本發(fā)明屬高分子復(fù)合材料領(lǐng)域，特別涉及一種無鹵阻燃復(fù)合材料電熱片的制備方法。
背景技術(shù)：
在電熱材料中通過電熱絲進(jìn)行加熱是較早及較常見的方式，由于電熱絲加熱溫度較高，因此易氧化變脆而發(fā)生斷裂，也存在電熱效率較低，抗震性較差等缺點(diǎn)，且一般適用于加熱溫度要求較高的應(yīng)用領(lǐng)域。為了克服電熱絲的上述缺點(diǎn)，人們相繼開發(fā)了高分子導(dǎo)電材料及高分子復(fù)合導(dǎo)電材料等新型導(dǎo)電材料，且成功應(yīng)用于電熱材料領(lǐng)域。高分子導(dǎo)電材料是指具有共軛雙鍵的導(dǎo)電高分子，將其參雜到其他材料中從而制備出高性能的導(dǎo)電材料，具有較高的導(dǎo)電率，但這類材料成本高，加工困難，難以廣泛使用。
高分子復(fù)合導(dǎo)電材料是將導(dǎo)電填料，如炭黑、石墨粉、金屬粉、碳纖維及碳納米管等添加到高分子材料中所形成的各種復(fù)合形式的材料，如導(dǎo)電膠、導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電涂料等，從而滿足不同的應(yīng)用要求。然而，作為電熱材料使用時(shí)，這些材料存在耐熱溫度不高，電性能衰減，以及難以滿足無鹵阻燃的環(huán)保要求。而且，作為保護(hù)層的聚酯薄膜，也難以滿足阻燃的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了克服上述高分子復(fù)合導(dǎo)電材料的缺點(diǎn)，提供一種無鹵阻燃復(fù)合材料電熱片的制備方法，制備得到的電熱片具有強(qiáng)度高，耐熱溫度高的特點(diǎn)，可在0~160℃下長期使用；電熱層及保護(hù)層均滿足無鹵阻燃環(huán)保要求，達(dá)到ul94v-0級。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種無鹵阻燃復(fù)合材料電熱片的制備方法，包括以下步驟：
1）無鹵阻燃樹脂組合物的配制：按重量比稱取40~60份苯并惡嗪樹脂、30~50份含磷環(huán)氧樹脂、10~30份無機(jī)阻燃劑、0.01~2份固化促進(jìn)劑及60~100份溶劑，均勻混合，得到無鹵阻燃樹脂組合物；
2）復(fù)合材料固化絕緣片的制備：按重量比稱取步驟1）配制的無鹵阻燃樹脂組合物100份、10~30份麥飯石粉及1~5份硅烷偶聯(lián)劑，均勻混合，得到無鹵阻燃絕緣膠，然后以無鹵阻燃絕緣膠充分浸漬玻纖布，置于165~190℃烘箱中，烘烤2~5h，得到復(fù)合材料固化絕緣片；
3）復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片的制備：按重量比稱取步驟1）配制的無鹵阻燃樹脂組合物100份與20~40份碳納米管，均勻混合，得到無鹵阻燃導(dǎo)電膠，以無鹵阻燃導(dǎo)電膠充分浸漬兩側(cè)編有鍍鎳銅箔的玻纖布，并置于145~165℃烘箱中，烘烤1~3h，得到復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片；
4）無鹵阻燃復(fù)合材料電熱片的制備：將步驟2）制備得到的兩張復(fù)合材料固化絕緣片作為上下層、步驟3）制備得到的復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片作為中間層進(jìn)行組合，經(jīng)過熱壓、固化工藝，即得到無鹵阻燃復(fù)合材料電熱片。
上述的苯并惡嗪樹脂的結(jié)構(gòu)式如下：
上述的含磷環(huán)氧樹脂的磷含量為2.5~6.5%。
上述的無機(jī)阻燃劑為氫氧化鎂、氫氧化鋁、硼酸鋅及堿式碳酸鋁鈉中的一種。
上述的固化促進(jìn)劑為2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-苯基咪唑或2-乙基-4-甲基咪唑中的一種。
上述的溶劑為丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、n,n-二甲基甲酰胺中的一種或兩種。
上述的麥飯石的粒度為100~300目。
上述的硅烷偶聯(lián)劑為kh-550、kh-560、kh-570、a-151、a-171中的一種。
上述的碳納米管為單壁碳納米管或多壁碳納米管。
上述的熱壓、固化工藝是指在溫度為165~190℃，壓力為30~50kgf/cm2的條件下進(jìn)行固化，固化時(shí)間為1~3h。
通過上述技術(shù)路線，制備得到的復(fù)合材料電熱片具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）耐熱性好，使用耐熱性較好的苯并惡嗪樹脂作為環(huán)氧樹脂的固化劑，使得發(fā)熱層及絕緣保護(hù)層的耐熱性較高，復(fù)合材料電熱片能在0~160℃范圍內(nèi)長期使用。
（2）強(qiáng)度高，以玻璃纖維布作為發(fā)熱層及絕緣保護(hù)層的增強(qiáng)材料，制備得到的復(fù)合材料電熱片具有較高的強(qiáng)度。
（3）苯并惡嗪樹脂中含有氮元素，含磷環(huán)氧樹脂含有磷元素，兩者通過固化反應(yīng)后形成的固化物可有效實(shí)現(xiàn)氮磷的協(xié)同阻燃效果，且克服了添加型含磷阻燃劑不耐遷移的缺點(diǎn)，滿足ul94v-0級的無鹵阻燃要求。
（4）具有功能性及傳熱效率高，絕緣層中的具有生物活性的麥飯石粉填料及電熱層中的碳納米管，均能釋放對人體有益的遠(yuǎn)紅外線，從而實(shí)現(xiàn)了復(fù)合材料電熱片的功能性，同時(shí)，提高了電熱片的熱傳導(dǎo)效率，電熱片升溫快，受熱溫度均勻。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施方式，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述。
實(shí)施例1
1）無鹵阻燃樹脂組合物的配制：按重量比稱取800g苯并惡嗪樹脂、600g含磷環(huán)氧樹脂(磷含量為6.5%）、600g氫氧化鎂、0.2g2-甲基咪唑及1.2kg丙酮，均勻混合，得到無鹵阻燃樹脂組合物；
2）復(fù)合材料固化絕緣片的制備：稱取步驟1）配制的無鹵阻燃樹脂組合物1kg、100g200目的麥飯石粉及10gkh-550，均勻混合，得到無鹵阻燃絕緣膠，然后以無鹵阻燃絕緣膠充分浸漬玻纖布，置于165℃烘箱中，烘烤5h，得到復(fù)合材料固化絕緣片；
3）復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片的制備：稱取步驟1）配制的無鹵阻燃樹脂組合物1kg、200g單壁碳納米管，均勻混合，得到無鹵阻燃導(dǎo)電膠，以無鹵阻燃導(dǎo)電膠充分浸漬兩側(cè)編有鍍鎳銅箔的玻纖布，并置于145℃烘箱中，烘烤3h，得到復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片；
4）無鹵阻燃復(fù)合材料電熱片的制備：將步驟2）制備得到的兩張復(fù)合材料固化絕緣片作為上下層、步驟3）制備得到的復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片作為中間層進(jìn)行組合，在溫度165℃、壓力50kgf/cm2條件下固化3h，即得到無鹵阻燃復(fù)合材料電熱片。
實(shí)施例2
1）無鹵阻燃樹脂組合物的配制：按重量比稱取1kg苯并惡嗪樹脂、800g含磷環(huán)氧樹脂(磷含量為4.5%）、200g氫氧化鋁、2g2-乙基咪唑及1.4kg丁酮，均勻混合，得到無鹵阻燃樹脂組合物；
2）復(fù)合材料固化絕緣片的制備：稱取步驟1）配制的無鹵阻燃樹脂組合物1kg、200g100目的麥飯石粉及30gkh-560，均勻混合，得到無鹵阻燃絕緣膠，然后以無鹵阻燃絕緣膠充分浸漬玻纖布，置于180℃烘箱中，烘烤3.5h，得到復(fù)合材料固化絕緣片；
3）復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片的制備：稱取步驟1）配制的無鹵阻燃樹脂組合物1kg、300g多壁碳納米管，均勻混合，得到無鹵阻燃導(dǎo)電膠，以無鹵阻燃導(dǎo)電膠充分浸漬兩側(cè)編有鍍鎳銅箔的玻纖布，并置于150℃烘箱中，烘烤2.5h，得到復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片；
4）無鹵阻燃復(fù)合材料電熱片的制備：將步驟2）制備得到的兩張復(fù)合材料固化絕緣片作為上下層、步驟3）制備得到的復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片作為中間層進(jìn)行組合，在溫度170℃、壓力45kgf/cm2條件下固化2.5h，即得到無鹵阻燃復(fù)合材料電熱片。
實(shí)施例3
1）無鹵阻燃樹脂組合物的配制：按重量比稱取1.2kg苯并惡嗪樹脂、600g含磷環(huán)氧樹脂(磷含量為6.0%）、200g硼酸鋅、20g2-苯基咪唑及800g丙酮與800g乙酸乙酯，均勻混合，得到無鹵阻燃樹脂組合物；
2）復(fù)合材料固化絕緣片的制備：稱取步驟1）配制的無鹵阻燃樹脂組合物1kg、250g300目的麥飯石粉及40gkh-570，均勻混合，得到無鹵阻燃絕緣膠，然后以無鹵阻燃絕緣膠充分浸漬玻纖布，置于185℃烘箱中，烘烤3h，得到復(fù)合材料固化絕緣片；
3）復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片的制備：稱取步驟1）配制的無鹵阻燃樹脂組合物1kg、400g單壁碳納米管，均勻混合，得到無鹵阻燃導(dǎo)電膠，以無鹵阻燃導(dǎo)電膠充分浸漬兩側(cè)編有鍍鎳銅箔的玻纖布，并置于160℃烘箱中，烘烤1.5h，得到復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片；
4）無鹵阻燃復(fù)合材料電熱片的制備：將步驟2）制備得到的兩張復(fù)合材料固化絕緣片作為上下層、步驟3）制備得到的復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片作為中間層進(jìn)行組合，在溫度180℃、壓力35kgf/cm2條件下固化1.5h，即得到無鹵阻燃復(fù)合材料電熱片。
實(shí)施例4
1）無鹵阻燃樹脂組合物的配制：按重量比稱取1.1kg苯并惡嗪樹脂、700g含磷環(huán)氧樹脂(磷含量為4.0%）、200g堿式碳酸鋁鈉、30g2-乙基-4甲基咪唑及1kg甲苯與800g丙酮，均勻混合，得到無鹵阻燃樹脂組合物；
2）復(fù)合材料固化絕緣片的制備：稱取步驟1）配制的無鹵阻燃樹脂組合物1kg、250g250目的麥飯石粉及45ga-151，均勻混合，得到無鹵阻燃絕緣膠，然后以無鹵阻燃絕緣膠充分浸漬玻纖布，置于190℃烘箱中，烘烤2h，得到復(fù)合材料固化絕緣片；
3）復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片的制備：稱取步驟1）配制的無鹵阻燃樹脂組合物1kg、350g多壁碳納米管，均勻混合，得到無鹵阻燃導(dǎo)電膠，以無鹵阻燃導(dǎo)電膠充分浸漬兩側(cè)編有鍍鎳銅箔的玻纖布，并置于165℃烘箱中，烘烤1h，得到復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片；
4）無鹵阻燃復(fù)合材料電熱片的制備：將步驟2）制備得到的兩張復(fù)合材料固化絕緣片作為上下層、步驟3）制備得到的復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片作為中間層進(jìn)行組合，在溫度185℃、壓力30kgf/cm2條件下固化2h，即得到無鹵阻燃復(fù)合材料電熱片。
實(shí)施例5
1）無鹵阻燃樹脂組合物的配制：按重量比稱取900g苯并惡嗪樹脂、800g含磷環(huán)氧樹脂(磷含量為3.5%）、300g氫氧化鎂、40g2-苯基咪唑及1kg丁酮與1kg二甲苯，均勻混合，得到無鹵阻燃樹脂組合物；
2）復(fù)合材料固化絕緣片的制備：稱取步驟1）配制的無鹵阻燃樹脂組合物1kg、300g150目的麥飯石粉及50ga-171，均勻混合，得到無鹵阻燃絕緣膠，然后以無鹵阻燃絕緣膠充分浸漬玻纖布，置于170℃烘箱中，烘烤4.5h，得到復(fù)合材料固化絕緣片；
3）復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片的制備：稱取步驟1）配制的無鹵阻燃樹脂組合物1kg、400g多壁碳納米管，均勻混合，得到無鹵阻燃導(dǎo)電膠，以無鹵阻燃導(dǎo)電膠充分浸漬兩側(cè)編有鍍鎳銅箔的玻纖布，并置于160℃烘箱中，烘烤2.5h，得到復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片；
4）無鹵阻燃復(fù)合材料電熱片的制備：將步驟2）制備得到的兩張復(fù)合材料固化絕緣片作為上下層、步驟3）制備得到的復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片作為中間層進(jìn)行組合，在溫度175℃、壓力35kgf/cm2條件下固化2.5h，即得到無鹵阻燃復(fù)合材料電熱片。
實(shí)施例6
1）無鹵阻燃樹脂組合物的配制：按重量比稱取800g苯并惡嗪樹脂、1kg含磷環(huán)氧樹脂(磷含量為2.5%）、200g硼酸鋅、6g2-甲基咪唑及1.6kg丁酮與1kg二甲苯，均勻混合，得到無鹵阻燃樹脂組合物；
2）復(fù)合材料固化絕緣片的制備：稱取步驟1）配制的無鹵阻燃樹脂組合物1kg、250g100目的麥飯石粉及15gkh-550，均勻混合，得到無鹵阻燃絕緣膠，然后以無鹵阻燃絕緣膠充分浸漬玻纖布，置于175℃烘箱中，烘烤4h，得到復(fù)合材料固化絕緣片；
3）復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片的制備：稱取步驟1）配制的無鹵阻燃樹脂組合物1kg、250g單壁碳納米管，均勻混合，得到無鹵阻燃導(dǎo)電膠，以無鹵阻燃導(dǎo)電膠充分浸漬兩側(cè)編有鍍鎳銅箔的玻纖布，并置于145℃烘箱中，烘烤3h，得到復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片；
4）無鹵阻燃復(fù)合材料電熱片的制備：將步驟2）制備得到的兩張復(fù)合材料固化絕緣片作為上下層、步驟3）制備得到的復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片作為中間層進(jìn)行組合，在溫度190℃、壓力30kgf/cm2條件下固化1h，即得到無鹵阻燃復(fù)合材料電熱片。
實(shí)施例7
1）無鹵阻燃樹脂組合物的配制：按重量比稱取800g苯并惡嗪樹脂、700g含磷環(huán)氧樹脂(磷含量為3.5%）、500g氫氧化鋁、0.6g2-乙基-4-甲基咪唑及1.4kgn,n-二甲基甲酰胺均勻混合，得到無鹵阻燃樹脂組合物；
2）復(fù)合材料固化絕緣片的制備：稱取步驟1）配制的無鹵阻燃樹脂組合物1kg、150g200目的麥飯石粉及25gkh-560，均勻混合，得到無鹵阻燃絕緣膠，然后以無鹵阻燃絕緣膠充分浸漬玻纖布，置于180℃烘箱中，烘烤4h，得到復(fù)合材料固化絕緣片；
3）復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片的制備：稱取步驟1）配制的無鹵阻燃樹脂組合物1kg、300g單壁碳納米管，均勻混合，得到無鹵阻燃導(dǎo)電膠，以無鹵阻燃導(dǎo)電膠充分浸漬兩側(cè)編有鍍鎳銅箔的玻纖布，并置于155℃烘箱中，烘烤1.5h，得到復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片；
4）無鹵阻燃復(fù)合材料電熱片的制備：將步驟2）制備得到的兩張復(fù)合材料固化絕緣片作為上下層、步驟3）制備得到的復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片作為中間層進(jìn)行組合，在溫度165℃、壓力45kgf/cm2條件下固化2.5h，即得到無鹵阻燃復(fù)合材料電熱片。
實(shí)施例8
1）無鹵阻燃樹脂組合物的配制：按重量比稱取800g苯并惡嗪樹脂、800g含磷環(huán)氧樹脂(磷含量為4.5%）、400g氫氧化鎂、15g2-乙基咪唑及600g乙酸乙酯與600gn,n-二甲基甲酰胺，均勻混合，得到無鹵阻燃樹脂組合物；
2）復(fù)合材料固化絕緣片的制備：稱取步驟1）配制的無鹵阻燃樹脂組合物1kg、250g100目的麥飯石粉及35ga-151，均勻混合，得到無鹵阻燃絕緣膠，然后以無鹵阻燃絕緣膠充分浸漬玻纖布，置于180℃烘箱中，烘烤4h，得到復(fù)合材料固化絕緣片；
3）復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片的制備：稱取步驟1）配制的無鹵阻燃樹脂組合物1kg、400g多壁碳納米管，均勻混合，得到無鹵阻燃導(dǎo)電膠，以無鹵阻燃導(dǎo)電膠充分浸漬兩側(cè)編有鍍鎳銅箔的玻纖布，并置于150℃烘箱中，烘烤1.5h，得到復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片；
4）無鹵阻燃復(fù)合材料電熱片的制備：將步驟2）制備得到的兩張復(fù)合材料固化絕緣片作為上下層、步驟3）制備得到的復(fù)合材料發(fā)熱體半固化片作為中間層進(jìn)行組合，在溫度185℃、壓力40kgf/cm2條件下固化2.5h，即得到無鹵阻燃復(fù)合材料電熱片。