專利名稱：一種可以自動控制發熱溫度的導電塑料屏蔽線的制作方法
目前，在國防、石油化工、儀器儀表、無線電裝置、醫療、電力系統及科研領域中的某些產品及各種管線的加熱保溫、設備裝置防凍等通常都采用傳統的電阻絲加熱或蒸氣管線加熱。但這二種方式加熱均需要采用金屬制造元器件和管線等結構裝置，而電阻絲加熱會在交錯點上產生短路過熱而燒斷；蒸氣加熱放熱量太大，泄漏也多，裝置設備和工藝設備復雜。自動控制加熱導線既使敷在塑料管道上也不會損失管道，施工工藝簡單，減少運行費用，耗能低，約是蒸氣加熱的四分之一。
本發明的目的是用一種新型的，具有可以自動控制加熱溫度的導電塑屏蔽導線代替金屬電阻絲加熱或用金屬制造的結構裝置及管線施以蒸氣加熱方式。自控熱線的加熱溫度能保持在150℃，最高偶然性加熱溫度可達215℃，這種自控熱線的導電材料經配比，結構設計和工藝處理其型號可以制造多種，功率也不同，可選擇功率大小與加熱量要求最相近的型號使用，其壽命可達20年之久。
本發明的“可以自動控制發熱溫度的導電塑料屏蔽線”具有下述優點(1)重量輕，可以大量節省加熱或保溫用的金屬材料制造的裝置，設備(約比金屬蒸氣加熱減輕重量90％以上)；(2)可靠性高，比金屬電阻絲加熱不易燒斷或不易損傷被加熱表面；(3)簡化加熱工藝，可以任意纏繞、重疊、打結等敷裝操作，其成型尺寸穩定、容易加工成型、便于高效自動化生產；(4)運行費用低(約比蒸氣加熱減少費用四分之三)；(5)耐酸、堿、鹽等腐蝕。
本發明的自控熱線是由兩根平行的導線，能發熱耐高溫的且可自動調節加熱溫度的導電塑料，耐高溫的絕緣塑料，耐高溫防輻射(屏蔽)導電塑料，耐高溫的塑料護套(皮)組成(見結構示意圖3)。自控熱線除內芯導線外，全是由導電塑料或絕緣塑料構成，可謂全塑自控熱線。其生產工藝簡單，更于高效自動化生產。
本發明的特點是在熱固性或熱塑性樹脂中分別加入具有能自動控制導線之發熱溫度、屏蔽作用、耐高溫性能或/和導電性能的粉末狀金屬、金屬氧化物、金屬鹽或/和非金屬作改性填充劑，其中以鋁(Al)、銀(Ag)、銅(Cu)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鋅(Zn)；金(Au)、鉛(Pb)、氧化鉛(PbO)、硫酸鋇(Baso4)；非金屬以玻璃、石棉、滑石粉、云母、石墨或/和炭黑為較佳；尤以銅(Cu)、鋁(Al)、鐵(Fe)、鎳(Ni)；鉛(Pb)、硫酸鋇(Baso4)；云母、石墨或/和炭黑等效果為最佳；能耐高溫或/和絕緣性能的填充劑，其中以玻璃、石棉、滑石粉、云母、三鹽基硫酸鉛等較佳，尤以石棉，三鹽基硫酸鉛等為最佳。
本發明的導電塑料可自動控制溫度和耐高溫的性能取決于導電塑料的改性填充劑和其比例，一般情況下，改性填充劑在塑料中的含量應為10-50％(重量)，以20-45％(重量)為較佳，尤以25-40％(重量)為最佳；本發明的導電塑料的屏蔽和耐高溫的性能取決于導電塑料中的改性填充劑和其比例，起屏蔽作用的改性填充劑在塑料中的含量應為10-50％(體積)，以20-45％(體積)為較佳，尤以25-40％(體積)為最佳；起耐高溫作用的改性填充劑在塑料中的比例約為10％(重量)，以5-10％(重量)為較佳，尤以7-8％(重量)為最佳；本發明用的改性劑的金屬粉末的粒度一般為100-1000目/吋2，以200-400目/吋2為較佳，尤以250-300目/吋2為最佳；非金屬粉末的粒度為10-60μm；以15-50μm為較佳，以20-45μm為最佳。
本發明的可自動控制的發熱溫度的發熱、屏蔽和耐高溫性能主要來自填加的金屬和非金屬粉末，而非金屬粉末(如石黑和炭黑)除改變塑料性能外，又可增加塑料的導電性能；同時又兼有消除塑料靜電和防老化作用，上述金屬和非金屬粉末極均勻的分布在塑料中，分別形成一個耐高溫，能發熱和屏蔽作用的導電相及絕緣體，從而使該導線具有能耐高溫、可自動控制發熱溫度、可起屏蔽以及絕緣作用等性能。
本發明的自動控制發熱溫度的導電塑料的屏蔽線，是在發熱部分的導電塑料中嵌入兩根平行的導線，當導線通電時，電流從一根導線經過導電塑料流到另一根時，導電塑料就會發熱，溫度隨之上升，在溫度上升的同時導電塑料會有微觀的膨脹，而使電流通過時的阻力加大，電流于是降低，放熱量也會減少。在極熱的環境下，即在最高溫時，導電塑料的膨脹可以幾乎完全切斷所有通過導電塑料的電流通路，使放熱量近于零；當環境溫度降低時，導電塑料又有微觀收縮，又加大了通過導電塑料的電流之通路；使發熱量又會上升，即溫度又會上升。這種導電塑料可使熱線上每個點都有上述的自動控制功能，根據周圍環境溫度的變化，則可隨時自動調整被加熱裝置、設備或管線的溫度，從而達到嚴格控制裝置，設備或管線的溫度，使其設備裝置或管線永遠保持在所需要的運行的溫度。
本發明適用各種熱塑性或熱固性樹脂(塑料)，如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、酚醛樹脂、氨基樹脂、聚氯乙烯、聚鄰苯二甲酸二烯丙脂、聚砜、聚碳酸酯、聚甲醛和尼龍等。
本發明的導電塑料和絕緣塑料的制備方法是將分別選擇好的改性填充劑，根據不同功率要求，按一定配比填加到選擇的樹脂中，充分混煉、混合均勻，根據自控加熱導線的不同型號，結構、用常規的電線電纜加工工藝制成自動控制加熱溫度的導電塑料屏蔽線(見工藝流程
圖1/圖2)。
本發明的“可自動控制發熱溫度的導電塑料屏蔽線”的宗旨是基于能發熱的導電塑料和起屏蔽作用的導電塑料和能耐高溫的絕緣塑料。
(1)能發熱的導電塑料的樣件經實際通電測試，最高溫度可加熱到220℃，可自動調節溫度；(2)可屏蔽各種電磁場和電磁輻射的導電塑料樣件曾在中國人民解放軍205醫院進行試驗，由高頻理療機發出的高頻電磁波使氖燈管發亮，當用金屬銅網或防磁導電塑料屏蔽后，氖燈立即熄滅，而使用普通塑料則絲毫不起作用。
(3)絕緣塑料可耐高溫達220℃，可參考使用本人發明專利“耐高溫的塑料”的較低限設計。
“可以自動控制加熱溫度的導電塑料屏蔽線”性能理想且具有較多的優點代替目前常規用的電阻絲和蒸氣管線加熱。
說明書附圖圖1工藝流程2工藝流程3結構示意圖3-1平行導線3-2絕緣層3-3自控發熱導電塑料3-4防輻射導電塑料3-5導線護皮(絕緣)
權利要求
1.一種塑料導線，其特性在于導線的塑料中含有能自動控制導線之發熱溫度、屏蔽作用、耐高溫性能或/和導電性能的粉末狀金屬、金屬氧化物、金屬鹽或/和非金屬作改性填充劑。金屬粉末的粒度為100-1000目/吋2，化學分析純或工業純的金屬氧化物、金屬鹽、非金屬粉末的粒度為10-60μm，在導線的塑料中的含量為10-50％(體積)；
2.按照權利要求1所述的塑料導線，其特征在于導線的塑料中含有鋁(Al)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、銀(Ag)、銅(Cu)；金(Au)、鉛(Pb)及化學分析純/工業純的氧化鉛(PbO)、硫酸鋇(Baso4)；非金屬如玻璃、石棉、滑石粉、云母、石墨或/和炭黑；
3.按照權利要求1和2所述的塑料導線，其特征在于導線的塑料中含有(1)玻璃、石棉、滑石粉、云母；石墨或/和炭黑；(2)銅(Cu)，鋁(Al)、/鉛(Pb)、氧化鉛(PbO)、硫酸鋇(Baso4)；玻璃、石棉、滑石粉、云母；石墨或/和炭黑；
4.按照權利要求1和3-(1)所述的塑料導線，其征性在于導線的塑料中的非金屬粉末的含量為30-50％(重量)；
5.按照權利要求1和4所述的塑料導線，其特征在于導線的塑料中非金屬的含量為35-45％(重量)；
6.按照權利要求1和3-(2)所述的塑料導線，其特征在于導線的塑料中金屬，金屬氧化物、金屬鹽、或/和非金屬粉末的含量為25-40％(體積)；
7.按照權利要求1和6所述的塑料導線，其特征在于導線的塑料中金屬，金屬氧化物、金屬鹽、或/和非金屬粉末的含量為25-40％(體積)；
8.按照權利要求1、5和7所述的塑料導線，其特性在于導線的塑料中金屬粉末的粒度為200-400目/吋2，非金屬粉末的粒度為15-50μm；
9.按照權利要求1和8所述的塑料導線，其特征在于作為改性填充劑的金屬粉末粒度為200-300目/吋2、非金屬粉末的粒度為20-45μm。
全文摘要
“可以自動控制發熱溫度的導電塑料屏蔽線”可代替傳統的電阻絲加熱且不會因短路過熱而燒斷和不會損傷管道；也可代替蒸氣方式加熱，具有工藝設備簡單、運行費用少、耗能約是蒸氣加熱的1/4并重量減輕90％以上；自控加熱導線可以任意纏繞、重疊、打結等敷裝操作。本發明的特點是分別將不同規格的金屬、金屬氧化物、金屬鹽類或/和非金屬等按一定的配比填加到樹脂中，以典型的工藝制成“自動控制發熱溫度的導電塑料屏蔽線”。
文檔編號H05B3/10GK1135703SQ95110219
公開日1996年11月13日 申請日期1995年5月8日 優先權日1995年5月8日
發明者楊再田 申請人:楊再田