專利名稱：片狀導電高分子發熱體及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種高分子發熱體及其制造方法，特別涉及一種片狀導電高分子發熱體及其制造方法。
近年來，使用耐熱高分子材料做成的發熱體受到人們的注意。這種發熱體通常是在導電的高分子材料的表面加上金屬電極。如專利號為US3673121的美國專利揭示了一種使用金屬板作為金屬電極的發熱體，該發熱體在做壽命試驗時電阻大幅度上升，于是發熱功率大幅度下降，且金屬板與導電的高分子材料之間的接合力不大，在外力作用下，金屬板與高分子材料容易剝離(分開)。專利號為US3591526的美國專利公開了一種用金屬網作兩面金屬電極的發熱體，該發熱體的金屬網與高分子材料作的導電體之間的接合力較大，不易剝離，但電阻太高，發熱功率低，給使用帶來不便。為此，特開昭60-196901的日本專利提供了一種利用表面粗化的板狀金屬箔作電極，片狀的導電塑料作導電體。首先將導電塑料壓制成片，然后采用臭氧交聯，最后壓制電極來制成。采用上述方法制成的發熱體的金屬電極即金屬箔與導電塑料之間的結合力在850-2400g/cm2之間，雖然上述結合力與前面介紹的已有技術相比已經有了長足的進步，但是上述發熱體在較大的外力作用下金屬箔與導電體易剝離，且上述壓制電極的時間太長，通常需要30分鐘，因而勞動生產率不高。
本發明旨在克服上述缺點提供一種金屬電極與高分子導電體之間結合力更大且加工時間較短的片狀導電高分子發熱體的制造方法及使用該方法制成的發熱體。
為了實現上述目的，本發明提供的制造片狀導電高分子發熱體的方法包括以下步驟將高分子材料與導電炭黑及包含交聯劑的助劑按照設定的配方在設定的溫度下混煉，在該階段交聯劑并不發生交聯作用;
將上述混煉后的高分子材料在第一設定溫度范圍內例如110℃-140℃的溫度范圍內壓制第一設定時間例如2-10分鐘后成片狀導電體;
將上述壓制成片的高分子材料導電體的兩表面與兩塊進行表面粗化處理后的導金金屬箔貼在一起并在第二設定溫度范圍例如170℃-200℃的溫度范圍內壓制第二設定時間例如5-10分鐘，此時交聯劑發生作用，從而使金屬箔與片狀導電體結合在一起。
本發明所提供的由上述方法制成的片狀導電高分子發熱體包括由高分子材料與導電炭黑以及包含交聯劑的助劑按照設定的混煉比混煉并在第一設定溫度例如110℃-140℃的溫度下壓制第一設定時間例如2-10分鐘而制成的片狀導電體;以及兩塊分別與上述片狀導電體的兩表面相聯結的且表面經過粗化處理的金屬箔電極，上述片狀導電體與粗化的金屬箔電極是在第二設定溫度例如170℃-200℃的溫度下壓制第二設定時間例如5-10分鐘后結合在一起的。
圖1是本發明的一個較佳實施例提供的片狀導電高分子材料的發熱體的結構示意圖。
下面結合附圖對本發明提供的片狀導電高分子發熱體制造方法及由該方法制成的發熱體作詳細說明。
參見圖1，2是片狀導電體，3、4是銅箔。
首先將聚乙烯、導電炭黑與交聯劑以混煉比例如重量比100∶30∶2混合，用兩輥開煉機在設定溫度范圍例如110°-140℃的溫度之間混煉半小時或半小時以上。如用密煉機混煉，溫度為130°-150℃，混煉時間為15分鐘或15分鐘以上。
然后將上述混煉后的混合物在橡膠硫化機上壓制成2mm左右的片狀導電體2，如圖1所示，其中壓制的第一設定溫度范圍例如為110°-140℃，且壓制的第一設定時間例如為2-10分鐘，最后再冷卻2-10分鐘。
最后在上述壓制并冷卻后的高分子導電體的上下兩面貼上35μm左右的至少有一表面粗化的銅片3、4，如圖1所示，銅片3、4的粗化面與導電體的表面相接觸，接著用橡膠硫化機在第二設定溫度范圍例如170℃-200℃的范圍內壓制第二設定時間例如5-10分鐘，此時上述交聯劑起作用，從而使上述導電體與銅片之間的結合力明顯增大。再將制成的發熱體1冷卻2-10分鐘。
上述制成的導電高分子發熱體1在拉力機上測試多次，測得它的最低結合力為3200g/cm2，平均為6800g/cm2，而在日本專利特開昭60-196901中公開的發熱體的結合力僅在850-2400g/cm2之間，由此可知，由本發明提供的方法制成的片狀導電高分子發熱體的金屬箔與導電高分子之間的結合力明顯高于已有技術的發熱體的結合力。
本發明的第二實施例的混煉是用雙螺桿擠出機混煉，它首先將的聚乙烯、導電炭黑以重量比為100∶30混合，用雙螺桿擠出機混煉，其混煉過程中的溫度是這樣控制的加料段溫度可控制在100°-140℃;壓縮段的溫度為在170°-200℃之間，計量段的溫度在190°-220℃之間。
接著在上述混煉后的原料中加入例如占總量的0.2%的交聯劑，然后在溫度為110℃-140℃之間由兩混開煉機混煉2-10分鐘，再冷卻一定時間。
以下制導電體的步驟以及壓制步驟則跟第一實施例相同。
必須指出的是，本發明提供的方法仍可作相應的變化，同樣能實現本發明的目的。例如，上述混煉階段(步驟)可以加入適量的助劑如抗氧劑，混煉也可用密煉機，還有混煉比也可作些變化，這取決于所使用的導電體的高分子材料。
權利要求
1.一種制造片狀導電高分子發熱體的方法，其特征在于包括以下步驟將高分子材料與導電炭黑及交聯劑按照設定的混煉比混煉；將上述混煉后的混合物在第一設定溫度范圍內壓制第一設定時間并制成一定厚度的片狀導電體；以及將兩塊進行過表面粗化處理后的金屬箔貼在上述制成的片狀導電體的兩面，然后在第二設定溫度范圍內壓制第二設定時間，使上述金屬箔與上述片狀導電體結合在一起。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述混煉步驟是將聚乙烯、導電炭黑及交聯劑以重量比為100∶30∶2的混煉比混合，然后用兩輥開煉機在110℃-140℃的溫度之間混煉半小時。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述混煉步驟是將聚乙烯、導電炭黑以重量比為100∶30混合后在一定溫度下用雙螺桿擠出機混煉;以及在上述混煉后的混合物中加入交聯劑并在110℃-140℃之間由兩輥開煉機混煉，然后冷卻。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于上述第一設定溫度范圍為110°-140℃，第一設定時間為2-10分鐘。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于上述第二設定溫度范圍為170℃-200℃，第二設定時間為5-10分鐘。
6.一種片狀導電高分子發熱體，其特征在于它包括將高分子材料與導電炭黑及交聯劑按照設定的混煉比混煉后并在第一設定溫度范圍內壓制第一設定時間后制成的具有一定厚度的片狀導電體;以及兩塊分別與上述片狀導電體的上下表面相連結的且至少有一表面經過粗化的金屬箔，上述片狀導電體與粗化的金屬箔是在第二設定溫度范圍內壓制第二設定時間后連結在一起的。
全文摘要
本發明提供一種制造片狀導電高分子發熱體的方法及使用該方法制成的發熱體，它首先是將高分子材料與導電炭黑及包含交聯劑的混煉助劑按照設定的混煉配方混煉，然后將上述混煉后的高分子材料在110℃-140℃的溫度范圍內壓制2-10分鐘，并成片狀導電體，最后將兩塊粗化后的導電金屬箔貼在上述片狀導體的兩面并在170℃—200℃的溫度范圍內一起壓制5-10分鐘，使金屬箔與片狀導電體結合在一起，而成一發熱體。
文檔編號H05B3/03GK1060381SQ91109980
公開日1992年4月15日 申請日期1991年10月21日 優先權日1991年10月21日
發明者余紅梁, 徐得隆, 戴成龍 申請人:上海市塑料制品工業研究所