专利名称：电导材料加热管、电导发热材料及电导发热材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种电加热管、发热材料及发热材料的制备方法。
背景技术：
现有的电导发热材料主要是电阻丝和电热膜。电阻丝发热面积小、使用寿命短、热效率低；而电热膜加热指标不稳定，产品成本高、易产生龟裂。现有电导发热材料制备方法复杂，设备要求高。而且目前的电导加热管的热效率低，仅为80％左右。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前电导加热管热效率低、电阻丝发热面积小、使用寿命短、热效率低和电热膜加热指标不稳定，易产生龟裂及制备方法复杂，设备要求高的问题，而提供的一种电导材料加热管、电导发热材料及电导发热材料的制备方法。电导发热材料按质量百分比由20％～60％、100～1400目的石墨、1％～20％的三氧化二锑、1％～20％的二氧化钛、10％～40％的耐高温阻燃热固胶和1％～10％的化学纤维制成；其中化学纤维为长度是0.2～5mm的碳纤维或石棉绒。上述电导发热材料按以下步骤制备(一)先将占电导发热材料总质量20％～60％、100～1400目的石墨和1％～20％的二氧化钛一同加入搅拌机，在1300～1500r/min的条件下搅拌10±1min，再加入占电导发热材料总质量1％～20％的三氧化二锑，在1300～1500r/min的条件下继续搅拌10±1min，然后加入占电导发热材料总质量1％～10％长度为0.2～5mm的碳纤维或石棉绒，在300～400r/min的条件下搅拌5±1min，之后加入占电导发热材料总质量10％～40％耐高温阻燃热固胶，在50～300r/min的条件下搅拌15±1min；(二)将步骤(一)制成的胶体置于模具中，在室温条件下放置24±1h；(三)烘干，即得到成品电导发热材料。用上述电导发热材料制成的电导材料加热管由管体、正电极和负电极组成；管体由管状传热材料层、第一绝缘材料层、第二绝缘材料层和电导发热材料层组成；管状传热材料层外部包裹有第一绝缘材料层，在第一绝缘材料层的外表面覆着有电导发热材料层，电导发热材料层的外表面包裹着第二绝缘材料层；正电极和负电极固定连接于电导发热材料层的两端。
本发明选用的石墨为100～1400目，制成的电导发热材料密度均匀，加热指标稳定。本发明选用的胶合剂是耐高温阻燃热固胶。本发明选用长度为0.2～5mm的碳纤维或石棉绒可有效的避免产品龟裂。石墨和碳纤维是导体，它们能有效地降低电能损失，提高热转换率。本发明所选用的材料耐老化，制备出的电导发热材料使用寿命为5～10年，是电阻丝使用寿命的100～200倍。本发明制备的电导发热材料可塑性强，可制成各种所需形状，且不产生龟裂。本发明电导发热材料的制备方法简单，易于操作，设备要求低、投入少，成品率高达99％以上。在同等加热温度条件下本发明制备的电导发热材料及电导材料加热管发热面积大，热效率达99.5％以上。
图1是实施方式十四中电导材料加热管的结构示意图；图2是图1中a处的局部放大图。
具体实施例方式
具体实施方式
一本实施方式电导发热材料按质量百分比由20％～60％、100～1400目的石墨、1％～20％的三氧化二锑、1％～20％的二氧化钛、10％～40％的耐高温阻燃热固胶和1％～10％的化学纤维制成；其中化学纤维为长度是0.2～5mm的碳纤维或石棉绒。
本实施方式耐高温阻燃热固胶购自于西安太航阻火聚合物研究所或可用市场上常见的有机硅漆代替。
具体实施方式
二本实施方式与具体实施方式
一的不同点是电导发热材料按质量百分比由25％～59％、100～1400目的石墨、1.5％～19％的三氧化二锑、1.5％～15％的二氧化钛、15％～39％的耐高温阻燃热固胶和1.5％～9％的化学纤维制成。其它与实施方式一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一的不同点是电导发热材料按质量百分比由41％～58％、200～1200目的石墨、2％～18％的三氧化二锑、2％～8％的二氧化钛、22％～38％的耐高温阻燃热固胶和2％～8％的化学纤维制成。其它与实施方式一相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一的不同点是电导发热材料按质量百分比由50％、300～1000目的石墨、15％的三氧化二锑、5％的二氧化钛、25％的耐高温阻燃热固胶和5％的化学纤维制成。其它与实施方式一相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一、二、三或四的不同点是石墨为800目。其它与实施方式一、二、三或四相同。
本实施方式电导发热材料性价比最佳。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一、二、三或四的不同点是碳纤维或石棉绒的长度为1～4mm。其它与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
一、二、三或四的不同点是三氧化二锑为O-H型三氧化二锑。其它与实施方式一、二、三或四相同。
本实施方式选用的O-H型三氧化二锑纯度高，价格低，且不含有氧化砷环保无毒。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
一、二、三或四的不同点是二氧化钛为金红石型二氧化钛。其它与实施方式一、二、三或四相同。
本实施方式选用的金红石型二氧化钛可以更好的稳定电导发热材料中运行的电子。
具体实施方式
九本实施方式电导发热材料按以下步骤制备(一)先将占电导发热材料总质量20％～60％、100～1400目的石墨和1％～20％的二氧化钛一同加入搅拌机，在1300～1500r/min的条件下搅拌10±1min，再加入占电导发热材料总质量1％～20％的三氧化二锑，在1300～1500r/min的条件下继续搅拌10±1min，然后加入占电导发热材料总质量1％～10％长度为0.2～5mm的碳纤维或石棉绒，在300～400r/min的条件下搅拌5±1min，之后加入占电导发热材料总质量10％～40％耐高温阻燃热固胶，在50～300r/min的条件下搅拌15±1min；(二)将步骤(一)制成的胶体置于模具中，在室温条件下放置24±1h；(三)烘干，即得到成品电导发热材料。
具体实施方式
十本实施方式与具体实施方式
九的不同点是步骤(一)先将占电导发热材料总质量25％～59％、100～1400目的石墨和1.5％～15％的二氧化钛一同加入搅拌机，在1300～1500r/min的条件下搅拌10min，再加入占电导发热材料总质量1.5％～19％的三氧化二锑，在1300～1500r/min的条件下继续搅拌10min，然后加入占电导发热材料总质量1.5％～9％长度为0.2～5mm的碳纤维或石棉绒，在300～400r/min的条件下搅拌5min，之后加入占电导发热材料总质量15％～39％耐高温阻燃热固胶，在50～300r/min的条件下搅拌15min。其它步骤及参数与实施方式九相同。
具体实施方式
十一本实施方式与具体实施方式
九的不同点是步骤(三)依次按50±2℃烘干1±0.1h，100±2℃烘干1±0.1h，150±2℃烘干1±0.1h，200±2℃烘干30±5min的顺序进行烘干。其它步骤及参数与实施方式九相同。
具体实施方式
十二本实施方式与具体实施方式
九的不同点是步骤(三)依次按50℃烘干1h，100℃烘干1h，150℃烘干1h，200℃烘干30min的顺序进行烘干。其它步骤及参数与实施方式九相同。
具体实施方式
十三本实施方式电导发热材料按以下步骤制备(一)先将占电导发热材料总质量50％、800目的石墨和5％的二氧化钛一同加入搅拌机，在1400r/min的条件下搅拌10min，再加入占电导发热材料总质量15％的三氧化二锑，在1400r/min的条件下继续搅拌10min，然后加入占电导发热材料总质量5％长度为4mm的碳纤维或石棉绒，在350r/min的条件下搅拌5min，之后加入占电导发热材料总质量25％耐高温阻燃热固胶，在100r/min的条件下搅拌15min；(三)将步骤(二)制成的胶体置于模具中，在室温条件下放置24h；(四)烘干，即得到成品电导发热材料。
本实施方式电导发热材料的热效率达99.2％。
具体实施方式
十四结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式电导材料加热管由管体1、正电极2和负电极3组成；管体1由管状传热材料层1-1、第一绝缘材料层1-2、第二绝缘材料层1-4和电导发热材料层1-3组成；管状传热材料层1-1外部包裹有第一绝缘材料层1-2，在第一绝缘材料层1-2的外表面覆着有电导发热材料层1-3，电导发热材料层1-3的外表面包裹着第二绝缘材料层1-4；正电极2和负电极3固定连接于电导发热材料层1-3的两端。
本实施方式电导发热材料层由实施方式十三的方法制成，对本实施方式电导材料加热管进行检测(由北京市节能监测中心检测，附件1测试报告)，检测结果如表1所示。
表1
检测结果证明本实施方式电导发热材料的热效率达99.2％。
具体实施方式
十五本实施方式与具体实施方式
十四的不同点是管状传热材料层1-1的直径为20mm～32mm、长度为300mm～800mm。其它与实施方式十四相同。
具体实施方式
十六本实施方式与具体实施方式
十四的不同点是管状传热材料层1-1的直径为21mm、长度为350mm。其它与实施方式十四相同。
具体实施方式
十七本实施方式与具体实施方式
十四的不同点是管状传热材料层1-1的直径为30mm、长度为750mm。其它与实施方式十四相同。
权利要求
1.电导发热材料，其特征在于电导发热材料按质量百分比由20％～60％、100～1400目的石墨、1％～20％的三氧化二锑、1％～20％的二氧化钛、10％～40％的耐高温阻燃热固胶和1％～10％的化学纤维制成；其中化学纤维为长度是0.2～5mm的碳纤维或石棉绒。
2.根据权利要求1所述的电导发热材料，其特征在于电导发热材料按质量百分比由41％～58％、200～1200目的石墨、2％～18％的三氧化二锑、2％～8％的二氧化钛、22％～38％的耐高温阻燃热固胶和2％～8％的化学纤维制成。
3.根据权利要求1所述的电导发热材料，其特征在于电导发热材料按质量百分比由50％、300～1000目的石墨、15％的三氧化二锑、5％的二氧化钛、25％的耐高温阻燃热固胶和5％的化学纤维制成。
4.根据权利要求1、2或3所述的电导发热材料，其特征在于三氧化二锑为O-H型三氧化二锑。
5.根据权利要求1、2或3所述的电导发热材料，其特征在于二氧化钛为金红石型二氧化钛。
6.如权利要求1所述电导发热材料的制备方法，其特征在于电导发热材料按以下步骤制备(一)先将占电导发热材料总质量20％～60％、100～1400目的石墨和1％～20％的二氧化钛一同加入搅拌机，在1300～1500r/min的条件下搅拌10±1min，再加入占电导发热材料总质量1％～20％的三氧化二锑，在1300～1500r/min的条件下继续搅拌10±1min，然后加入占电导发热材料总质量1％～10％长度为0.2～5mm的碳纤维或石棉绒，在300～400r/min的条件下搅拌5±1min，之后加入占电导发热材料总质量10％～40％耐高温阻燃热固胶，在50～300r/min的条件下搅拌15±1min；(二)将步骤(一)制成的胶体置于模具中，在室温条件下放置24±1h；(三)烘干，即得到成品电导发热材料。
7.根据权利要求6所述的电导发热材料的制备方法，其特征在于步骤(三)依次按50±2℃烘干1±0.1h，100±2℃烘干1±0.1h，150±2℃烘干1±0.1h，200±2℃烘干30±5min的顺序进行烘干。
8.用权利要求1所述电导发热材料制成的电导材料加热管，它由管体(1)、正电极(2)和负电极(3)组成；其特征在于管体(1)由管状传热材料层(1-1)、第一绝缘材料层(1-2)、第二绝缘材料层(1-4)和电导发热材料层(1-3)组成；管状传热材料层(1-1)外部包裹有第一绝缘材料层(1-2)，在第一绝缘材料层(1-2)的外表面覆着有电导发热材料层(1-3)，电导发热材料层(1-3)的外表面包裹着第二绝缘材料层(1-4)；正电极(2)和负电极(3)固定连接于电导发热材料层(1-3)的两端。
9.根据权利要求8所述的电导材料加热管，其特征在于管状传热材料层(1-1)的直径为20mm～32mm、长度为300mm～800mm。
全文摘要
电导材料加热管、电导发热材料及电导发热材料的制备方法，它涉及一种电加热管、发热材料及发热材料的制备方法。它解决了目前电导加热管热效率低、电阻丝发热面积小、使用寿命短、热效率低和电热膜加热指标不稳定，易产生龟裂及制备方法复杂的问题。电导发热材料由石墨、三氧化二锑、二氧化钛、耐高温阻燃热固胶和化学纤维制成。材料制备方法(一)将材料依次加入搅拌；(二)铸模定形；(三)烘干。电导材料加热管由管体、正电极和负电极组成。本发明电导发热材料使用寿命为5～10年，制备方法简单，易于操作，成品率高达99％以上。在同等加热温度条件下，本发明电导发热材料及电导材料加热管发热面积大，热效率达99.5％以上。
文档编号H05B3/48GK101076208SQ20071007235
公开日2007年11月21日 申请日期2007年6月15日 优先权日2007年6月15日
发明者石喜武 申请人:石喜武