CN102427617B - 单向传热阻燃ptc高分子自限温电热膜及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜，包括从下到上依次设置的反射层、第一绝缘层、高分子PTC导电编织层、第二绝缘层以及阻燃层；其中，高分子PTC导电编织层包括编织底层、炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维以及载流条，炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维的原料组成包括聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、炭黑等。反射层的下方还设置有发泡阻燃隔热层。本发明的电热膜具有热量单向传递、阻燃优点，且使用性能稳定性高，使用寿命长。本发明的制备方法采用三辊压延机将从各构成层压延复合，水冷，收卷，即得。本发明方法工艺流程简单，成本低，易于实现。

Description

单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜及制备方法

技术领域

本发明属于电热材料制备技术领域，具体涉及一种单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜及其制备方法。

背景技术

面状电热采暖产品主要由半导体发热体、载流条、绝缘材料构成。低温辐射电热膜的主流产品是由夹在绝缘聚酯（PET）薄膜间的并联的导电油墨载流条、银粉涂料汇流条制成，电热膜经导线连通电源，将电能转化为热能。美国Calorique（凯乐瑞克）电热膜含两层绝缘聚酯膜，中间墨线为导电油墨，厚约0.2mm～0.3mm。中国专利申请号99111331.4（公开号为CN1255037，公开日为2000.05.31）公开了一种“低温辐射电热膜”，中国专利申请号200610010213.8（公开号为CN1874619，公开日为2006.12.06）公开了一种“电热地膜”，中国专利申请号92106555.8（公开号为CN1080109，公开日为1993.12.29）公开了“一种复合电热膜”，中国专利申请号91112670.8（公开号为CN1074074，公开日为1993.07.07）公开了“一种新型电发热膜”。低温辐射电热膜多采用丝网印刷法将导电油墨通过网版转印到承印物上。中国专利申请号03110936.5（公开号为CN1440219，公开日为2003.09.03）公开了“一种电热膜制造方法”，采用凹版印刷技术将导电油墨印刷在PET基膜上形成平行排列的导电条，导电条两端由油墨连接并复合汇流条，电热膜上覆盖另一基膜。中国专利申请号200710036025.7（公开号为CN101148939，公开日为2008.03.26）公开了“一种电热地板”，采用丝网印制技术在基板上印刷涂料电热膜层，电热膜上层设有绝缘层，可在36~220V电压下长期安全使用。中国专利申请号201010562200.8（公开号为CN102083246A，公开日为2011.06.01）公开了“一种远红外电热膜”，导电银浆条、导电碳浆条呈正交排列，置于两层绝缘薄膜中间，电热转换率达98%，发热温度不超过80℃。中国专利申请号03146405.X（公开号为CN1571588，公开日为2005.01.26）公开了“单向热辐射电热膜”，采用定向反射功能膜使热能仅向单面辐射。中国专利申请号200910010841.X（公开号为CN101534582，公开日为2005.01.26）公开了“远红外电热膜毯”，含油墨(碳素)电热膜、皮革层、保护层、保温层、防水层、传感器等。中国专利申请号201110062060.2（公开号为CN102128467A，公开日为2011.07.20）、201110060629.1（公开号为CN102131317A，公开日为2011.07.20）分别公开了“电热地膜采暖装置”、“防漏电与防电磁辐射电热地膜及其制作方法”，聚酯薄膜上均匀印刷油墨导电条，外面两侧依次铺设导电铝箔带、PE封套、PVC保护封套。

其它制作低温辐射电热膜的技术包含喷涂法、涂胶法、浸渍法、压印法等。中国专利申请号01128297.5（公开号为CN1413064，公开日为2003.04.23）“一种纳米电热膜的制造方法和用纳米电热膜制成的散热板”、中国专利申请号200910106860.2（公开号为CN101541110，公开日为2009.09.23）“纳米电热膜材料及纳米电热器件的制作方法”，均在基板上喷涂导电涂料形成电热膜。中国专利申请号200710047983.4（公开号为CN101431837，公开日为2009.05.13）“一种远红外柔性电热材料及其制作方法和应用”、中国专利申请号90106391.6（公开号为CN1060325，公开日为1992.04.15）“节能型电热膜融雪器和制法及用途”，均将导电涂料涂附基膜(聚酯膜、胶布等)上，干燥后加装并联电极、电源线。中国专利申请号99117279.5（公开号为CN1258186，公开日为2000.06.28）“一种柔性电热膜发热体的制造方法”、中国专利申请号200810118187.X（公开号为CN101346017，公开日为2009.01.14）“高分子电热膜及其应用”，则在柔性高分子基膜表面预设电极，再将导电涂料均匀涂覆在基材表面形成电热膜，其上固定绝缘保护层。中国专利申请号89107751.0（公开号为CN1051059，公开日为1991.05.01）公开了“一种透明半导体电热薄膜”，以SbCl₃、CdCl₂掺杂SnO₂半导体层，以二甘醇丁醚醋酸酯、聚异丁烯、环已酮为粘结剂，以无水乙醇为主要溶剂，采用浸涂和烘干工艺在衬底材料上形成半导体薄膜型电热膜。中国专利申请号200810036591.2（公开号为CN101568201，公开日为2009.10.28）公开了“双导发热体”，其电热片包括绝缘基板(聚酯薄膜或爽木胶木板)、两个压印在绝缘基板表面上的低温辐照电热膜(导电油墨、碳晶片或碳素纤维)，两电热膜间隔错开、电极彼此对齐，可有效地消除电磁波。

碳素面状发热板为另一种主流低温辐射电热膜。韩国HALLA株式会社睿坚Heating地暖系统的发热主体系纳米碳素与无纺布嵌入式面状发热体，共11层总厚度0.7mm，具有智能控温功能，自身温度不超过60°C。中国专利申请号201110059086.1（公开号为CN102123529A，公开日为2011.07.13）“一种新型碳纤维复合电热膜及其制备方法”、中国专利申请号00121583.3（公开号为CN1338885，公开日为2002.03.06）“低温辐射碳纤维电热膜及其制备方法”所披露的电热膜含导电碳纤维网状编织层、两端金属电极、被绝缘导热塑料膜。中国专利申请号200710006388.6（公开号为CN101237723，公开日为2008.08.06）公开了“电热膜用组成物及以其所制得的电热膜与电热装置”，将导电涂料涂布于网络状纤维材料(如碳纤维纸、金属纤维纸、镀金属纤维纸)上，热固化得到10~1200欧母电阻值的电热膜。中国专利申请号200310107851.8（公开号为CN1606384，公开日为2005.04.13）公开了“耐折迭聚四氟乙烯电热膜及其制备方法”，将导电聚四氟乙烯树脂分散液混合、造粒、干燥，加入助挤剂，用推压机成型为圆条状，用压延机压制为纤维状膜，除助挤剂后烧结为柔软强韧的纤维状电热膜。

具有电阻正温度系数(positive temperature coefficient,PTC)效应的无机或有机材料可用于制作自控温型智能电热膜，PTC功能可防止局部异常过热，自动控制电流随温度的变化，有效控制耗电量。已商业化产品如韩国DYMSCO(大熙)PTC远红外线电热膜、山东恒远电热材料科技有限公司PTC电热膜，系半透明聚酯薄膜与导电油墨低温粘合而制成。浙江华源电热有限公司赛沃智能地暖系统包含1.2mm厚、34cm宽的填充聚乙烯(PE)型PTC半导体元件，利用热敏电阻特性实现电热膜的主动温控。中国专利申请号90102752.9（公开号为CN1056393，公开日为1991.11.20）公开了“具有挠性及恒温特性的复合型导电高分子电发热体”，采用含15-60%导电填充剂的复合型可固化高分子材料作电阻层，两面覆盖绝缘层，发热体表面或内部加骨架层。中国专利申请号03814070.5（公开号为CN1663002，公开日为2005.08.31）、200510134568.3（公开号为CN1790557，公开日为2006.06.21）、200910003413.4（公开号为CN101521963，公开日为2009.09.02）公开了“柔性PTC发热体及其制造方法”，基材表面设有凹凸状树脂发泡体或橡胶材料，采用印刷技术在柔性基材上形成PTC电阻、电极。中国专利申请号200510045421.7（公开号为CN1791308，公开日为2006.06.21）公开了“加热膜制造方法及其有关的发热体”，利用绝缘层上面的水溶性用金属处理的电阻墨水或者利用辅助模具，镀金或者真空镀膜成电极线条后，未形成电极层的上面用PTC油墨印刷成特定形状或者未形成电极线条的上面镀层薄膜。

传统面状发热膜的制作工艺是在绝缘基材表面进行涂覆和丝网印刷。由于导电膜层与基材热膨胀系数不同，反复加热-冷却后导电膜层与基材间易形成气泡，导致导电膜层脱落；同时，反复加热-冷却导致导电膜层易产生微小裂纹，使得电阻值在使用过程中逐渐增加，电热功率衰减比较明显。另外，传统面状发热膜的泄露电流较大，不易通过现有漏电保护装置，存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供了一种单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜，具有热量单向传递的优点，且阻燃性能好，使用性能稳定，安全可靠。

本发明的另一目的是提供该单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜的制备方法。

本发明所采用的技术方案是,一种单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜，其特征在于，包括从下到上依次设置的反射层、第一绝缘层、高分子PTC导电编织层、第二绝缘层以及阻燃层；

其中，高分子PTC导电编织层包括由纱线经纬编织而成的编织底层，编织底层上沿经线方向间隔、且均匀织入多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维，编织底层上沿纬线方向间隔、且平行织入两个载流条；

炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维的原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1～50重量份、炭黑10～50重量份、碳纤维1～11重量份、纳米碳酸钙20～50重量份、硬脂酸钙1～5重量份、硬脂酸镁1～5重量份、过氧化二异丙苯0.001～0.010重量份、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷0.1～2.0重量份、十二烷基苯磺酸0.1～2.0重量份、水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺1～10重量份。

反射层的下方还设置有发泡阻燃隔热层。

编织底层为7～80支、1～6股涤纶纱线编织而成，且涤纶经线和涤纶纬线的密度为每厘米16～24根；所述炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维的直径均为0.5mm～1mm；两个载流条之间距离为45mm～995mm，各载流条均由多根直径为0.05mm～0.1mm的铜丝构成。

发泡阻燃隔热层为低发泡阻燃聚乙烯薄膜，反射层为复合硅酸镁铝填充聚乙烯熔体挤出膜、或铝箔，第一绝缘层和第二绝缘层均为聚乙烯膜、或碳酸钙填充的聚乙烯膜，阻燃层为含六异丙氧基磷腈、水合氧化镁、季戊四醇以及三聚氰胺复合阻燃剂的聚乙烯膜。

该电热膜的宽度为50mm～1000mm，厚度为2.8mm～13.2mm，其中，发泡阻燃隔热层的厚度为1mm～10mm，反射层的厚度为0.1mm～0.2mm，第一绝缘层的厚度为0.1mm～0.5mm，高分子PTC导电编织层的厚度为0.5mm～1mm，第二绝缘层的厚度为0.1mm～0.5mm，阻燃层的厚度为1mm～2mm。

本发明所采用的另一技术方案是，一种单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜的制备方法，采用三辊压延机将从下到上依次设置的反射层、第一绝缘层、高分子PTC导电编织层、第二绝缘层以及阻燃层在130°C～220°C的温度下，压延复合，水冷，收卷，即得；

其中，高分子PTC导电编织层包括由纱线经纬编织而成的编织底层，编织底层上沿经线方向间隔、且均匀织入多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维，编织底层上沿纬线方向间隔、且平行织入两个载流条；

炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维的原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1～50重量份、炭黑10～50重量份、碳纤维1～11重量份、纳米碳酸钙20～50重量份、硬脂酸钙1～5重量份、硬脂酸镁1～5重量份、过氧化二异丙苯0.001～0.010重量份、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷0.1～2.0重量份、十二烷基苯磺酸0.1～2.0重量份、水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺1～10重量份。

反射层为复合硅酸镁铝填充聚乙烯熔体挤出膜、或铝箔，第一绝缘层和第二绝缘层均为聚乙烯膜、或碳酸钙填充的聚乙烯膜，阻燃层为含六异丙氧基磷腈、水合氧化镁、季戊四醇以及三聚氰胺复合阻燃剂的聚乙烯膜。

本发明所采用的另一技术方案是，一种单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜的制备方法，其特征在于，采用三辊压延机将从下到上依次设置的发泡阻燃隔热层、反射层、第一绝缘层、高分子PTC导电编织层、第二绝缘层以及阻燃层在130°C～220°C的温度下，压延复合，水冷，收卷，即得；

其中，高分子PTC导电编织层包括由纱线经纬编织而成的编织底层，编织底层上沿经线方向间隔、且均匀织入多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维，编织底层上沿纬线方向间隔、且平行织入两个载流条；

炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维的原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1～50重量份、炭黑10～50重量份、碳纤维1～11重量份、纳米碳酸钙20～50重量份、硬脂酸钙1～5重量份、硬脂酸镁1～5重量份、过氧化二异丙苯0.001～0.010重量份、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷0.1～2.0重量份、十二烷基苯磺酸0.1～2.0重量份、水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺1～10重量份。

发泡阻燃隔热层为低发泡阻燃聚乙烯薄膜，反射层为复合硅酸镁铝填充聚乙烯熔体挤出膜、或铝箔，第一绝缘层和第二绝缘层均为聚乙烯膜、或碳酸钙填充的聚乙烯膜，阻燃层为含六异丙氧基磷腈、水合氧化镁、季戊四醇以及三聚氰胺复合阻燃剂的聚乙烯膜。

编织底层为7～80支、1～6股涤纶纱线编织而成，且涤纶经线和涤纶纬线的密度为每厘米16～24根；炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维的直径均为0.5mm～1mm；两个载流条之间距离为45mm～995mm，各载流条均由多根直径为0.05mm～0.1mm的铜丝构成；该电热膜的宽度为50mm～1000mm，厚度为2.8mm～13.2mm，其中，发泡阻燃隔热层的厚度为1mm～10mm，反射层的厚度为0.1mm～0.2mm，第一绝缘层的厚度为0.1mm～0.5mm，高分子PTC导电编织层的厚度为0.5mm～1mm，第二绝缘层的厚度为0.1mm～0.5mm，阻燃层的厚度为1mm～2mm。

本发明单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜的有益效果是：

1、具有热量单向传递和阻燃性能好的优点。其中，热量单向传递功能是靠发泡阻燃隔热层和反射层来实现的，该结构使本发明的PTC高分子自限温电热膜的大部分电热能量向室内空间而不是向下辐射；阻燃功能是靠发泡阻燃隔热层、阻燃层来实现的。

2、发泡阻燃隔热层、反射层、第一层绝缘层、高分子PTC导电编织物、第二层绝缘层以及阻燃层的基体材料均为聚乙烯，各功能层的热膨胀系数大致相当，界面黏结力强。在使用过程中，反复通电加热-断电冷却后，绝缘层与导电膜层间不易形成气泡或产生界面黏结性能的显著变化，导电膜层不易产生微裂纹，不会导致导电膜层脱落与电热性能的恶化，从而提高使用性能稳定性，延长自限温电热膜的使用寿命。

3、第一绝缘层和第二绝缘层均为聚乙烯膜、或碳酸钙填充聚乙烯膜，因此绝缘性能好。

4、本发明电热膜泄露电流极小，可以通过现有所有的漏电保护装置，与现有电热膜相比更加安全可靠。这是由于本发明中高分子PTC导电编织层采用编织工艺，把炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维间隔、且均匀编织在编织底层上，使得炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维之间彼此独立，又由于导电纤维的直径很小，不会构成大型的面状电流场，在埋入地下后不会形成明显电容效应，因此泄露电流极小。

本发明方法的有益效果是，工艺流程简单，成本低，易于实现。

附图说明

图1为本发明单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜的第一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜的第二种实施方式的结构示意图；

图3为本发明中的高分子PTC导电编织层的结构示意图。

其中，1.发泡阻燃隔热层，2.反射层，3.第一绝缘层，4.高分子PTC导电编织层，5.第二绝缘层，6.阻燃层，7.编织底层，8.炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维，9.载流条。

具体实施方式

如图1所示，本发明的第一种单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜，包括从下到上依次设置的反射层2、第一绝缘层3、高分子PTC导电编织层4、第二绝缘层5以及阻燃层6。其制备方法为：采用三辊压延机将从下到上依次设置的反射层2、第一绝缘层3、高分子PTC导电编织层4、第二绝缘层5以及阻燃层6在130°C～220°C的温度下，压延复合，水冷，收卷，即得。

如图2所示，本发明的第二种单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜，包括从下到上依次设置的发泡阻燃隔热层1、反射层2、第一绝缘层3、高分子PTC导电编织层4、第二绝缘层5以及阻燃层6。其制备方法为：采用三辊压延机将从下到上依次设置的发泡阻燃隔热层1、反射层2、第一绝缘层3、高分子PTC导电编织层4、第二绝缘层5以及阻燃层6在130°C～220°C的温度下，压延复合，水冷，收卷，即得。

当采用金属箔如铝箔作为反射层2时，本发明的单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜可以不包括发泡阻燃隔热层1。当采用高分子膜材料如复合硅酸镁铝填充聚乙烯熔体挤出膜作为反射层2时，本发明的单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜应包括发泡阻燃隔热层1，以提高自限温电热膜的阻燃性能。

发泡阻燃隔热层1的作用是提供隔热与阻燃功能，既避免热量向下辐射，又可与阻燃层6共同作用，提高电热膜的阻燃性能。反射层2的作用是将电热膜产生的热量向室内空间反射，尽快避免电热热量向下辐射。第一绝缘层3与第二绝缘层5的作用是将高分子PTC导电编制层与外界环境绝缘，确保本发明单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜的使用安全性。高分子PTC导电编织层4是发明的单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜的电热主体，是一种具有自主控温型特性的智能电热器件，能够自动控制电流与自发热功率随温度的变化。

如图3所示，本发明中的高分子PTC导电编织层4包括由纱线经纬编织而成的编织底层7。编织底层7为7～80支、1～6股涤纶纱线编织而成，且涤纶经线和涤纶纬线的密度为每厘米16～24根。编织底层7上沿经线方向间隔、且均匀织入多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维8，炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维8的直径均为0.5mm～1mm。编织底层7上沿纬线方向间隔、且平行织入两个载流条9。两个载流条9之间距离为45mm～995mm，各载流条9均由多根直径为0.05mm～0.1mm的铜丝构成。

炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维8的原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1～50重量份、炭黑10～50重量份、碳纤维1～11重量份、纳米碳酸钙20～50重量份、硬脂酸钙1～5重量份、硬脂酸镁1～5重量份、过氧化二异丙苯0.001～0.010重量份、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷0.1～2.0重量份、十二烷基苯磺酸0.1～2.0重量份、水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺1～10重量份。其中，聚乙烯树脂为高密度聚乙烯树脂、低密度聚乙烯树脂、线形低密度聚乙烯树脂、或中密度聚乙烯树脂。对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物无特殊要求，优选醋酸乙烯酯单元重量百分数为10%～28%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。

其中，本发明中的高分子PTC导电编织层4的制备方法为：

步骤1、制备炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维8：

称取炭黑10～50重量份、碳纤维1～11重量份、纳米碳酸钙20～50重量份、硬脂酸钙1～5重量份、硬脂酸镁1～5重量份、过氧化二异丙苯0.001～0.010重量份、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷0.1～2.0重量份、十二烷基苯磺酸0.1～2.0重量份、以及水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺1～10重量份，置于高速搅拌机中高速搅拌20min～25min，得炭黑组合物；

另称取聚乙烯树脂100重量份、以及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1～50重量份备用；

采用挤出机进行熔融并挤出纺丝，其中，挤出机的一个进料口输送炭黑组合物，另一进料口输送聚乙烯树脂和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，纺丝速度为100m/min～1000m/min，室温下水冷后，收卷，即得炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维8；

步骤2、制备高分子PTC导电编织层4：

采用织布机将纱线经纬编织成编织底层7，编织过程中，沿经线方向间隔、且均匀织入多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维8，并沿纬线方向间隔、且平行织入两个载流条9。

发泡阻燃隔热层1为低发泡阻燃聚乙烯薄膜，反射层2为复合硅酸镁铝填充聚乙烯熔体挤出膜、或铝箔，第一绝缘层3和第二绝缘层5均为聚乙烯膜、或碳酸钙填充的聚乙烯膜，阻燃层6为含六异丙氧基磷腈、水合氧化镁、季戊四醇以及三聚氰胺复合阻燃剂的聚乙烯膜。

本发明的电热膜的宽度为50mm～1000mm，厚度为2.8mm～13.2mm，其中，发泡阻燃隔热层1的厚度为1mm～10mm，反射层2的厚度为0.1mm～0.2mm，第一绝缘层3的厚度为0.1mm～0.5mm，高分子PTC导电编织层4的厚度为0.5mm～1mm，第二绝缘层5厚度为0.1mm～0.5mm，阻燃层6的厚度为1mm～2mm。

实施例1

采用三辊压延机将从下到上依次设置的反射层2、第一绝缘层3、高分子PTC导电编织层4、第二绝缘层5以及阻燃层6在130°C的温度下，压延复合，水冷，收卷，即得本发明的单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜。

其中，反射层2为复合硅酸镁铝填充低密度聚乙烯熔体挤出膜，第一绝缘层3和第二绝缘层5均为低密度聚乙烯膜，阻燃层6为含20重量份六异丙氧基磷腈、30重量份水合氧化镁、5重量份季戊四醇、20重量份三聚氰胺复合阻燃剂的低密度聚乙烯膜。

高分子PTC导电编织层4包括由40支、3股涤纶纱线经纬编织而成的编织底层7，且涤纶经线和涤纶纬线的密度为每厘米20根。编织底层7上沿经线方向间隔、且均匀织入多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维8，炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维8的直径均为0.5mm。编织底层7上沿纬线方向间隔、且平行织入两个载流条9，两个载流条9之间距离为60mm，各载流条9均由多根直径为0.05mm的铜丝构成。

炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维8的原料组成包括低密度聚乙烯树脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1重量份、炭黑10重量份、碳纤维11重量份、纳米碳酸钙20重量份、硬脂酸钙1重量份、硬脂酸镁5重量份、过氧化二异丙苯0.001重量份、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷0.1重量份、十二烷基苯磺酸0.1重量份、水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺10重量份。

本发明该电热膜的宽度为50mm，厚度为2.8mm，其中，反射层2的厚度为0.1mm，第一绝缘层3的厚度为0.1mm，高分子PTC导电编织层4的厚度为0.5mm，第二绝缘层5的厚度为0.1mm，阻燃层6的厚度为2mm。

将本发明的单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜的两个载流条9引出导线接电源，测试得到，在220V电压、20°C环境温度下，该电热膜发热平衡时阻燃层6的表面温度为62°C～68°C，电热功率密度为210kw/m²～225kw/m²。

实施例2

采用三辊压延机将从下到上依次设置的反射层2、第一绝缘层3、高分子PTC导电编织层4、第二绝缘层5以及阻燃层6在180°C的温度下，压延复合，水冷，收卷，即得本发明的单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜。

其中，反射层2为铝箔，第一绝缘层3和第二绝缘层5均为40重量份碳酸钙填充的高密度聚乙烯膜，阻燃层6为含10重量份六异丙氧基磷腈、40重量份水合氧化镁、10重量份季戊四醇、15重量份三聚氰胺复合阻燃剂的高密度聚乙烯膜。

高分子PTC导电编织层4包括由80支、1股涤纶纱线经纬编织而成的编织底层7，且涤纶经线和涤纶纬线的密度为每厘米16根。编织底层7上沿经线方向间隔、且均匀织入多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维8，炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维8的直径均为0.6mm。编织底层7上沿纬线方向间隔、且平行织入两个载流条9，两个载流条9之间距离为750mm，所述各载流条9均由多根直径为0.07mm的铜丝构成。

炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维8的原料组成包括高密度聚乙烯树脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物25重量份、炭黑35重量份、碳纤维6重量份、纳米碳酸钙35重量份、硬脂酸钙3重量份、硬脂酸镁3重量份、过氧化二异丙苯0.005重量份、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷1重量份、十二烷基苯磺酸1重量份、水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺6重量份。

本发明的单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜的宽度为800mm，厚度为3mm，其中，反射层2的厚度为0.2mm，第一绝缘层3的厚度为0.4mm，高分子PTC导电编织层4的厚度为1mm，第二绝缘层5的厚度为0.4mm，阻燃层6的厚度为1mm。

将本发明的单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜的两个载流条9引出导线接电源，测试得到，在100V电压、20°C环境温度下，该电热膜发热平衡时阻燃层6的表面温度为42°C～47°C，电热功率密度为120kw/m²～130kw/m²。

实施例3

采用三辊压延机将从下到上依次设置的发泡阻燃隔热层1、反射层2、第一绝缘层3、高分子PTC导电编织层4、第二绝缘层5以及阻燃层6在220°C的温度下，压延复合，水冷，收卷，即得本发明的单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜。

其中，发泡阻燃隔热层1为低发泡阻燃高密度聚乙烯薄膜，反射层2为铝箔，第一绝缘层3和第二绝缘层5均为40重量份碳酸钙填充的高密度聚乙烯膜，阻燃层6为含10重量份六异丙氧基磷腈、40重量份水合氧化镁、10重量份季戊四醇、15重量份三聚氰胺复合阻燃剂的高密度聚乙烯膜。

高分子PTC导电编织层4包括由60支、4股涤纶纱线经纬编织而成的编织底层7，且涤纶经线和涤纶纬线的密度为每厘米22根。编织底层7上沿经线方向间隔、且均匀织入多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维8，炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维8的直径均为1mm。编织底层7上沿纬线方向间隔、且平行织入两个载流条9，两个载流条9之间距离为990mm，所述各载流条9均由多根直径为0.1mm的铜丝构成。

炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维8的原料组成包括高密度聚乙烯树脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50重量份、炭黑50重量份、碳纤维1重量份、纳米碳酸钙50重量份、硬脂酸钙5重量份、硬脂酸镁1重量份、过氧化二异丙苯0.01重量份、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷2重量份、十二烷基苯磺酸2重量份、水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺1重量份。

本发明的单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜的宽度为1000mm，厚度为13.2mm，其中，发泡阻燃隔热层1的厚度为10mm，反射层2的厚度为0.2mm，第一绝缘层3的厚度为0.5mm，高分子PTC导电编织层4的厚度为1mm，第二绝缘层5的厚度为0.5mm，阻燃层6的厚度为1mm。

将本发明的单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜的两个载流条9引出导线接电源，测试得到，在220V电压、20°C环境温度下，该电热膜发热平衡时阻燃层6的表面温度为58°C～61°C，电热功率密度为180kw/m²～190kw/m²。

实施例4

采用三辊压延机将从下到上依次设置的发泡阻燃隔热层1、反射层2、第一绝缘层3、高分子PTC导电编织层4、第二绝缘层5以及阻燃层6在190°C的温度下，压延复合，水冷，收卷，即得本发明的单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜。

其中，发泡阻燃隔热层1为低发泡阻燃低密度聚乙烯薄膜，反射层2为复合硅酸镁铝填充低密度聚乙烯熔体挤出膜，第一绝缘层3和第二绝缘层5均为低密度聚乙烯膜，阻燃层6为含20重量份六异丙氧基磷腈、30重量份水合氧化镁、5重量份季戊四醇、20重量份三聚氰胺复合阻燃剂的聚乙烯膜。

高分子PTC导电编织层4包括由7支、6股涤纶纱线经纬编织而成的编织底层7，且涤纶经线和涤纶纬线的密度为每厘米24根。编织底层7上沿经线方向间隔、且均匀织入多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维8，炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维8的直径均为1mm。编织底层7上沿纬线方向间隔、且平行织入两个载流条9，两个载流条9之间距离为500mm，所述各载流条9均由多根直径为0.1mm的铜丝构成。

炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维8的原料组成包括低密度聚乙烯树脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1重量份、炭黑10重量份、碳纤维11重量份、纳米碳酸钙20重量份、硬脂酸钙1重量份、硬脂酸镁5重量份、过氧化二异丙苯0.001重量份、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷0.1重量份、十二烷基苯磺酸0.1重量份、水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺10重量份。

本发明的单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜的宽度为1000mm，厚度为10.8mm，其中，发泡阻燃隔热层1的厚度为7.6mm，反射层2的厚度为0.2mm，第一绝缘层3的厚度为0.2mm，高分子PTC导电编织层4的厚度为1mm，第二绝缘层5的厚度为0.3mm，阻燃层6的厚度为1.5mm。

将本发明的单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜的两个载流条9引出导线接电源，测试得到，在220V电压、20°C环境温度下，该电热膜发热平衡时阻燃层6的表面温度为55°C～58°C，电热功率密度为170kw/m²～180kw/m²。

Claims (10)

1.一种单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜，其特征在于，包括从下到上依次设置的反射层(2)、第一绝缘层(3)、高分子PTC导电编织层(4)、第二绝缘层(5)以及阻燃层(6)；

其中，所述高分子PTC导电编织层(4)包括由纱线经纬编织而成的编织底层(7)，所述编织底层(7)上沿经线方向间隔、且均匀织入多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维(8)，所述编织底层(7)上沿纬线方向间隔、且平行织入两个载流条(9)；

所述炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维(8)的原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1～50重量份、炭黑10～50重量份、碳纤维1～11重量份、纳米碳酸钙20～50重量份、硬脂酸钙1～5重量份、硬脂酸镁1～5重量份、过氧化二异丙苯0.001～0.010重量份、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷0.1～2.0重量份、十二烷基苯磺酸0.1～2.0重量份、水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺1～10重量份。

2.按照权利要求1所述单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜，其特征在于，所述反射层(2)的下方还设置有发泡阻燃隔热层(1)。

3.按照权利要求1或2所述单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜，其特征在于，所述编织底层(7)为7～80支、1～6股涤纶纱线编织而成，且涤纶经线和涤纶纬线的密度为每厘米16～24根；所述炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维(8)的直径均为0.5mm～1mm；所述两个载流条(9)之间距离为45mm～995mm，所述各载流条(9)均由多根直径为0.05mm～0.1mm的铜丝构成。

4.按照权利要求2所述单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜，其特征在于，所述发泡阻燃隔热层(1)为低发泡阻燃聚乙烯薄膜，所述反射层(2)为复合硅酸镁铝填充聚乙烯熔体挤出膜、或铝箔，所述第一绝缘层(3)和第二绝缘层(5)均为聚乙烯膜、或碳酸钙填充的聚乙烯膜，所述阻燃层(6)为含六异丙氧基磷腈、水合氧化镁、季戊四醇以及三聚氰胺复合阻燃剂的聚乙烯膜。

5.按照权利要求2所述单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜，其特征在于，该电热膜的宽度为50mm～1000mm，厚度为2.8mm～13.2mm，其中，所述发泡阻燃隔热层(1)的厚度为1mm～10mm，所述反射层(2)的厚度为0.1mm～0.2mm，所述第一绝缘层(3)的厚度为0.1mm～0.5mm，所述高分子PTC导电编织层(4)的厚度为0.5mm～1mm，所述第二绝缘层(5)的厚度为0.1mm～0.5mm，所述阻燃层(6)的厚度为1mm～2mm。

6.一种单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜的制备方法，其特征在于，采用三辊压延机将从下到上依次设置的反射层(2)、第一绝缘层(3)、高分子PTC导电编织层(4)、第二绝缘层(5)以及阻燃层(6)在130℃～220℃的温度下，压延复合，水冷，收卷，即得；

其中，所述高分子PTC导电编织层(4)包括由纱线经纬编织而成的编织底层(7)，所述编织底层(7)上沿经线方向间隔、且均匀织入多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维(8)，所述编织底层(7)上沿纬线方向间隔、且平行织入两个载流条(9)；

所述炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维(8)的原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1～50重量份、炭黑10～50重量份、碳纤维1～11重量份、纳米碳酸钙20～50重量份、硬脂酸钙1～5重量份、硬脂酸镁1～5重量份、过氧化二异丙苯0.001～0.010重量份、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷0.1～2.0重量份、十二烷基苯磺酸0.1～2.0重量份、水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺1～10重量份。

7.按照权利要求6所述单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜的制备方法，其特征在于，所述反射层(2)为复合硅酸镁铝填充聚乙烯熔体挤出膜、或铝箔，所述第一绝缘层(3)和第二绝缘层(5)均为聚乙烯膜、或碳酸钙填充的聚乙烯膜，所述阻燃层(6)为含六异丙氧基磷腈、水合氧化镁、季戊四醇以及三聚氰胺复合阻燃剂的聚乙烯膜。

8.一种单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜的制备方法，其特征在于，采用三辊压延机将从下到上依次设置的发泡阻燃隔热层(1)、反射层(2)、第一绝缘层(3)、高分子PTC导电编织层(4)、第二绝缘层(5)以及阻燃层(6)在130℃～220℃的温度下，压延复合，水冷，收卷，即得；

其中，所述高分子PTC导电编织层(4)包括由纱线经纬编织而成的编织底层(7)，所述编织底层(7)上沿经线方向间隔、且均匀织入多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维(8)，所述编织底层(7)上沿纬线方向间隔、且平行织入两个载流条(9)；

所述炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维(8)的原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1～50重量份、炭黑10～50重量份、碳纤维1～11重量份、纳米碳酸钙20～50重量份、硬脂酸钙1～5重量份、硬脂酸镁1～5重量份、过氧化二异丙苯0.001～0.010重量份、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷0.1～2.0重量份、十二烷基苯磺酸0.1～2.0重量份、水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺1～10重量份。

9.按照权利要求8所述单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜的制备方法，其特征在于，所述发泡阻燃隔热层(1)为低发泡阻燃聚乙烯薄膜，所述反射层(2)为复合硅酸镁铝填充聚乙烯熔体挤出膜、或铝箔，所述第一绝缘层(3)和第二绝缘层(5)均为聚乙烯膜、或碳酸钙填充的聚乙烯膜，所述阻燃层(6)为含六异丙氧基磷腈、水合氧化镁、季戊四醇以及三聚氰胺复合阻燃剂的聚乙烯膜。

10.按照权利要求8或9所述单向传热阻燃PTC高分子自限温电热膜的制备方法，其特征在于，所述编织底层(7)为7～80支、1～6股涤纶纱线编织而成，且涤纶经线和涤纶纬线的密度为每厘米16～24根；所述炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维(8)的直径均为0.5mm～1mm；所述两个载流条(9)之间距离为45mm～995mm，所述各载流条(9)均由多根直径为0.05mm～0.1mm的铜丝构成；

该电热膜的宽度为50mm～1000mm，厚度为2.8mm～13.2mm，其中，所述发泡阻燃隔热层(1)的厚度为1mm～10mm，所述反射层(2)的厚度为0.1mm～0.2mm，所述第一绝缘层(3)的厚度为0.1mm～0.5mm，所述高分子PTC导电编织层(4)的厚度为0.5mm～1mm，所述第二绝缘层(5)的厚度为0.1mm～0.5mm，所述阻燃层(6)的厚度为1mm～2mm。

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