專利名稱：導電高分子材料及其發熱元件的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種導電高分子材料及其發熱元件的制備方法，主要采用聚芳烷基酚樹脂為基體。此種導電高分子材料可用于制備制熱量較高的發熱器，如可用于制備飛機復合材料防冰前緣，制備自加熱復合材料模具以及用于制備風扇型發熱器作為空調機的熱源等。
背景技術：
目前，在很多領域，需要導電高分子發熱材料。如空調機的熱源多采用PTC陶瓷發熱元件制成的發熱器。這種發熱器具有正溫度系數，不會產生過熱現象，因而在使用中安全可靠。但由于PTC陶瓷本身的原因，使得產品在使用過程中功率衰減明顯，造成發熱器的使用效果在一定時間后明顯受到影響。
導電高分子發熱材料是一種新興的具有發熱功能的材料，可以用于飛機防冰前緣，輸油加熱電纜、自加熱復合材料摸具等。導電高分子發熱材料在使用過程中其功率衰減，遠遠小于PTC陶瓷發熱器的功率衰減。但目前研制的導電高分子發熱材料普遍發熱溫度較低，難以滿足空調機熱源的要求。
發明內容
為避免現有技術的缺陷，本發明提出了一種導電高分子材料及其發熱元件的制備方法，主要優點在于發熱溫度和使用溫度高達250～270℃，且在使用過程中功率衰減現象不明顯，遠小于PCT陶瓷發熱器的功率衰減，可以顯著提高使用效果，而且該導電高分子材料發熱元件制備工藝比較簡便，適宜于大規模生產。
本發明的特征在于采用聚芳烷基酚樹脂為基體，添加劑為六次甲基四胺，導電性炭黑、碳纖維、玻璃纖維(或其織物)、碳化硼。
基體與添加劑的配比為聚芳烷基酚100份，六次甲基四胺7-10份，導電性炭黑6-14份，碳纖維0.5-1.5、碳化硼5-10份，玻璃纖維(或其織物)30-50份。
上述導電高分子材料的制備方法，其特征在于通過以下步驟制成a將聚芳烷基酚樹脂用乙醇一丙酮混合溶劑溶解后過濾除去雜質，再將過濾出的濾液用熱水洗滌，除去低分子原料物；b將提純后的樹脂在真空干燥箱中進行真空干燥至基本恒重后，用乙醇一丙酮混合溶劑溶解成樹脂溶液；c在樹脂溶液中加入六次甲基四胺，攪拌使之溶解，然后加入玻璃纖維(或其織物)、導電性炭黑、碳纖維、碳化硼，經充分混合，浸漬后進行真空干燥，制成導電高分子材料。
一種利用上述導電高分子材料制備發熱元件的制備方法，其特征在于將制得的導電高分子材料盛于模具中在熱和壓力作用下，壓制成型，再經后烘處理即得導電高分子材料發熱元件產品。
本發明研制的導電高分子發熱材料的特點在于(1)，發熱溫度及可使用的溫度高，其發熱溫度可達250～270℃下進行工作。而現今應用的導電高分子發熱材料，其發熱溫度一般均不大于200℃，其工作溫度亦不超過200℃。故本發明研制的導電高分子發熱材料有著更廣闊的用途。如可作為空調機加熱器的熱源，可作為成型復合材料制作的自加熱模具等。(2)現今使用的導電陶瓷發熱材料其發熱溫度及可使用的溫度較高，如其發熱溫度及可使用的溫度可達250～270℃，但在使用過程中其功率衰減明顯，使用時間越長，功率衰減越大。本發明研制的導電高分子發熱材料，在長時間的使用過程中其功率衰減仍很低。故其工作的穩定性和可靠性優越。
圖1實施例示意圖
具體實施例方式現結合附圖對本發明作進一步描述實施例1(實施例中的份數均為重量份)1、在裝置有攪拌器，回流冷凝器的反應器中加入聚芳烷基酚樹脂100份，乙醇一丙酮混合溶劑(乙醇∶丙酮＝4∶1)200份，加熱至60℃左右在攪拌下溶解，溶解后冷卻至室溫，經過濾器過濾，然后將濾出的樹脂溶液放入洗滌器中，用80～85℃的熱水進行洗滌，洗滌3～4次后，取樣測游離酚含量，當游離酚含量小于0.5％時，洗滌即告完畢。由洗滌器蒸發出的溶劑可進行回收和利用。
2、洗凈后的聚芳烷基酚樹脂置于真空干燥箱中，在0.7～0.8氣壓的真空度下進行干燥，至基本恒重后，取100份干燥后的樹脂，用200份乙醇一丙酮混合溶劑溶解成樹脂溶液。
3、在上述樹脂溶液中加入7～10份六次甲基四胺，攪拌使其溶解，然后加入導電性炭黑6～14份，碳化硼5～10份，玻璃纖維(或其織物)30～50份，碳纖維0.5～1.5份，進行混合和浸漬，浸漬均勻后在真空度為0.7～0.8氣壓下，進行真空干燥。干燥后的材料即為制得的導電高分子材料。
4、將制得的導電高分子材料，加于發熱元件的成型模具中，在170～180℃，壓強為300～400公斤/厘米2的條件下壓制成發熱元件。
5、壓制成的導電高分子材料發熱元件應按梯步升溫的形式在120℃，160℃，200℃下分別處理1.5小時，再在250℃下處理1小時。即制得導電高分子材料發熱元件產品。
所制得的導電高分子材料發熱元件，其發熱表面溫度可達250～270℃，可用于制造風扇型發熱器，能夠用作空調機的熱源，并具有在使用過程中功率衰減很小的優點。
權利要求
1.一種導電高分子材料，其特征在于采用聚芳烷基酚樹脂為基體，添加劑為六次甲基四胺，導電性炭黑、碳纖維、玻璃纖維(或其織物)、碳化硼。
2.根據權利要求1所述的導電高分子材料，其特征在于基體與添加劑的配比為聚芳烷基酚100份，六次甲基四胺7-10份，導電性炭黑6-14份，碳纖維0.5-1.5、碳化硼5-10份，玻璃纖維(或其織物)30-50份。
3.一種上述導電高分子材料的制備方法，其特征在于a將聚芳烷基酚樹脂用乙醇一丙酮混合溶劑溶解后過濾除去雜質，再將過濾出的濾液用熱水洗滌，除去低分子原料物；b將提純后的樹脂在真空干燥箱中進行真空干燥至基本恒重后，用乙醇一丙酮混合溶劑溶解成樹脂溶液；c在樹脂溶液中加入六次甲基四胺，攪拌使之溶解，然后加入玻璃纖維(或其織物)、導電性炭黑、碳纖維、碳化硼，經充分混合，浸漬后進行真空干燥處理。
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于溶解所用的乙醇一丙酮混合溶劑為200份，兩者比例為乙醇∶丙酮＝4在a步驟中的混合溶劑的加熱溫度為60℃左右，且在攪拌中進行。
5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于熱水洗滌的溫度為80～85℃，洗滌次數3～4次，洗滌結束標準為游離酚含量小于0.5％。
6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于真空干燥的條件為0.7～0.8氣壓的真空度。
7.一種利用上述導電高分子材料制備發熱元件的制備方法，其特征在于將制得的導電高分子材料盛于模具中在熱和壓力作用下，壓制成型，再經后烘處理即得。
8.根據權利要求7所述的導電高分子材料制備發熱元件的制備方法，其特征在于壓制成型條件溫度170～180℃，壓強為300～400公斤/厘米2。
9.根據權利要求7所述的導電高分子材料制備發熱元件的制備方法，其特征在于后烘處理是按梯步升溫的形式在120℃，160℃，200℃下分別處理1.5小時，再在250℃下處理1小時。
全文摘要
本發明涉及一種導電高分子材料及其發熱元件的制備方法，特征在于采用聚芳烷基酚樹脂為基體，添加劑為六次甲基四胺，導電性炭黑、碳纖維、玻璃纖維(或其織物)、碳化硼。本導電高分子發熱材料的特點1.發熱溫度及可使用的溫度高，其發熱溫度可達250～270℃下進行工作。故本發明研制的導電高分子發熱材料有著更廣闊的用途。如可作為空調機加熱器的熱源，可作為成型復合材料制作的自加熱模具等。2.現今使用的導電陶瓷發熱材料其發熱溫度及可使用的溫度較高，但在使用過程中其功率衰減明顯，使用時間越長，功率衰減越大。本發明研制的導電高分子發熱材料，在長時間的使用過程中其功率衰減仍很低，故其工作的穩定性和可靠性優越。
文檔編號C09D5/24GK1627450SQ20031011899
公開日2005年6月15日 申請日期2003年12月12日 優先權日2003年12月12日
發明者李郁忠, 黃英, 鄭亞萍, 楊保利, 山海建 申請人:李郁忠, 楊保利