专利名称：片状导电高分子发热体及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种高分子发热体及其制造方法，特别涉及一种片状导电高分子发热体及其制造方法。
近年来，使用耐热高分子材料做成的发热体受到人们的注意。这种发热体通常是在导电的高分子材料的表面加上金属电极。如专利号为US3673121的美国专利揭示了一种使用金属板作为金属电极的发热体，该发热体在做寿命试验时电阻大幅度上升，于是发热功率大幅度下降，且金属板与导电的高分子材料之间的接合力不大，在外力作用下，金属板与高分子材料容易剥离(分开)。专利号为US3591526的美国专利公开了一种用金属网作两面金属电极的发热体，该发热体的金属网与高分子材料作的导电体之间的接合力较大，不易剥离，但电阻太高，发热功率低，给使用带来不便。为此，特开昭60-196901的日本专利提供了一种利用表面粗化的板状金属箔作电极，片状的导电塑料作导电体。首先将导电塑料压制成片，然后采用臭氧交联，最后压制电极来制成。采用上述方法制成的发热体的金属电极即金属箔与导电塑料之间的结合力在850-2400g/cm2之间，虽然上述结合力与前面介绍的已有技术相比已经有了长足的进步，但是上述发热体在较大的外力作用下金属箔与导电体易剥离，且上述压制电极的时间太长，通常需要30分钟，因而劳动生产率不高。
本发明旨在克服上述缺点提供一种金属电极与高分子导电体之间结合力更大且加工时间较短的片状导电高分子发热体的制造方法及使用该方法制成的发热体。
为了实现上述目的，本发明提供的制造片状导电高分子发热体的方法包括以下步骤将高分子材料与导电炭黑及包含交联剂的助剂按照设定的配方在设定的温度下混炼，在该阶段交联剂并不发生交联作用;
将上述混炼后的高分子材料在第一设定温度范围内例如110℃-140℃的温度范围内压制第一设定时间例如2-10分钟后成片状导电体;
将上述压制成片的高分子材料导电体的两表面与两块进行表面粗化处理后的导金金属箔贴在一起并在第二设定温度范围例如170℃-200℃的温度范围内压制第二设定时间例如5-10分钟，此时交联剂发生作用，从而使金属箔与片状导电体结合在一起。
本发明所提供的由上述方法制成的片状导电高分子发热体包括由高分子材料与导电炭黑以及包含交联剂的助剂按照设定的混炼比混炼并在第一设定温度例如110℃-140℃的温度下压制第一设定时间例如2-10分钟而制成的片状导电体;以及两块分别与上述片状导电体的两表面相联结的且表面经过粗化处理的金属箔电极，上述片状导电体与粗化的金属箔电极是在第二设定温度例如170℃-200℃的温度下压制第二设定时间例如5-10分钟后结合在一起的。
图1是本发明的一个较佳实施例提供的片状导电高分子材料的发热体的结构示意图。
下面结合附图对本发明提供的片状导电高分子发热体制造方法及由该方法制成的发热体作详细说明。
参见图1，2是片状导电体，3、4是铜箔。
首先将聚乙烯、导电炭黑与交联剂以混炼比例如重量比100∶30∶2混合，用两辊开炼机在设定温度范围例如110°-140℃的温度之间混炼半小时或半小时以上。如用密炼机混炼，温度为130°-150℃，混炼时间为15分钟或15分钟以上。
然后将上述混炼后的混合物在橡胶硫化机上压制成2mm左右的片状导电体2，如图1所示，其中压制的第一设定温度范围例如为110°-140℃，且压制的第一设定时间例如为2-10分钟，最后再冷却2-10分钟。
最后在上述压制并冷却后的高分子导电体的上下两面贴上35μm左右的至少有一表面粗化的铜片3、4，如图1所示，铜片3、4的粗化面与导电体的表面相接触，接着用橡胶硫化机在第二设定温度范围例如170℃-200℃的范围内压制第二设定时间例如5-10分钟，此时上述交联剂起作用，从而使上述导电体与铜片之间的结合力明显增大。再将制成的发热体1冷却2-10分钟。
上述制成的导电高分子发热体1在拉力机上测试多次，测得它的最低结合力为3200g/cm2，平均为6800g/cm2，而在日本专利特开昭60-196901中公开的发热体的结合力仅在850-2400g/cm2之间，由此可知，由本发明提供的方法制成的片状导电高分子发热体的金属箔与导电高分子之间的结合力明显高于已有技术的发热体的结合力。
本发明的第二实施例的混炼是用双螺杆挤出机混炼，它首先将的聚乙烯、导电炭黑以重量比为100∶30混合，用双螺杆挤出机混炼，其混炼过程中的温度是这样控制的加料段温度可控制在100°-140℃;压缩段的温度为在170°-200℃之间，计量段的温度在190°-220℃之间。
接着在上述混炼后的原料中加入例如占总量的0.2%的交联剂，然后在温度为110℃-140℃之间由两混开炼机混炼2-10分钟，再冷却一定时间。
以下制导电体的步骤以及压制步骤则跟第一实施例相同。
必须指出的是，本发明提供的方法仍可作相应的变化，同样能实现本发明的目的。例如，上述混炼阶段(步骤)可以加入适量的助剂如抗氧剂，混炼也可用密炼机，还有混炼比也可作些变化，这取决于所使用的导电体的高分子材料。
权利要求
1.一种制造片状导电高分子发热体的方法，其特征在于包括以下步骤将高分子材料与导电炭黑及交联剂按照设定的混炼比混炼；将上述混炼后的混合物在第一设定温度范围内压制第一设定时间并制成一定厚度的片状导电体；以及将两块进行过表面粗化处理后的金属箔贴在上述制成的片状导电体的两面，然后在第二设定温度范围内压制第二设定时间，使上述金属箔与上述片状导电体结合在一起。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述混炼步骤是将聚乙烯、导电炭黑及交联剂以重量比为100∶30∶2的混炼比混合，然后用两辊开炼机在110℃-140℃的温度之间混炼半小时。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述混炼步骤是将聚乙烯、导电炭黑以重量比为100∶30混合后在一定温度下用双螺杆挤出机混炼;以及在上述混炼后的混合物中加入交联剂并在110℃-140℃之间由两辊开炼机混炼，然后冷却。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于上述第一设定温度范围为110°-140℃，第一设定时间为2-10分钟。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于上述第二设定温度范围为170℃-200℃，第二设定时间为5-10分钟。
6.一种片状导电高分子发热体，其特征在于它包括将高分子材料与导电炭黑及交联剂按照设定的混炼比混炼后并在第一设定温度范围内压制第一设定时间后制成的具有一定厚度的片状导电体;以及两块分别与上述片状导电体的上下表面相连结的且至少有一表面经过粗化的金属箔，上述片状导电体与粗化的金属箔是在第二设定温度范围内压制第二设定时间后连结在一起的。
全文摘要
本发明提供一种制造片状导电高分子发热体的方法及使用该方法制成的发热体，它首先是将高分子材料与导电炭黑及包含交联剂的混炼助剂按照设定的混炼配方混炼，然后将上述混炼后的高分子材料在110℃-140℃的温度范围内压制2-10分钟，并成片状导电体，最后将两块粗化后的导电金属箔贴在上述片状导体的两面并在170℃—200℃的温度范围内一起压制5-10分钟，使金属箔与片状导电体结合在一起，而成一发热体。
文档编号H05B3/03GK1060381SQ91109980
公开日1992年4月15日 申请日期1991年10月21日 优先权日1991年10月21日
发明者余红梁, 徐得隆, 戴成龙 申请人:上海市塑料制品工业研究所