Гибкий полимерный нагреватель

Устрой ваиби др, века на ателей. основе М,: И с, 50. ельство В 3/14 ССР978. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ В,Е, Гуль, Л,ИАбрамов, В,Н,рович и С.Д. Пельц(54) ГИБКИЙ ПОЛИМЕРНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ(57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - снижение массы нагревателя и увеличениеего гибкости, Нагреватель содержитподложку из ткани 1 с двумя закрепленными по краям токоподводами, Подложка 1 пропитана слоем 3 токопроводящей полимерной композиции, сбдержащей, мас,7.: полиметилсилоксановыйлак 42,2-43,65, графит натуральный11,47-14,41, техуглерод печной 1,081,15 и органический растворитель -остальное. Нагреватель предназначендля обогрева одежды и для медицинской практики. 1 ил 1 табл.13617Изобретение относится к электрическим полимерным нагревателям и мо.жет быть использовано в одежде специального назначения, в медицинскойпрактике, а также при обогреве труб,узлов, приборов и т,п.Цель изобретения - повышениегибкости электронагревателя и уменьшение его массы, 10На чертеже изображен нагреватель,общий вид,Нагреватель (фиг. 1) состоит изтканой подложки 1, оснащенной по краям двумя параллельными металлическими электродами 2, закрепленными вткани, например, прошиванием их нашвейной машинке, токопроводящегослоя 3, которым пропитана подложкаи внешней изоляцией 4, выполненной из полиэтиленовой пленки. Приэтом токопроводящая полимерная композиция слоя 3 представляет собойдисперсию углеграфитового наполнителя, состоящего из натурального гра;фита и печного техуглерода, в полиметилфенилсилоксановом лаке приследующих соотношениях компонентов,мас,Е:Полиметил- фенилсилоксановый лак 42,2-43,65Натуральныйграфит 11,47-14,41Печной.техуглерод 1, 08-1, 1535Органическийрастворитель ОстальноеГибкий полимерный нагреватель работает при безопасном напряжении1,5-36 В, в зависимости от его размеров и необходимой рабочей температуры. Нагреватель может эксплуатироваться как от сети переменного тока,так и от сухого источника постоянно 45го тока, например карманной батарейки,В качестве подложки 1 используютхлопчатобумажную или искусственнуюткань.50Выбор процентного состава слоя 3,обеспечивающего повышение гибкостинагревателя, подтверждается следующими примерами его изготовления,П р и м е р 1. Готовят токопроводящую композицию для слоя 3. В55стакан быстроходной бисерной мельницы загружают 48 г натурального графита ГС, 4 г печного техуглерода11,02 30 2ПМЭВ и 120 мл толуола. Диспергируют в течение 2-3 мин при скорости оборотов мельницы 2000 мин- .Затем от навески лака КО, равной 190,3 г (при сухом остатке32,8 г) в стакан мельницы выпивают1/3 лака от его объема. Добавляютв качестве диспергирующего агента300 см стеклянного бисера диаметромз1,5-2,5 мм. Мельницу включают на40 мин, Затем добавляют половину оставшегося лака и диспергируют еще40 мин, После этого вводят оставшийся лак и 100 мл толуола. Диспергируют еще 40 мин, Мельницу выключают,дисперсию отфильтровывают через металлическое сито и ее вязкость доводят толуолом до 16-18 с по вязкозиметру ВЗ.Состав композиции, мас,7:Полиметил- фенилсилоксановый лак 44,0Натуральныйграфит ГС Печной техуглеродПМЭВ 0,92Толуал ОстальноеДля контроля полученной композиции, производят определения удельного объемного сопротивления ( у )покрытия на ее основе,Композицию наносят на стекло методом "кольца", выдерживают на воздухе в течение 12-14 ч и термоотверждают при 220-230 С в течение 5 ч.у композиции 0,4 Ом см.Ткань "перкаль" размером 500 х200 мм прошивают на швейной машинкемедной или стальной проволокой толщиной О, 1-0,2 мм двумя параллельнымишвами по продольной стороне образцана расстоянии 1 см от края, оставляяконцы проволоки не менее 10 см скаждой стороны, расстояние междушвами 180 мм.Приготовленную подложку прикрепляют на деревянную или другую поверхность кнопками и из краскораспыпителя при давлении 3-4 ати наносят токопроводящую композицию по три слояна каждую сторону подложки во взаимно перпендикулярных направлениях,Подложка должна быть пропитана композицией тщательно.Затем полученную заготовку подвешивают и сушат при комнатной темпе, 136173011,. 47 углерсцПМЭВ 1 1 эТолуоз Остальноер= 025 Ом смП р и м е р 3, Нагреватель изготовлен по технологии примера 1, но состав токопроводящей композиции следующий мас.%:Полиметил- фенилсилоксановыйлак КО Натуральныйграфит ГС12,99Печной тех 42, 92 углеродПМЭВ 1,08Толуол ОстальноеО, 18 Ом см.П р и и е р 4, Нагреватель изготовлеч по технологии примера 1,за исключением состава токопроводящей композиции,Состав токопроводящей композиции,мас.%:Полиметил- фенилсилоксановыйлак КО Натуральныйграфит ГС14,41 42,2 ратуре 12-14 ч или в термошкафу при .80-90 С в течение 0,5-1 ч, Сопротивление высохшей заготовки 91 Ом. Сухую заготовку обкладывают с двух сторон пленкой полиэтилена толщиной.0,02-0,03 мм и листами целлофана или лавсана и помещают межцу плитами холодного пресса, Дают давление 1,2-1,0 МПа и включают обогрев, 11 рогревают до 200 С выдерживают при этой температуре 3-5 мин затем увеличивают давление до 5 И 1 а (подпрессовка). Тут же включают водяное охлаждение, пе снимая давления,. Поле полного охлаждения пресса образец вынимают. Его сопротивление 35 Ом,П р и м е р 2 Нагреватель получают по технологии, изложенной в примере 1 при этом состав токопро водящей композиции следующий, мас,%;Полиметил- фенилсипоксановыйлак КО4 ч бсНатуральныйграфит,ГС Печной техПечной техуглеродПМЭВ 1,11Толуол Остальное0,13 Ом см,П р и м е р 5, Нагреватель изготовлен по технологии, описаннойв примере 1, только состав токопроводящей композиции слецующий, мас,%:Полиметил- фенилсилоксановыйлак КО 15 НатуральныйграФит ГС14,83Печной техуглеродПМЭВ 1,06Толуол ОстальноеУО 11 Ом смП р и м е р 6. Нагреватель. изготовлен так же как изложено в примере 4, только цавление при подпрессов 25 ке 4 МПа.П р и м е р 7, Нагреватель изготовлен так же, как изложено в примере 4, только давление при подпрессовке 4,5 МПа.30 П р и и е р 8, Нагреватель изготовлен так же. как изложено в примере 4, только давление при подпрессовке 5,5 МПаГ р и м :- р 9, Нагреватсль изго 35тозлен так же, как в примере 4, тольско температура прессования 190 С,П р и м е р 10, Нагреватель изготовлен так же, как в примере 4,только температура прессования,0 210 С,Электрические и механические свойства нагревателей,. по примерам 1-10,представлены в таблице,При пропитке токопроводящей композицией, содержание наполнителей в которой меньше 0,9 (пример 1), не достигается необходимая рабочая температура при напряжении 6 В,При использовании токопроводящейкомпозиции, соотношение компонентов50которой находится в указанных пределах (пример 2-4), и соблюдении выбранного режима прессования нагреватели имеют стабильные электрическиесвойства при изгибающих дефорМациях.При получении нагревателя на основе токопроводящей композиции, соцержащей наполнителей больше укаэанных пределов по отноШению к полиме 5 13617ру и уменьшение содержания техуглерода в композиции (пример 5) приводит к повышению хрупкости покрытияи электрические свойства изменяютсяпосле 10 изгибов,5Технология горячего прессованиятакже оказывает существенное влияниена свойства гибкого нагревателя.Прессование при давлении 4 МПанагревателя, пропитанного токопроводящей композицией оптимального состава (пример 6), приводит к недостаточно прочному сцеплению ткани с токопроводящим слоем, что при изгибающих деформациях ведет к резкому увеличению сопротивленияНагреватель, полученный при давлении в указанных пределах (пример7), имеет стабильные электрическиесвойства при изгибах, 20Увеличение давления при прессовании (пример 8) приводит к "расплющиванию" образца, вследствие чегоувеличивается сопротивление и возрастает его хрупкость. 25Изменение, уменьшение или увеличение, температуры прессования приводит к недостаточной полимеризациитокопроводящей композиции, что увеличивает электрическое сопроти .ение 30образца (пример 9) или к увеличениюхрупкости нагревателя (пример 10),Известный нагреватель при меньшихразмерах имеет больший вес и меньшуюстабильность электрических свойствпри изгибающих деформациях,Таким образом, предлагаемый гибкий полимерный нагреватель имеет весне более 0,02 кг при размерах 500 "180 мм, а стабильность его электри- щческих свойств при изгибах значительно превосходит свойства известного.Возможно изготовление нагревателейразличных размеров. Например, для при Формула изобретения Гибкий полимерный нагреватель, содержащий изоляционное тканое осно- вание, токопроводящий слой на основе термореактивного полимерного связующего, углеграфитового наполнителя, и органического растворителя, токо- подводы и изоляционное покрытие, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения его массы и повышения гибкости, в качестве углеграфитового наполнителя токопроводящего слоя он содержит натуральный графит и печной техуглерод, при этом ингредиенты взяты в следующих соотношениях, мас, :1 Реактивное полимерноесвязующее(полиметилфенилсилоксановый лак)НатуральныйграфитПечной тех 42-20-43,6511,47-14,411, 08-1, 15Остальное углеродОрганическийрастворитель 30 6менения в медицинской практике предлагаются; для тепловой терапии болевыхсиндромов размерами от 55 мм до 20 20 мм,имеющие температуру рабочей поверхности до 70 С при напряжении 1,510 В, для физиотерапевтического назначения размерами 400"400 мм, развивающие температуру до 50 С при напряжении до 24 В, для обогрева медицинских столов и каталок в операционныйи послеоперационный периоды размерами 800"600 мм, с температурой до30 С при напряжении до 24 В,