本发明属高分子复合材料领域，特别涉及一种无卤阻燃复合材料电热片的制备方法。
背景技术：
在电热材料中通过电热丝进行加热是较早及较常见的方式，由于电热丝加热温度较高，因此易氧化变脆而发生断裂，也存在电热效率较低，抗震性较差等缺点，且一般适用于加热温度要求较高的应用领域。为了克服电热丝的上述缺点，人们相继开发了高分子导电材料及高分子复合导电材料等新型导电材料，且成功应用于电热材料领域。高分子导电材料是指具有共轭双键的导电高分子，将其参杂到其他材料中从而制备出高性能的导电材料，具有较高的导电率，但这类材料成本高，加工困难，难以广泛使用。
高分子复合导电材料是将导电填料，如炭黑、石墨粉、金属粉、碳纤维及碳纳米管等添加到高分子材料中所形成的各种复合形式的材料，如导电胶、导电橡胶、导电塑料、导电涂料等，从而满足不同的应用要求。然而，作为电热材料使用时，这些材料存在耐热温度不高，电性能衰减，以及难以满足无卤阻燃的环保要求。而且，作为保护层的聚酯薄膜，也难以满足阻燃的要求。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服上述高分子复合导电材料的缺点，提供一种无卤阻燃复合材料电热片的制备方法，制备得到的电热片具有强度高，耐热温度高的特点，可在0~160℃下长期使用；电热层及保护层均满足无卤阻燃环保要求，达到ul94v-0级。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种无卤阻燃复合材料电热片的制备方法，包括以下步骤：
1）无卤阻燃树脂组合物的配制：按重量比称取40~60份苯并恶嗪树脂、30~50份含磷环氧树脂、10~30份无机阻燃剂、0.01~2份固化促进剂及60~100份溶剂，均匀混合，得到无卤阻燃树脂组合物；
2）复合材料固化绝缘片的制备：按重量比称取步骤1）配制的无卤阻燃树脂组合物100份、10~30份麦饭石粉及1~5份硅烷偶联剂，均匀混合，得到无卤阻燃绝缘胶，然后以无卤阻燃绝缘胶充分浸渍玻纤布，置于165~190℃烘箱中，烘烤2~5h，得到复合材料固化绝缘片；
3）复合材料发热体半固化片的制备：按重量比称取步骤1）配制的无卤阻燃树脂组合物100份与20~40份碳纳米管，均匀混合，得到无卤阻燃导电胶，以无卤阻燃导电胶充分浸渍两侧编有镀镍铜箔的玻纤布，并置于145~165℃烘箱中，烘烤1~3h，得到复合材料发热体半固化片；
4）无卤阻燃复合材料电热片的制备：将步骤2）制备得到的两张复合材料固化绝缘片作为上下层、步骤3）制备得到的复合材料发热体半固化片作为中间层进行组合，经过热压、固化工艺，即得到无卤阻燃复合材料电热片。
上述的苯并恶嗪树脂的结构式如下：
上述的含磷环氧树脂的磷含量为2.5~6.5%。
上述的无机阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌及碱式碳酸铝钠中的一种。
上述的固化促进剂为2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-苯基咪唑或2-乙基-4-甲基咪唑中的一种。
上述的溶剂为丙酮、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种或两种。
上述的麦饭石的粒度为100~300目。
上述的硅烷偶联剂为kh-550、kh-560、kh-570、a-151、a-171中的一种。
上述的碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。
上述的热压、固化工艺是指在温度为165~190℃，压力为30~50kgf/cm2的条件下进行固化，固化时间为1~3h。
通过上述技术路线，制备得到的复合材料电热片具有以下优点：
（1）耐热性好，使用耐热性较好的苯并恶嗪树脂作为环氧树脂的固化剂，使得发热层及绝缘保护层的耐热性较高，复合材料电热片能在0~160℃范围内长期使用。
（2）强度高，以玻璃纤维布作为发热层及绝缘保护层的增强材料，制备得到的复合材料电热片具有较高的强度。
（3）苯并恶嗪树脂中含有氮元素，含磷环氧树脂含有磷元素，两者通过固化反应后形成的固化物可有效实现氮磷的协同阻燃效果，且克服了添加型含磷阻燃剂不耐迁移的缺点，满足ul94v-0级的无卤阻燃要求。
（4）具有功能性及传热效率高，绝缘层中的具有生物活性的麦饭石粉填料及电热层中的碳纳米管，均能释放对人体有益的远红外线，从而实现了复合材料电热片的功能性，同时，提高了电热片的热传导效率，电热片升温快，受热温度均匀。
具体实施方式
以下结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的描述。
实施例1
1）无卤阻燃树脂组合物的配制：按重量比称取800g苯并恶嗪树脂、600g含磷环氧树脂(磷含量为6.5%）、600g氢氧化镁、0.2g2-甲基咪唑及1.2kg丙酮，均匀混合，得到无卤阻燃树脂组合物；
2）复合材料固化绝缘片的制备：称取步骤1）配制的无卤阻燃树脂组合物1kg、100g200目的麦饭石粉及10gkh-550，均匀混合，得到无卤阻燃绝缘胶，然后以无卤阻燃绝缘胶充分浸渍玻纤布，置于165℃烘箱中，烘烤5h，得到复合材料固化绝缘片；
3）复合材料发热体半固化片的制备：称取步骤1）配制的无卤阻燃树脂组合物1kg、200g单壁碳纳米管，均匀混合，得到无卤阻燃导电胶，以无卤阻燃导电胶充分浸渍两侧编有镀镍铜箔的玻纤布，并置于145℃烘箱中，烘烤3h，得到复合材料发热体半固化片；
4）无卤阻燃复合材料电热片的制备：将步骤2）制备得到的两张复合材料固化绝缘片作为上下层、步骤3）制备得到的复合材料发热体半固化片作为中间层进行组合，在温度165℃、压力50kgf/cm2条件下固化3h，即得到无卤阻燃复合材料电热片。
实施例2
1）无卤阻燃树脂组合物的配制：按重量比称取1kg苯并恶嗪树脂、800g含磷环氧树脂(磷含量为4.5%）、200g氢氧化铝、2g2-乙基咪唑及1.4kg丁酮，均匀混合，得到无卤阻燃树脂组合物；
2）复合材料固化绝缘片的制备：称取步骤1）配制的无卤阻燃树脂组合物1kg、200g100目的麦饭石粉及30gkh-560，均匀混合，得到无卤阻燃绝缘胶，然后以无卤阻燃绝缘胶充分浸渍玻纤布，置于180℃烘箱中，烘烤3.5h，得到复合材料固化绝缘片；
3）复合材料发热体半固化片的制备：称取步骤1）配制的无卤阻燃树脂组合物1kg、300g多壁碳纳米管，均匀混合，得到无卤阻燃导电胶，以无卤阻燃导电胶充分浸渍两侧编有镀镍铜箔的玻纤布，并置于150℃烘箱中，烘烤2.5h，得到复合材料发热体半固化片；
4）无卤阻燃复合材料电热片的制备：将步骤2）制备得到的两张复合材料固化绝缘片作为上下层、步骤3）制备得到的复合材料发热体半固化片作为中间层进行组合，在温度170℃、压力45kgf/cm2条件下固化2.5h，即得到无卤阻燃复合材料电热片。
实施例3
1）无卤阻燃树脂组合物的配制：按重量比称取1.2kg苯并恶嗪树脂、600g含磷环氧树脂(磷含量为6.0%）、200g硼酸锌、20g2-苯基咪唑及800g丙酮与800g乙酸乙酯，均匀混合，得到无卤阻燃树脂组合物；
2）复合材料固化绝缘片的制备：称取步骤1）配制的无卤阻燃树脂组合物1kg、250g300目的麦饭石粉及40gkh-570，均匀混合，得到无卤阻燃绝缘胶，然后以无卤阻燃绝缘胶充分浸渍玻纤布，置于185℃烘箱中，烘烤3h，得到复合材料固化绝缘片；
3）复合材料发热体半固化片的制备：称取步骤1）配制的无卤阻燃树脂组合物1kg、400g单壁碳纳米管，均匀混合，得到无卤阻燃导电胶，以无卤阻燃导电胶充分浸渍两侧编有镀镍铜箔的玻纤布，并置于160℃烘箱中，烘烤1.5h，得到复合材料发热体半固化片；
4）无卤阻燃复合材料电热片的制备：将步骤2）制备得到的两张复合材料固化绝缘片作为上下层、步骤3）制备得到的复合材料发热体半固化片作为中间层进行组合，在温度180℃、压力35kgf/cm2条件下固化1.5h，即得到无卤阻燃复合材料电热片。
实施例4
1）无卤阻燃树脂组合物的配制：按重量比称取1.1kg苯并恶嗪树脂、700g含磷环氧树脂(磷含量为4.0%）、200g碱式碳酸铝钠、30g2-乙基-4甲基咪唑及1kg甲苯与800g丙酮，均匀混合，得到无卤阻燃树脂组合物；
2）复合材料固化绝缘片的制备：称取步骤1）配制的无卤阻燃树脂组合物1kg、250g250目的麦饭石粉及45ga-151，均匀混合，得到无卤阻燃绝缘胶，然后以无卤阻燃绝缘胶充分浸渍玻纤布，置于190℃烘箱中，烘烤2h，得到复合材料固化绝缘片；
3）复合材料发热体半固化片的制备：称取步骤1）配制的无卤阻燃树脂组合物1kg、350g多壁碳纳米管，均匀混合，得到无卤阻燃导电胶，以无卤阻燃导电胶充分浸渍两侧编有镀镍铜箔的玻纤布，并置于165℃烘箱中，烘烤1h，得到复合材料发热体半固化片；
4）无卤阻燃复合材料电热片的制备：将步骤2）制备得到的两张复合材料固化绝缘片作为上下层、步骤3）制备得到的复合材料发热体半固化片作为中间层进行组合，在温度185℃、压力30kgf/cm2条件下固化2h，即得到无卤阻燃复合材料电热片。
实施例5
1）无卤阻燃树脂组合物的配制：按重量比称取900g苯并恶嗪树脂、800g含磷环氧树脂(磷含量为3.5%）、300g氢氧化镁、40g2-苯基咪唑及1kg丁酮与1kg二甲苯，均匀混合，得到无卤阻燃树脂组合物；
2）复合材料固化绝缘片的制备：称取步骤1）配制的无卤阻燃树脂组合物1kg、300g150目的麦饭石粉及50ga-171，均匀混合，得到无卤阻燃绝缘胶，然后以无卤阻燃绝缘胶充分浸渍玻纤布，置于170℃烘箱中，烘烤4.5h，得到复合材料固化绝缘片；
3）复合材料发热体半固化片的制备：称取步骤1）配制的无卤阻燃树脂组合物1kg、400g多壁碳纳米管，均匀混合，得到无卤阻燃导电胶，以无卤阻燃导电胶充分浸渍两侧编有镀镍铜箔的玻纤布，并置于160℃烘箱中，烘烤2.5h，得到复合材料发热体半固化片；
4）无卤阻燃复合材料电热片的制备：将步骤2）制备得到的两张复合材料固化绝缘片作为上下层、步骤3）制备得到的复合材料发热体半固化片作为中间层进行组合，在温度175℃、压力35kgf/cm2条件下固化2.5h，即得到无卤阻燃复合材料电热片。
实施例6
1）无卤阻燃树脂组合物的配制：按重量比称取800g苯并恶嗪树脂、1kg含磷环氧树脂(磷含量为2.5%）、200g硼酸锌、6g2-甲基咪唑及1.6kg丁酮与1kg二甲苯，均匀混合，得到无卤阻燃树脂组合物；
2）复合材料固化绝缘片的制备：称取步骤1）配制的无卤阻燃树脂组合物1kg、250g100目的麦饭石粉及15gkh-550，均匀混合，得到无卤阻燃绝缘胶，然后以无卤阻燃绝缘胶充分浸渍玻纤布，置于175℃烘箱中，烘烤4h，得到复合材料固化绝缘片；
3）复合材料发热体半固化片的制备：称取步骤1）配制的无卤阻燃树脂组合物1kg、250g单壁碳纳米管，均匀混合，得到无卤阻燃导电胶，以无卤阻燃导电胶充分浸渍两侧编有镀镍铜箔的玻纤布，并置于145℃烘箱中，烘烤3h，得到复合材料发热体半固化片；
4）无卤阻燃复合材料电热片的制备：将步骤2）制备得到的两张复合材料固化绝缘片作为上下层、步骤3）制备得到的复合材料发热体半固化片作为中间层进行组合，在温度190℃、压力30kgf/cm2条件下固化1h，即得到无卤阻燃复合材料电热片。
实施例7
1）无卤阻燃树脂组合物的配制：按重量比称取800g苯并恶嗪树脂、700g含磷环氧树脂(磷含量为3.5%）、500g氢氧化铝、0.6g2-乙基-4-甲基咪唑及1.4kgn,n-二甲基甲酰胺均匀混合，得到无卤阻燃树脂组合物；
2）复合材料固化绝缘片的制备：称取步骤1）配制的无卤阻燃树脂组合物1kg、150g200目的麦饭石粉及25gkh-560，均匀混合，得到无卤阻燃绝缘胶，然后以无卤阻燃绝缘胶充分浸渍玻纤布，置于180℃烘箱中，烘烤4h，得到复合材料固化绝缘片；
3）复合材料发热体半固化片的制备：称取步骤1）配制的无卤阻燃树脂组合物1kg、300g单壁碳纳米管，均匀混合，得到无卤阻燃导电胶，以无卤阻燃导电胶充分浸渍两侧编有镀镍铜箔的玻纤布，并置于155℃烘箱中，烘烤1.5h，得到复合材料发热体半固化片；
4）无卤阻燃复合材料电热片的制备：将步骤2）制备得到的两张复合材料固化绝缘片作为上下层、步骤3）制备得到的复合材料发热体半固化片作为中间层进行组合，在温度165℃、压力45kgf/cm2条件下固化2.5h，即得到无卤阻燃复合材料电热片。
实施例8
1）无卤阻燃树脂组合物的配制：按重量比称取800g苯并恶嗪树脂、800g含磷环氧树脂(磷含量为4.5%）、400g氢氧化镁、15g2-乙基咪唑及600g乙酸乙酯与600gn,n-二甲基甲酰胺，均匀混合，得到无卤阻燃树脂组合物；
2）复合材料固化绝缘片的制备：称取步骤1）配制的无卤阻燃树脂组合物1kg、250g100目的麦饭石粉及35ga-151，均匀混合，得到无卤阻燃绝缘胶，然后以无卤阻燃绝缘胶充分浸渍玻纤布，置于180℃烘箱中，烘烤4h，得到复合材料固化绝缘片；
3）复合材料发热体半固化片的制备：称取步骤1）配制的无卤阻燃树脂组合物1kg、400g多壁碳纳米管，均匀混合，得到无卤阻燃导电胶，以无卤阻燃导电胶充分浸渍两侧编有镀镍铜箔的玻纤布，并置于150℃烘箱中，烘烤1.5h，得到复合材料发热体半固化片；
4）无卤阻燃复合材料电热片的制备：将步骤2）制备得到的两张复合材料固化绝缘片作为上下层、步骤3）制备得到的复合材料发热体半固化片作为中间层进行组合，在温度185℃、压力40kgf/cm2条件下固化2.5h，即得到无卤阻燃复合材料电热片。