专利名称：聚四氟乙烯电热材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种复合电热材料的制备方法，特别涉及一种由悬浮聚四氟乙烯树脂为基材，添加导电碳黑和石墨等导电材料制得的经通电后可以发生热量的聚四氟乙烯电热材料的制备方法。
背景技术：
聚四氟乙烯(PTFE)合成分为悬浮聚合和分散聚合，具体聚合方法的选择取决于制品的用途和成型工艺。悬浮聚合的PTFE树脂一般用于模压制品，填料制品的混合采用干法混合。分散聚合的PTFE分散液，用于喷涂、流延、浸渍及湿法混合填料制品。目前市场上生产的聚四氟乙烯电热材料，采用分散聚合的分散液制作而成。其制备方法为PTFE分散液、导电碳黑、石墨等导电材料放入恒温反应釜内进行湿法混合，合成填充PTFE树脂，在此工艺过程中必须控制好合成温度和搅拌速度，否则会影响产品的质量和性能，然后将填充PTFE树脂进行干燥，干燥后加入溶剂油混合成糊状，在一定的温度下存放数十小时，待溶剂油充分渗透后，进行预成型制成“粗坯”，将“粗坯”放入推压机成型至圆条状，然后在恒温压延机中制成带状，等溶剂油在空气中挥发尽后，进行烧结成PTFE电热带。该制备方法工艺复杂，工艺流程中温度控制要求较高，生产设备投入大，生产量小，溶剂油挥发到空气中会造成环境污染，容易产生制品质量的不稳定，产品形状单一。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是在保证PTFE电热材料具有柔软、耐折叠、耐腐蚀、发热快、发热均匀、节能的条件下，提供一种工艺简单且无污染的PTFE电热材料制备工艺。可得到各种形状的PTFE电热材料。本发明的技术方案是聚四氟乙烯电热材料的制备方法，在聚四氟乙烯中添加导电碳黑、石墨导电材料，其特征是以悬浮聚四氟乙烯树脂为基材，在其中添加粉末颗粒状导电碳黑、石墨导电材料，经混和器进行干法混合，直接将混合料加入模具，放入压机预压成型制成毛坯，然后将毛坯放入烧结炉内烧结，冷却后可利用车床加工成各种几何形状的聚四氟乙烯电热材料。三种原料的重量配比为悬浮聚四氟乙烯树脂70-90份，炭黑1-10份，石墨5-20份，预成型的压强控制在20-60MPa/cm2，烧结温度控制在340℃-390℃。本发明的有益效果是制备工艺简单，生产设备投入少，产量大，无污染。产品的质量和性能稳定。获得的聚四氟乙烯电热材料既保持了聚四氟乙烯优异的物理和化学性能，又可作为优良的发热体，而且发热效率高于一般传统的电热材料，可根据用户的需要加工成带状、片状、棒状、块状的电热材料，并可利用其制造超薄型节能电热毯、电热服装、电热座垫、玻璃驱雾镜、电热杯、电热容器等电热产品。分散法制备的聚四氟乙烯电热材料和悬浮法制备的聚四氟乙烯电热材料性能对比见表一
由以上数据可以说明，在体积电阻率相当时，悬浮法制备的聚四氟乙烯电热材料的拉伸强度达到和超过分散法制备的聚四氟乙烯电热材料，在体积电阻率较小时，悬浮法制备的聚四氟乙烯电热材料达到工程塑料应用强度的要求。
具体实施例方式实施例1在85公斤悬浮聚四氟乙烯树脂中，添加粉末颗粒状炭黑5公斤和石墨10公斤，加入混合器内充分混和均匀，把混合料加入圆柱形模具内模压成型，成型压强为35MPa/cm2，出模后放入烧结炉内烧结，烧结温度为370℃，冷却后出炉，经车床加工成带状。测得的体积电阻率为1.5Ω.cm。将上述制得的PTFE电热带按床的尺寸裁剪成所需长度，按额定功率进行串并联，接上电源即可得到柔软、舒适、节能、薄型耐折叠的电热毯。用此方法还可制作电热服装、电热座垫、玻璃驱雾镜等产品。
实施例2在75公斤悬浮聚四氟乙烯树脂中，添加粉末颗粒状炭黑9公斤和石墨16公斤，加入混合器内充分混和均匀，把混合料加入圆柱形模具内模压成型，成型压强为45MPa/cm2，出模后放入烧结炉内烧结，烧结温度为350℃，冷却后出炉，经车床加工成片状。将制得的PTFE片按电热杯的尺寸和额定功率，设计相应的电阻值，并将其放入电热杯底部，接上电源，即可得到各种形状的保温电热杯。
实施例3在90公斤悬浮聚四氟乙烯树脂中，添加粉末颗粒状炭黑3公斤和石墨7公斤，加入混合器内充分混和均匀，把混合料加入圆柱形模具内模压成型，成型压强为50MPa/cm2，出模后放入烧结炉内烧结，烧结温度为380℃，冷却后出炉，经车床加工成棒状。将制得的PTFE棒按电热容器的尺寸和额定功率，设计相应的电阻值，并将其放入电热容器内，接上电源，即可得到耐腐蚀的电热棒。
权利要求
1.聚四氟乙烯电热材料的制备方法，在聚四氟乙烯中添加导电碳黑、石墨导电材料，其特征是制备工艺包括以下步骤a、以悬浮聚四氟乙烯树脂为基材，在其中添加粉末颗粒状导电碳黑、石墨导电材料，经混和器进行干法混合，b、直接将混合料加入模具，放入压机预压成型制成毛坯，c、然后将毛坯放入烧结炉内烧结，d、冷却后可利用车床加工成各种几何形状的聚四氟乙烯电热材料。
2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯电热材料的制备方法，其特征是三种原料的重量配比为悬浮聚四氟乙烯树脂70-90份，炭黑1-10份，石墨5-20份。
3.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯电热材料的制备方法，其特征是预成型的压强控制在20-60MPa/cm2。
4.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯电热材料的制备方法，其特征是烧结温度控制在340℃-390℃。
全文摘要
本发明涉及一种复合电热材料的制备方法，特别涉及一种聚四氟乙烯电热材料的制备方法。解决了已有分散法制备聚四氟乙烯电热材料的工艺复杂、设备投入大，会造成环境污染的缺陷。其技术解决方案为聚四氟乙烯电热材料的制备方法，在聚四氟乙烯中添加导电炭黑、石墨导电材料，其特征是以悬浮聚四氟乙烯树脂为基材，在其中添加粉末颗粒状导电炭黑、石墨导电材料，经混和器进行干法混合，直接将混合料加入模具，放入压机预压成型制成毛坯，然后将毛坯放入烧结炉内烧结，冷却后可利用车床加工成各种几何形状的聚四氟乙烯电热材料。利用其制造超薄型节能电热毯、电热服装、电热座垫、玻璃驱雾镜、电热杯、电热容器等电热产品。
文档编号C08L27/00GK1515620SQ0311483
公开日2004年7月28日 申请日期2003年1月10日 优先权日2003年1月10日
发明者侯毅, 侯 毅 申请人:侯毅, 侯 毅