專利名稱：聚四氟乙烯電熱材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合電熱材料的制備方法，特別涉及一種由懸浮聚四氟乙烯樹(shù)脂為基材，添加導(dǎo)電碳黑和石墨等導(dǎo)電材料制得的經(jīng)通電后可以發(fā)生熱量的聚四氟乙烯電熱材料的制備方法。
背景技術(shù)：
聚四氟乙烯(PTFE)合成分為懸浮聚合和分散聚合，具體聚合方法的選擇取決于制品的用途和成型工藝。懸浮聚合的PTFE樹(shù)脂一般用于模壓制品，填料制品的混合采用干法混合。分散聚合的PTFE分散液，用于噴涂、流延、浸漬及濕法混合填料制品。目前市場(chǎng)上生產(chǎn)的聚四氟乙烯電熱材料，采用分散聚合的分散液制作而成。其制備方法為PTFE分散液、導(dǎo)電碳黑、石墨等導(dǎo)電材料放入恒溫反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行濕法混合，合成填充PTFE樹(shù)脂，在此工藝過(guò)程中必須控制好合成溫度和攪拌速度，否則會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，然后將填充PTFE樹(shù)脂進(jìn)行干燥，干燥后加入溶劑油混合成糊狀，在一定的溫度下存放數(shù)十小時(shí)，待溶劑油充分滲透后，進(jìn)行預(yù)成型制成“粗坯”，將“粗坯”放入推壓機(jī)成型至圓條狀，然后在恒溫壓延機(jī)中制成帶狀，等溶劑油在空氣中揮發(fā)盡后，進(jìn)行燒結(jié)成PTFE電熱帶。該制備方法工藝復(fù)雜，工藝流程中溫度控制要求較高，生產(chǎn)設(shè)備投入大，生產(chǎn)量小，溶劑油揮發(fā)到空氣中會(huì)造成環(huán)境污染，容易產(chǎn)生制品質(zhì)量的不穩(wěn)定，產(chǎn)品形狀單一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是在保證PTFE電熱材料具有柔軟、耐折疊、耐腐蝕、發(fā)熱快、發(fā)熱均勻、節(jié)能的條件下，提供一種工藝簡(jiǎn)單且無(wú)污染的PTFE電熱材料制備工藝。可得到各種形狀的PTFE電熱材料。本發(fā)明的技術(shù)方案是聚四氟乙烯電熱材料的制備方法，在聚四氟乙烯中添加導(dǎo)電碳黑、石墨導(dǎo)電材料，其特征是以懸浮聚四氟乙烯樹(shù)脂為基材，在其中添加粉末顆粒狀導(dǎo)電碳黑、石墨導(dǎo)電材料，經(jīng)混和器進(jìn)行干法混合，直接將混合料加入模具，放入壓機(jī)預(yù)壓成型制成毛坯，然后將毛坯放入燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，冷卻后可利用車(chē)床加工成各種幾何形狀的聚四氟乙烯電熱材料。三種原料的重量配比為懸浮聚四氟乙烯樹(shù)脂70-90份，炭黑1-10份，石墨5-20份，預(yù)成型的壓強(qiáng)控制在20-60MPa/cm2，燒結(jié)溫度控制在340℃-390℃。本發(fā)明的有益效果是制備工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)設(shè)備投入少，產(chǎn)量大，無(wú)污染。產(chǎn)品的質(zhì)量和性能穩(wěn)定。獲得的聚四氟乙烯電熱材料既保持了聚四氟乙烯優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，又可作為優(yōu)良的發(fā)熱體，而且發(fā)熱效率高于一般傳統(tǒng)的電熱材料，可根據(jù)用戶的需要加工成帶狀、片狀、棒狀、塊狀的電熱材料，并可利用其制造超薄型節(jié)能電熱毯、電熱服裝、電熱座墊、玻璃驅(qū)霧鏡、電熱杯、電熱容器等電熱產(chǎn)品。分散法制備的聚四氟乙烯電熱材料和懸浮法制備的聚四氟乙烯電熱材料性能對(duì)比見(jiàn)表一

由以上數(shù)據(jù)可以說(shuō)明，在體積電阻率相當(dāng)時(shí)，懸浮法制備的聚四氟乙烯電熱材料的拉伸強(qiáng)度達(dá)到和超過(guò)分散法制備的聚四氟乙烯電熱材料，在體積電阻率較小時(shí)，懸浮法制備的聚四氟乙烯電熱材料達(dá)到工程塑料應(yīng)用強(qiáng)度的要求。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1在85公斤懸浮聚四氟乙烯樹(shù)脂中，添加粉末顆粒狀炭黑5公斤和石墨10公斤，加入混合器內(nèi)充分混和均勻，把混合料加入圓柱形模具內(nèi)模壓成型，成型壓強(qiáng)為35MPa/cm2，出模后放入燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，燒結(jié)溫度為370℃，冷卻后出爐，經(jīng)車(chē)床加工成帶狀。測(cè)得的體積電阻率為1.5Ω.cm。將上述制得的PTFE電熱帶按床的尺寸裁剪成所需長(zhǎng)度，按額定功率進(jìn)行串并聯(lián)，接上電源即可得到柔軟、舒適、節(jié)能、薄型耐折疊的電熱毯。用此方法還可制作電熱服裝、電熱座墊、玻璃驅(qū)霧鏡等產(chǎn)品。
實(shí)施例2在75公斤懸浮聚四氟乙烯樹(shù)脂中，添加粉末顆粒狀炭黑9公斤和石墨16公斤，加入混合器內(nèi)充分混和均勻，把混合料加入圓柱形模具內(nèi)模壓成型，成型壓強(qiáng)為45MPa/cm2，出模后放入燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，燒結(jié)溫度為350℃，冷卻后出爐，經(jīng)車(chē)床加工成片狀。將制得的PTFE片按電熱杯的尺寸和額定功率，設(shè)計(jì)相應(yīng)的電阻值，并將其放入電熱杯底部，接上電源，即可得到各種形狀的保溫電熱杯。
實(shí)施例3在90公斤懸浮聚四氟乙烯樹(shù)脂中，添加粉末顆粒狀炭黑3公斤和石墨7公斤，加入混合器內(nèi)充分混和均勻，把混合料加入圓柱形模具內(nèi)模壓成型，成型壓強(qiáng)為50MPa/cm2，出模后放入燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，燒結(jié)溫度為380℃，冷卻后出爐，經(jīng)車(chē)床加工成棒狀。將制得的PTFE棒按電熱容器的尺寸和額定功率，設(shè)計(jì)相應(yīng)的電阻值，并將其放入電熱容器內(nèi)，接上電源，即可得到耐腐蝕的電熱棒。
權(quán)利要求
1.聚四氟乙烯電熱材料的制備方法，在聚四氟乙烯中添加導(dǎo)電碳黑、石墨導(dǎo)電材料，其特征是制備工藝包括以下步驟a、以懸浮聚四氟乙烯樹(shù)脂為基材，在其中添加粉末顆粒狀導(dǎo)電碳黑、石墨導(dǎo)電材料，經(jīng)混和器進(jìn)行干法混合，b、直接將混合料加入模具，放入壓機(jī)預(yù)壓成型制成毛坯，c、然后將毛坯放入燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，d、冷卻后可利用車(chē)床加工成各種幾何形狀的聚四氟乙烯電熱材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚四氟乙烯電熱材料的制備方法，其特征是三種原料的重量配比為懸浮聚四氟乙烯樹(shù)脂70-90份，炭黑1-10份，石墨5-20份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚四氟乙烯電熱材料的制備方法，其特征是預(yù)成型的壓強(qiáng)控制在20-60MPa/cm2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚四氟乙烯電熱材料的制備方法，其特征是燒結(jié)溫度控制在340℃-390℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合電熱材料的制備方法，特別涉及一種聚四氟乙烯電熱材料的制備方法。解決了已有分散法制備聚四氟乙烯電熱材料的工藝復(fù)雜、設(shè)備投入大，會(huì)造成環(huán)境污染的缺陷。其技術(shù)解決方案為聚四氟乙烯電熱材料的制備方法，在聚四氟乙烯中添加導(dǎo)電炭黑、石墨導(dǎo)電材料，其特征是以懸浮聚四氟乙烯樹(shù)脂為基材，在其中添加粉末顆粒狀導(dǎo)電炭黑、石墨導(dǎo)電材料，經(jīng)混和器進(jìn)行干法混合，直接將混合料加入模具，放入壓機(jī)預(yù)壓成型制成毛坯，然后將毛坯放入燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，冷卻后可利用車(chē)床加工成各種幾何形狀的聚四氟乙烯電熱材料。利用其制造超薄型節(jié)能電熱毯、電熱服裝、電熱座墊、玻璃驅(qū)霧鏡、電熱杯、電熱容器等電熱產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C08L27/00GK1515620SQ0311483
公開(kāi)日2004年7月28日 申請(qǐng)日期2003年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月10日
發(fā)明者侯毅, 侯 毅 申請(qǐng)人:侯毅, 侯 毅