所述塑料混合導電層3內間隔夾帶裸體電線Al、電線 B2，所述裸體電線Al、電線B2與塑料混合導電層3為一體，所述塑料混合導電層3內設置的 裸體電線Al、電線B2在塑料混合導電層3—端外露或兩端外露或兩端全部隱藏與塑料混合 導電層3內。所述的恆溫、發熱塑料結構，所述裸體電線Al、電線B2分別為單股或多股，優選多 股；所述裸體電線Al、電線B2材質為銅線、銀線或金線，優選銅線。所述的恆溫、發熱塑料結構，所述塑料混合導電層3設置為塑料管路或塑料板。所述的恆溫、發熱塑料結構，所述塑料混合導電層3內至少夾帶由裸體電線Al、電 線B2構成的一組發熱原件。一種恆溫、發熱塑料的製備方法，所述塑料組分含量，按重量百分比
塑粒顆粒或天然橡膠顆粒 32 55 % ； 天然石墨粉20 49%;
特導電爐黑 10 16% ；SG基纖維素 2 4% ；氧化鋅 2 4% ； 防老劑RD 2 4% ；所述恆溫、發熱塑料的加工工藝步驟為1)、塑形前將所述塑粒顆粒或天然橡膠顆粒、天然石墨粉、特導電爐黑、SG基纖維 素、氧化鋅和防老劑RD按照設計配比裝入烘乾攪拌機攪拌10-15分鐘，待各種原料攪勻後 待用；2)、在塑形工藝設備的塑形前，將所述至少一組裸體電線Al、電線B2預先間隔放 置在成型模具型腔內開始注塑成型；或裸體電線Al、電線B2固定於拉伸設備起始端隨拉伸 成型設備同步注塑、放線；或隨壓延機的兩個或多個轉向相反的壓延輥間隙的起始轉動同 步放入裸體電線Al、電線B2開始壓延；3)、將注塑成型、拉伸成型或壓延成型的板材或管材利用冷水或自然降溫形成所 述塑料混合導電層3與裸體電線Al、電線B2的結合體；4)、檢驗、由天然石墨粉、特導電爐黑與塑料構成的密集網狀電子粒相互間呈穩地 的連續接觸，因而呈導電性，並且混合有塑料粉劑一定數量的存在，故結合成半導體固化材 料，壓入塑料混合導電層3的裸體電線Al、電線B2形成導線(也叫電極)平行間隔橫穿入 塑料混合導電層3的電粒網，裸體電線Al、電線B2通電後，立即衝破一定的塑料混合導電 層3，這時密集接觸的導電粒子產生自由運動，形成一個半導體電流迴路發熱作功，因固有 體積電阻率(本發明也叫半導體)的限制，故發熱功率在一定時間便恆溫(溫度依據設計 而定)，所以塑料混合導電層3 —直處於恆溫(發熱)狀態下，如不發熱變為料粒攪拌不均 勻或電路短路所致，將所述不合格品剔出；5)、成品入庫。所述的恆溫、發熱塑料的製備方法，所述塑粒顆粒或天然橡膠顆粒為任選其一。所述的恆溫、發熱塑料的製備方法，所述塑形工藝包括壓塑「模壓成型」、擠塑「擠 出成型」、注塑「注射成型」、吹塑「中空成型」或壓延「壓延機成型」。所述的恆溫、發熱塑料的製備方法，所述特導電爐黑或為乙炔炭黑。本發明添加物「天然石墨粉」作用和功能天然石墨粉屬於耐高溫型其石墨的熔點為3850士50°C，沸點為4250°C，即使經 超高溫電弧灼燒，重量的損失很小，熱膨脹係數也很小；石墨強度隨溫度提高而加強，在 2000°C時，石墨強度可提高一倍；天然石墨粉具有導電、導熱性導熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。導熱係數隨溫度 升高而降低，甚至在極高的溫度下，石墨成絕熱體；石墨能夠導電是因為石墨中每個碳原子 與其他碳原子只形成3個共價鍵，每個碳原子仍然保留1個自由電子來傳輸電荷；天然石墨粉的化學穩定性石墨在常溫下有良好的化學穩定性，能耐酸、耐鹼和耐 有機溶劑的腐蝕；天然石墨粉的可塑性很高石墨的韌性好；天然石墨粉具有石墨在常溫下使用時能經受住溫度的劇烈變化而不致破壞，溫度 突變時，石墨的體積變化不大，不會產生裂紋。
添加物「特導電爐黑」作用和功能特導電爐黑與矽橡膠配合時，能賦予膠料高度導電性，而不會損害其加工性和交 聯特性。所述天然石墨粉與特導電爐黑與塑料及輔助材料共同構成的混合導電層共同作 用，便是本發明所說的半導體。在採用上述技術方案後，本發明具有的有益效果是所述的恆溫、發熱塑料結構，通過在注塑成型的板材或管路內設置相互具有一定 間距的電線A、電線B通電「建議使用國際標準的安全電壓M伏」，並通過所述天然石墨粉、 特導電爐黑與塑料構成的密集網狀電子粒相互間呈穩地的連續接觸形成的半導體發熱；有 效的克服了冬季液體介質管路或液體介質箱體凍堵現象的發生；本發明同樣適用於有防凍 需求或取暖需求的任意部位，如塑料地板磚，或高壓電線護套等，使用時只需將個電線A、電 線B分別串聯或並聯便可。
圖1是本發明的立體示意結構圖。圖2是本發明的另一實施例立體結構示意圖。圖中1、電線A;2、電線B ;3、混合導電層；4、管路內壁；5、管路外壁；6、板面。
具體實施方式參考下面的實施例，可以更詳細地解釋本發明；但是應當指出的是本發明並不局 限於下述實施例。在圖1、2中所述的恆溫、發熱塑料結構，所述塑料混合導電層3內間隔夾帶裸體電 線Al、電線B2，所述裸體電線Al、電線B2與塑料混合導電層3為一體，由於裸線可以很好的 與混合導電層3接觸，並且實現無縫隙接觸，所以導電性能較佳；所述塑料混合導電層3內 設置的裸體電線Al、電線B2在塑料混合導電層3 —端外露或兩端外露或兩端全部隱藏與塑 料混合導電層3內，在實際應用過程中，通常採用兩端外露，以便於多塊板材或管材之間的 連接導電；所述裸體電線Al、電線B2分別為單股或多股，優選多股；所述裸體電線Al、電線 B2材質為銅線、銀線或金線，優選銅線。所述的恆溫、發熱塑料結構，所述塑料混合導電層3設置為塑料管路或塑料板，在 成型過程中裸體電線Al、電線B2包裹在管路內壁4與管路外壁5的混合導電層3內；或 裸體電線Al、電線B2包裹在板材的兩面板面6內的混合導電層3中；所述塑料混合導電層 3內至少夾帶由裸體電線Al、電線B2構成的一組發熱原件，考慮到有些管徑較大或壁厚較 大，一組電線不能起到預期發熱效果，可根據測試添加發熱原件數量。一種恆溫、發熱塑料的製備方法，所述塑料組分含量，按重量百分比塑粒顆粒或天然橡膠顆粒32 『 55%天然石墨粉20 『 49%特導電爐黑10 『 16%SG基纖維素2 --4% ；氧化鋅2 『4% ；
防老劑RD2 4%;所述恆溫、發熱塑料的加工工藝步驟為1)、塑形前將所述塑粒顆粒或天然橡膠顆粒、天然石墨粉、特導電爐黑、SG基纖維 素、氧化鋅和防老劑RD按照設計配比裝入烘乾攪拌機攪拌10-15分鐘，帶各種原料攪勻後 待用；2)、在塑形工藝設備的塑形前，將所述至少一組裸體電線Al、電線B2預先間隔放 置在成型模具型腔內開始注塑成型；或裸體電線Al、電線B2固定於拉伸設備起始端隨拉伸 成型設備同步注塑、放線；或隨壓延機的兩個或多個轉向相反的壓延輥間隙的起始轉動同 步放入裸體電線Al、電線B2開始壓延，本發明未對所述壓塑「模壓成型」、擠塑「擠出成型」、 注塑「注射成型」、吹塑「中空成型」或壓延「壓延機成型」工藝與現有工藝相同，因此本發明 不再詳述；3)、將注塑成型、拉伸成型或壓延成型的板材或管材利用冷水或自然降溫形成所 述塑料混合導電層3與裸體電線Al、電線B2的結合體；4)、檢驗、由天然石墨粉、特導電爐黑與塑料構成的密集網狀電子粒相互間呈穩地 的連續接觸，因而呈導電性，並且混合有固化粉劑一定數量的存在，故結合成半導體固化材 料，壓入塑料混合導電層3的裸體電線Al、電線B2形成導線(也叫電極)平行或曲線間隔 橫穿入塑料混合導電層3的電粒網，裸體電線Al、電線B2通電後，立即衝破一定的塑料混合 導電層3，這時密集接觸的導電粒子產生自由運動，形成一個半導體電流迴路發熱作功，因 固有體積電阻率(本發明也叫半導體)的限制，故發熱功率在一定時間便恆溫(溫度依據 設計而定)，所以塑料混合導電層3 —直處於恆溫(發熱)狀態下，如不發熱變為料粒攪拌 不均勻或電路短路所致，將所述不合格品剔出；5)、成品入庫。所述的恆溫、發熱塑料的製備方法，所述塑粒顆粒或天然橡膠顆粒為任選其一。所述的恆溫、發熱塑料的製備方法，所述塑形工藝包括壓塑「模壓成型」、擠塑「擠 出成型」、注塑「注射成型」、吹塑「中空成型」或壓延「壓延機成型」。所述的恆溫、發熱塑料的製備方法，所述特導電爐黑或為乙炔炭黑。具體實施例一；本發明所述的恆溫發熱塑料「板或管」是由前述塑料組分含量的多種元素合成料 構成的，在塑形前需先配製配比計算通過電子能換算。本發明通過電能轉換成熱能及使用 不同的電壓、溫度可計算出每一百平方釐米電阻率和發熱功率；其配方如下表1表1電壓220V 國標
權利要求
1.一種恆溫、發熱塑料結構，其特徵是所述塑料混合導電層(3)內間隔夾帶裸體電線 A(l)、電線B(2)，所述裸體電線A(l)、電線B(2)與塑料混合導電層(3)為一體，所述塑料混 合導電層(3)內設置的裸體電線A(l)、電線B(2)在塑料混合導電層(3) —端外露或兩端外 露或兩端全部隱藏與塑料混合導電層(3)內。
2.根據權利要求1所述的恆溫、發熱塑料結構，其特徵是所述裸體電線A(I)、電線 B(2)分別為單股或多股，優選多股；所述裸體電線A(l)、電線B(2)材質為銅線、銀線或金 線，優選銅線。
3.根據權利要求1所述的恆溫、發熱塑料結構，其特徵是所述塑料混合導電層(3)設 置為塑料管路或塑料板。
4.根據權利要求1或2所述的恆溫、發熱塑料結構，其特徵是所述塑料混合導電層 (3)內至少夾帶由裸體電線A(l)、電線B(2)構成的一組發熱原件。
5.根據任一權利要求所述的恆溫、發熱塑料的製備方法，其特徵是所述塑料組分含 量，按重量百分比塑粒顆粒或天然橡膠顆粒 32 55 % ；天然石墨粉20 49%;特導電爐黑10 16%;SG基纖維素2 4%;氧化鋅2 4%;防老劑RD2 4%;所述恆溫、發熱塑料的加工工藝步驟為1)、塑形前將所述塑粒顆粒或天然橡膠顆粒、天然石墨粉、特導電爐黑、SG基纖維素、氧 化鋅和防老劑RD按照設計配比裝入烘乾攪拌機攪拌10-15分鐘，待各種原料攪勻後待用；2)、在塑形工藝設備的塑形前，將所述至少一組裸體電線A(I)、電線B(2)預先間隔放 置在成型模具型腔內開始注塑成型；或裸體電線A(l)、電線B(2)固定於拉伸設備起始端隨 拉伸成型設備同步注塑、放線；或隨壓延機的兩個或多個轉向相反的壓延輥間隙的起始轉 動同步放入裸體電線A(l)、電線B(2)開始壓延；3)、將注塑成型、拉伸成型或壓延成型的板材或管材利用冷水或自然降溫形成所述塑 料混合導電層⑶與裸體電線A(l)、電線B(2)的結合體；4)、檢驗、由天然石墨粉、特導電爐黑與塑料構成的密集網狀電子粒相互間呈穩地的連 續接觸，因而呈導電性，並且混合有塑料粉劑一定數量的存在，故結合成半導體固化材料， 壓入塑料混合導電層(3)的裸體電線A(l)、電線B(2)形成導線平行間隔橫穿入塑料混合 導電層(3)的電粒網，裸體電線A(l)、電線B(2)通電後，立即衝破一定的塑料混合導電層 (3)，這時密集接觸的導電粒子產生自由運動，形成一個半導體電流迴路發熱作功，因固有 體積電阻率的限制，故發熱功率在一定時間便恆溫，所以塑料混合導電層(3) —直處於恆 溫「發熱」狀態下，如不發熱變為料粒攪拌不均勻或電路短路所致，將所述不合格品剔出；5)、成品入庫。
6.根據權利要求5所述的恆溫、發熱塑料的製備方法，其特徵是所述塑粒顆粒或天然 橡膠顆粒為任選其一。
7.根據權利要求5所述的恆溫、發熱塑料的製備方法，其特徵是所述塑形工藝包括壓塑「模壓成型」、擠塑「擠出成型」、注塑「注射成型」、吹塑「中空成型」或壓延「壓延機成型」。
8.根據權利要求5所述的恆溫、發熱塑料的製備方法，其特徵是所述特導電 爐黑或為 乙炔炭黑。
全文摘要
一種恆溫、發熱塑料結構及其恆溫、發熱塑料的製備方法，涉及一種恆溫、發熱塑料，所述塑料混合導電層(3)內間隔夾帶裸體電線A(1)、電線B(2)，所述裸體電線A(1)、電線B(2)與塑料混合導電層(3)為一體，所述塑料混合導電層(3)內設置的裸體電線A、電線B在塑料混合導電層(3)一端外露或兩端外露或兩端全部隱藏與塑料混合導電層(3)內；本發明由塑粒顆粒或天然橡膠顆粒、天然石墨粉、特導電爐黑、SG基纖維素、氧化鋅和防老劑RD按照設計配比而成；有效的克服了冬季液體介質管路或液體介質箱體凍堵現象的發生；本發明適用於有防凍需求或取暖需求的任意部位，使用時只需將個電線A、電線B分別串聯或並聯便可。
文檔編號H01B13/00GK102056354SQ20101055156
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月11日 優先權日2010年11月11日
發明者吳成芳 申請人:吳成芳