一种低启动电流自限温伴热带及其制造装置和制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电线电缆制造技术领域，主要涉及一种低启动电流的自限温伴热带及其制造方法和制造设备。
【背景技术】
[0002]自限温伴热带在工业和民用上用于抗凝、防冻，太阳能热水器上普遍采用自限温伴热带用于冬季热水管防冻。在我国北方冬季温度普遍低于摄氏o°c以下，甚至达到摄氏零下30?40°C。自限温伴热带是有正温度系数特性的产品，这就造成了低温启动电流成倍变大。一般启动标称值是在10°C下的模拟管道上测定，与稳态电流的比值在3?5倍之间。而在零下40°C启动启动电流比要达到6?10倍。启动电流大，会造成金属导体与PTC发热体的接触界面破坏造成打火，是造成火灾事故的重要原因；启动电流大，会造成启动功率成倍增加，会大幅度降低伴热带的最大使用长度。再有就是由于聚烯烃材料经辐照加工后的记忆效应使在热态工作下绝缘层回缩造成漏电短路，造成安全隐患。
【发明内容】
[0003]发明目的:本发明提供了一种低启动电流的自限温伴热带及其制造工艺和制造设备。其目的在于解决现有技术中的正温度系数伴热带启动时电阻变小而起动电流变大的缺陷，遏制了伴热带起动时的冲击电流，在低温启动时使启动电流小于10°C时标称值。使启动电流不但不升反而可以下降，使伴热带可以实现软起动，大幅度提高了伴热带的使用长度。
[0004]技术方案:
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种低启动电流自限温伴热带，该伴热带包括两根平行设置的输电金属导电电极，两根金属导电电极与发热体构成并联回路，其特征在于:所述金属导电电极与所述发热体之间有负温度系数的过渡层，所述负温度系数的过渡层的厚度为0.1?0.5_，所述负温度系数的过渡层由配方1或配方2中的成分重量份数比组成:
配方1:
高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯100份:金属氧化物Mn-FeO-CuO-N1四元素体系30?35份:三烯丙基异氰脲酸酯0.6?0.8份:(3.5- 二叔丁基_4_羟基苯基)丙酸十八碳醇酯0.3?0.5份:硫代二丙酸双十二烷酯0.2?0.5份:三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.6?1.0份:N-水杨酰胺基邻苯二酰亚胺0.1份；硬脂酸锌0.3份；其中金属氧化物Mn-FeO-CuO-N1四元素体系的成分重量份数比为Μη 35:Cu0 33:Ni0 20:Fe0 12 ；
配方2:
低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯100份:金属氧化物Μη-CuO-N1三元素体系30?35份:三烯丙基异氰脲酸酯0.6?0.8份:(3.5- 二叔丁基_4_羟基苯基)丙酸十八碳醇酯
0.3?0.5份:硫代二丙酸双十二烷酯0.2?0.5份:三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.6?
1.0份:N-水杨酰胺基邻苯二酰亚胺0.1份:硬脂酸锌0.3份；其中金属氧化物Mn-Cu0-Ni0三元素体系的成分重量份数比为Μη 40:CuO 35:N1 25。
[0005]所述的低启动电流自限温伴热带，其特征在于:所述树脂导体层由以下重量份数比的成分组成:高密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯或热塑弹性体Ρ0Ε 100份:乙炔炭黑40?60份:四[β- (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.3?0.5份:三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.6?1.0份:三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.6?1.0份:Ν-水杨酰胺基邻苯二酰亚胺0.1份:氧化锌Ζη05份。
[0006]所述的低启动电流自限温伴热带，其特征在于:所述发热体由以下重量份数比的成分组成:
线性低密度聚乙烯或低密度聚乙烯或热塑弹性体Ρ0Ε 100份；乙炔炭黑18?22份；四[β- (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.3?0.5份；三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.6?1份；三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.6?1.0份；Ν-水杨酰胺基邻苯二酰亚胺0.1份；氧化锌ΖηΟ 5份。
[0007]所述的低启动电流自限温伴热带，其特征在于:所述金属导电电极外包裹有树脂导体层；所述树脂导体层与所述发热体之间有负温度系数的过渡层。
[0008]所述的低启动电流自限温伴热带，其特征在于:在所述发热体外包裹有绝缘层；绝缘层外包裹有接地网；接地网外面包有一层防腐护套。
[0009]所述的低启动电流自限温伴热带的制造装置，其特征在于:该装置的生产线前部有主动放线架，所述主动放线架上安装有两个放线盘；生产线的前端设置有两个张力控制器；在所述张力控制器后沿生产线运行方向依次布置有加热装置、双芯四层共挤机头、可移动的恒温热水槽、固定热水槽、固定冷水槽、牵引机、收线架及其中的收线盘；所述双芯四层共挤机头的周围设置有四台塑料挤出机；所述可移动的恒温热水槽安装在轨道上；所述固定热水槽配有两个热水箱；所述固定冷水槽配有冷水箱。
[0010]所述的低启动电流自限温伴热带的制造装置，其特征在于:所述的双芯四层共挤机头包括壳体、梯台形模芯支撑套和5个定位模芯、4个联接套；壳体中装有模芯支撑套；模芯支撑套内开有长方形型孔道，在长方形型孔道内依次装有双芯金属导体定位模、双芯树脂导体层定位模、负温度系数的过渡层定位模、PTC发热体层定位模、绝缘层定位模，模芯支撑套上开有四个半环型进料通道分别与双芯树脂导体层定位模、负温度系数的过渡层定位模、PTC发热体层定位模、绝缘层定位模相通；模芯支撑套上的进料通道与安装在壳体上的联接套相通。
[0011]所述的低启动电流自限温伴热带的制造方法，其特征在于:待加工的导电线芯从放线盘放出通过张力控制器以恒定张力通过加热装置预热后进入双芯四层共挤机头；将树脂导体材料注入双芯树脂导体层定位模，负温度系数的过渡层材料注入双芯负温度系数过渡层定位模，PTC发热体材料注入PTC发热体层定位模，使聚烯烃绝缘料注入绝缘层定位模；分别把树脂导体材料、负温度系数的过渡层材料、PTC发热体材料、聚烯烃绝缘料从不同的方向挤进双芯四层共挤机头，通过分流器的环形胶道从上下垂直胶道进入位于分流器中心的定型模具，与电极线芯共同挤出；挤出成形的芯带经水槽冷却定型后，经牵引机定速拉出后绕在收线架上的收线盘上。
[0012]优点及效果:本发明相比现有技术，其优点在于:在塑料导体与PTC发热体之间增加负温度系数过渡层，使伴热带在低温启动时由于负温度系数过渡层电阻自动变大遏制了正温度系数的发热体电阻变小而变大的起动时的冲击电流。使伴热带实现了软起动，大幅度提高了伴热带的使用长度。在生产工艺方面，采用两芯四层共同挤出工艺方法，使塑料导体、负温度系数过渡层、PTC发热体层、绝缘材料层四层一次共同挤出成型，使塑料导体、负温度系数过渡层，PTC层、绝缘层四层融为一体；使塑料导体、负温度系数过渡层，PTC发热体两层之间的接触界面形成分子结构接触，使塑料导体、负温度系数过渡层，和PTC发热体的接触界面没有界面接触电阻；使PTC发热体和绝缘材料两层之间的接触界面形成分子结构接触，在使用中不会互相剥离，使绝缘不回缩，杜绝了由绝缘回缩造成的短路故障和造成火灾的几率，保证了产品使用安全。
[0013]【附图说明】:
图1为本发明中的伴热带结构示意图；
图2为本发明伴热带制造装置中的共挤机头结构示意图；
图3、图4、图5为本发明伴热带制造装置的共挤机头模套结构示意图；
图6为本发明生产线示意图；