專利名稱：導(dǎo)電高分子材料及其發(fā)熱元件的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電高分子材料及其發(fā)熱元件的制備方法，主要采用聚芳烷基酚樹脂為基體。此種導(dǎo)電高分子材料可用于制備制熱量較高的發(fā)熱器，如可用于制備飛機(jī)復(fù)合材料防冰前緣，制備自加熱復(fù)合材料模具以及用于制備風(fēng)扇型發(fā)熱器作為空調(diào)機(jī)的熱源等。
背景技術(shù)：
目前，在很多領(lǐng)域，需要導(dǎo)電高分子發(fā)熱材料。如空調(diào)機(jī)的熱源多采用PTC陶瓷發(fā)熱元件制成的發(fā)熱器。這種發(fā)熱器具有正溫度系數(shù)，不會(huì)產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，因而在使用中安全可靠。但由于PTC陶瓷本身的原因，使得產(chǎn)品在使用過程中功率衰減明顯，造成發(fā)熱器的使用效果在一定時(shí)間后明顯受到影響。
導(dǎo)電高分子發(fā)熱材料是一種新興的具有發(fā)熱功能的材料，可以用于飛機(jī)防冰前緣，輸油加熱電纜、自加熱復(fù)合材料摸具等。導(dǎo)電高分子發(fā)熱材料在使用過程中其功率衰減，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于PTC陶瓷發(fā)熱器的功率衰減。但目前研制的導(dǎo)電高分子發(fā)熱材料普遍發(fā)熱溫度較低，難以滿足空調(diào)機(jī)熱源的要求。

發(fā)明內(nèi)容
為避免現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提出了一種導(dǎo)電高分子材料及其發(fā)熱元件的制備方法，主要優(yōu)點(diǎn)在于發(fā)熱溫度和使用溫度高達(dá)250～270℃，且在使用過程中功率衰減現(xiàn)象不明顯，遠(yuǎn)小于PCT陶瓷發(fā)熱器的功率衰減，可以顯著提高使用效果，而且該導(dǎo)電高分子材料發(fā)熱元件制備工藝比較簡(jiǎn)便，適宜于大規(guī)模生產(chǎn)。
本發(fā)明的特征在于采用聚芳烷基酚樹脂為基體，添加劑為六次甲基四胺，導(dǎo)電性炭黑、碳纖維、玻璃纖維(或其織物)、碳化硼。
基體與添加劑的配比為聚芳烷基酚100份，六次甲基四胺7-10份，導(dǎo)電性炭黑6-14份，碳纖維0.5-1.5、碳化硼5-10份，玻璃纖維(或其織物)30-50份。
上述導(dǎo)電高分子材料的制備方法，其特征在于通過以下步驟制成a將聚芳烷基酚樹脂用乙醇一丙酮混合溶劑溶解后過濾除去雜質(zhì)，再將過濾出的濾液用熱水洗滌，除去低分子原料物；b將提純后的樹脂在真空干燥箱中進(jìn)行真空干燥至基本恒重后，用乙醇一丙酮混合溶劑溶解成樹脂溶液；c在樹脂溶液中加入六次甲基四胺，攪拌使之溶解，然后加入玻璃纖維(或其織物)、導(dǎo)電性炭黑、碳纖維、碳化硼，經(jīng)充分混合，浸漬后進(jìn)行真空干燥，制成導(dǎo)電高分子材料。
一種利用上述導(dǎo)電高分子材料制備發(fā)熱元件的制備方法，其特征在于將制得的導(dǎo)電高分子材料盛于模具中在熱和壓力作用下，壓制成型，再經(jīng)后烘處理即得導(dǎo)電高分子材料發(fā)熱元件產(chǎn)品。
本發(fā)明研制的導(dǎo)電高分子發(fā)熱材料的特點(diǎn)在于(1)，發(fā)熱溫度及可使用的溫度高，其發(fā)熱溫度可達(dá)250～270℃下進(jìn)行工作。而現(xiàn)今應(yīng)用的導(dǎo)電高分子發(fā)熱材料，其發(fā)熱溫度一般均不大于200℃，其工作溫度亦不超過200℃。故本發(fā)明研制的導(dǎo)電高分子發(fā)熱材料有著更廣闊的用途。如可作為空調(diào)機(jī)加熱器的熱源，可作為成型復(fù)合材料制作的自加熱模具等。(2)現(xiàn)今使用的導(dǎo)電陶瓷發(fā)熱材料其發(fā)熱溫度及可使用的溫度較高，如其發(fā)熱溫度及可使用的溫度可達(dá)250～270℃，但在使用過程中其功率衰減明顯，使用時(shí)間越長(zhǎng)，功率衰減越大。本發(fā)明研制的導(dǎo)電高分子發(fā)熱材料，在長(zhǎng)時(shí)間的使用過程中其功率衰減仍很低。故其工作的穩(wěn)定性和可靠性優(yōu)越。


圖1實(shí)施例示意圖
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例1(實(shí)施例中的份數(shù)均為重量份)1、在裝置有攪拌器，回流冷凝器的反應(yīng)器中加入聚芳烷基酚樹脂100份，乙醇一丙酮混合溶劑(乙醇∶丙酮＝4∶1)200份，加熱至60℃左右在攪拌下溶解，溶解后冷卻至室溫，經(jīng)過濾器過濾，然后將濾出的樹脂溶液放入洗滌器中，用80～85℃的熱水進(jìn)行洗滌，洗滌3～4次后，取樣測(cè)游離酚含量，當(dāng)游離酚含量小于0.5％時(shí)，洗滌即告完畢。由洗滌器蒸發(fā)出的溶劑可進(jìn)行回收和利用。
2、洗凈后的聚芳烷基酚樹脂置于真空干燥箱中，在0.7～0.8氣壓的真空度下進(jìn)行干燥，至基本恒重后，取100份干燥后的樹脂，用200份乙醇一丙酮混合溶劑溶解成樹脂溶液。
3、在上述樹脂溶液中加入7～10份六次甲基四胺，攪拌使其溶解，然后加入導(dǎo)電性炭黑6～14份，碳化硼5～10份，玻璃纖維(或其織物)30～50份，碳纖維0.5～1.5份，進(jìn)行混合和浸漬，浸漬均勻后在真空度為0.7～0.8氣壓下，進(jìn)行真空干燥。干燥后的材料即為制得的導(dǎo)電高分子材料。
4、將制得的導(dǎo)電高分子材料，加于發(fā)熱元件的成型模具中，在170～180℃，壓強(qiáng)為300～400公斤/厘米2的條件下壓制成發(fā)熱元件。
5、壓制成的導(dǎo)電高分子材料發(fā)熱元件應(yīng)按梯步升溫的形式在120℃，160℃，200℃下分別處理1.5小時(shí)，再在250℃下處理1小時(shí)。即制得導(dǎo)電高分子材料發(fā)熱元件產(chǎn)品。
所制得的導(dǎo)電高分子材料發(fā)熱元件，其發(fā)熱表面溫度可達(dá)250～270℃，可用于制造風(fēng)扇型發(fā)熱器，能夠用作空調(diào)機(jī)的熱源，并具有在使用過程中功率衰減很小的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電高分子材料，其特征在于采用聚芳烷基酚樹脂為基體，添加劑為六次甲基四胺，導(dǎo)電性炭黑、碳纖維、玻璃纖維(或其織物)、碳化硼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電高分子材料，其特征在于基體與添加劑的配比為聚芳烷基酚100份，六次甲基四胺7-10份，導(dǎo)電性炭黑6-14份，碳纖維0.5-1.5、碳化硼5-10份，玻璃纖維(或其織物)30-50份。
3.一種上述導(dǎo)電高分子材料的制備方法，其特征在于a將聚芳烷基酚樹脂用乙醇一丙酮混合溶劑溶解后過濾除去雜質(zhì)，再將過濾出的濾液用熱水洗滌，除去低分子原料物；b將提純后的樹脂在真空干燥箱中進(jìn)行真空干燥至基本恒重后，用乙醇一丙酮混合溶劑溶解成樹脂溶液；c在樹脂溶液中加入六次甲基四胺，攪拌使之溶解，然后加入玻璃纖維(或其織物)、導(dǎo)電性炭黑、碳纖維、碳化硼，經(jīng)充分混合，浸漬后進(jìn)行真空干燥處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于溶解所用的乙醇一丙酮混合溶劑為200份，兩者比例為乙醇∶丙酮＝4在a步驟中的混合溶劑的加熱溫度為60℃左右，且在攪拌中進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于熱水洗滌的溫度為80～85℃，洗滌次數(shù)3～4次，洗滌結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為游離酚含量小于0.5％。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于真空干燥的條件為0.7～0.8氣壓的真空度。
7.一種利用上述導(dǎo)電高分子材料制備發(fā)熱元件的制備方法，其特征在于將制得的導(dǎo)電高分子材料盛于模具中在熱和壓力作用下，壓制成型，再經(jīng)后烘處理即得。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的導(dǎo)電高分子材料制備發(fā)熱元件的制備方法，其特征在于壓制成型條件溫度170～180℃，壓強(qiáng)為300～400公斤/厘米2。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的導(dǎo)電高分子材料制備發(fā)熱元件的制備方法，其特征在于后烘處理是按梯步升溫的形式在120℃，160℃，200℃下分別處理1.5小時(shí)，再在250℃下處理1小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電高分子材料及其發(fā)熱元件的制備方法，特征在于采用聚芳烷基酚樹脂為基體，添加劑為六次甲基四胺，導(dǎo)電性炭黑、碳纖維、玻璃纖維(或其織物)、碳化硼。本導(dǎo)電高分子發(fā)熱材料的特點(diǎn)1.發(fā)熱溫度及可使用的溫度高，其發(fā)熱溫度可達(dá)250～270℃下進(jìn)行工作。故本發(fā)明研制的導(dǎo)電高分子發(fā)熱材料有著更廣闊的用途。如可作為空調(diào)機(jī)加熱器的熱源，可作為成型復(fù)合材料制作的自加熱模具等。2.現(xiàn)今使用的導(dǎo)電陶瓷發(fā)熱材料其發(fā)熱溫度及可使用的溫度較高，但在使用過程中其功率衰減明顯，使用時(shí)間越長(zhǎng)，功率衰減越大。本發(fā)明研制的導(dǎo)電高分子發(fā)熱材料，在長(zhǎng)時(shí)間的使用過程中其功率衰減仍很低，故其工作的穩(wěn)定性和可靠性優(yōu)越。
文檔編號(hào)C09D5/24GK1627450SQ20031011899
公開日2005年6月15日 申請(qǐng)日期2003年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月12日
發(fā)明者李郁忠, 黃英, 鄭亞萍, 楊保利, 山海建 申請(qǐng)人:李郁忠, 楊保利