Состав для резистивного пленочного нагревателя Советский патент 1982 года по МПК H05B3/14 

(5) СОСТАВ ДЛЯ РЕЗИСТНВНОГО ПЛЕНОЧНОГО Изобретение относится к электрю- тернии, а конкретне(2 к резистивныи пленочным нагревателям, которые мо- . гут быть использованы для нагрева и термостатирования различных теплоотдающих устройств с температурой использования в эксплуатации до . Известны резистивные .нагреватели, на основе акриловой смолы и графита, которые обладают малым стабильным удельным сопротивлением при воздействии высоких температур и влаги tl Однако для изготовления нагревателя требуется температура выше 371°С, которую должна выдерживать , подложка, что не всегда возможно. Кро ме того, такой нагреватель имеет не высокие деформационные свойства и поверхности большой площади подвергаются растрескиванию, особенно на жестких подложках. Известна нагревательная ткань, со,стоящая из стеклянной основы в качест ве подложки, нагревательного слоя на НАГРЕВАТЕЛЯ основе поливинилхлорида и графита, слоя поливинилхлорида, защищакяцего электропроводящий материал от влаги t23. Необходимое электросопротивление проводящего слоя достигается соответствующей концентрацией графита. Изг готовление такого нагревателя тррбуёет специального оборудования (вальцы, каландры). Применение данного нагревателя возможно прм низкой температуре нагрева, так как при ЙО°С начинается разложение полимера, сопровождающееся выделением токсичного хлористого водорода. Наиболее близким к изобретению является гибкий листовой нагреватель с пленкообразующим высокомолекулярным связующим и углеродным.тркопроводящим мatepиaлoм в виде сажи,мелких частиц угля, которые наносятся на пленку связующего в растянутом ее состоянии, после снятия усилия растяжения пленка сжимается и тем самым создает контакт между электропроводящими частицами, обеспемивая необходимое удельное сопротивление.

Такой нагреватель можно создать только на пленке, обеспечить необходимое сопротивление на жесткой подложке невозможно. Также как и невозможно нанести его на поверхность любой формы.

Цель изобретения - расширение области использования путем выполнения нагревателя в виде покрытия с низкой температурой формирования различной требуемой толщины на Подложках различной формы, улучшение санитарно-ги гиенических условий эксплуатации и Уменьшение стоимости изготовления, повышение равномерности нагрева его по всей площади. Поставленная цель достигается тем что в качестве углеродного материала использован графит, а в качестве свя зующего взята пленкообразующая компо зиция, включающая полиизоцианатный аддукт (синтез 2, толуилендиизоцианата 3 моля и триметилопропана 1 мол в растворе циклогексанона, простой олИгоэфирГЛИКОЛЬ (сополимер тетрогидрофурана с окисью пропилена), молекулярной массы 1000-1200 и циклогексанон. Все компоненты взяты в сле дующем соотношении, вес.ч.: аддукт ( в циклогексаноне Простой олигоэфиргликоль25,5-22,7 Триметилолпропан 2,3-2,0 Графит29-37 Ци кло гек санон 5 2,5 б, 6 При взаимодействии изоцианатных концевых групп аддукта с уретановыми группами образуется структура, когда один и тот же компонент служит для построения линейной цепи и для сшива ния. Поэтому пространственн1ая сетка этого полиуретана имеет почти одинаковые размеры ячеек. Степень попереч ного сшивания обеспечивается соотношением между числом изоцианатных групп и общим числом активных атомов водорода СО/ОН 2 . Исходя из этого рассчитывается сухой состав связующего. С целью получения композиции, обеспечивающей оптимальные условия нанесения и форкмрования тонкого сло равномерного по толщине, берется сухой состав массы и циклогексанона в соотношении 1:1. Такой состав компонентов в сочетании с незна1«1тельной

вязкостью связующего при введении адсорбционно активного графита уже в процессе смещения ориентирует частицы графита, обеспечивая равномерность

трехмерной сетки, спосрбствующей равномерному распределению и фиксации частиц, технологичность формирования, высокую скорость гелеобразования, максимальное содержание гель-фракции

(99-99,5%) и густосетчатую структуру покрытия. За счет этого достигается образование электропроводящих цепочек при сравнительно низкой степени наполнения, о чем свидетельствует линейная вольт-амперная характеристика покрытий, наблюдаемая при степени наполнения 28 массовый и выше. При этом обеспечивается достаточно низкое сопротивление (табл.. Наличие допол нительно сшиваю1чего компонента (триметилолпропана) и введение в техноло(-ию отве.:рждения токовой обработки обеспечивает густосетчатую с высоким Ьодержанием гель-фракции систему, где структурирование сетки преобладает над дефектностью. Температура стеклования предложенных покрытий , свидетельствующая о том, что покрытие эксплуатируется в высокоэластическом состоянии и обладает высокими деформационными свойствами. Весовые соотношения состава выбраны из следующих соображений. При количестве графита менее 29 в.ч. наблюдается нелинейность вольт-амперной характеристики, при содержании его более 37 в.ч. ухудшаются прочность при изгибе нагревателя и увеличивается вязкость, что ухудшает технологичность изготовления. Циклогексанон взят в пределах 52,,6 в.ч, чтйбы в сумме с циклогексаноном в 70 аддукте составить соотношение сухой массы и растворителя 1:1, для обеспечения технологичности нанесения состава и формирования покрытия любой толщины и кроме того, оно оптимально для осуществления перемешивания без больших энергозатрат. Компоненты полиизоцианатного аддукта и гидроксилсодержащих частей, состоящей из простого олигоэфиргликоля и триметилпропана выбраны для получения заданного соотношения числа изоцианатных групп и активных атомов водорода, увеличения доли триметилолпропана влечет к увеличению жесткости и нестабильности системы, а увеличение олигоэфиргликоля - не обеспечива