Гибкий полимерный нагреватель

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - снижение массы нагревателя и увеличение его гибкости. Нагреватель содержит подложку из ткани 1 с двумя закрепленными по краям токоподводами. Подложка 1 пропитана слоем 3 токопроводящей полимерной композиции, содержащей , мас,%: полиметилсилоксановый лак 42,2-43,65, графит натуральный 11,47-14,41, техуглерод печной 1,08- 1,15 и органический растворитель - остальное. Нагреватель предназначен для обогрева одежды и для медицинской практики, 1 ил., 1 табл. с ff fff f ff ff f f f i I 77 55

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (и) А1 (50 4 Н 05 В 3/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3882883/24-07 (22) 12.04.85 (46) 23.12.87. Бюл. № 47 (71) Московский технологический институт мясной и молочной промышленности (72) В,Е. Гуль, Л,И. Арутюнова, В.С, Абрамов, В,Н, Цибуляк, И.Л.Мирович и С.Д. Пельц (53) 621.3,036.669(088.8) (56) Карпинос Д.M. и др, Устройства для обогрева человека на основе гибких электронагревателей, — М.: Информэлектро, 1981, с, 50.

Авторское свидетельство СССР № 598271, кл. Н 05 В 3/14, 1978. (54) ГИБКИЙ ПОЛИМЕРНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — снижение массы нагревателя и увеличение его гибкости. Нагреватель содержит подложку из ткани 1 с двумя закрепленными по краям токоподводами. Подложка 1 пропитана слоем 3 токопроводящей полимерной композиции, сбдержащей, мас.7.: полиметилсилоксановый лак 42,2-43 65 графит натуральный

11,47-14,41, техуглерод печной 1,081,15 и органический растворительостальное. Нагреватель предназначен для обогрева одежды и для медицинской практики. 1 ил., 1 табл.

13617

Изобретение относится к электрическим полимерным нагревателям и может быть использовано в одежде специального назначения, в медицинской практике, а также при обогреве труб, узлов, приборов и т.п.

Цель изобретения — повышение гибкости электронагревателя и уменьшение его массы. 10

На чертеже изображен нагреватель, общий вид.

Нагреватель (фиг. 1) состоит из тканой подложки 1, оснащенной по краям двумя параллельными металлическими электродами 2, закрепленными в ткани, например, прошиванием их на швейной машинке, токопроводящего слоя 3, которым пропитана подложка и внешней изоляцией 4, выполненной из полиэтиленовой пленки. При этом токопроводящая полимерная композиция слоя 3 представляет собой дисперсию углеграфитового наполнителя, состоящего из натурального rpa- 25

;фита и печного техуглерода, в полиметилфенилсилоксановом лаке при следующих соотношениях компонентов, мас.7:

Полиметилфенилсилоксановый лак 42,2-43,65

Натуральный графит 11, 47-14, 41

Печной .техуглерод 1, 08-1, 15

Органический растворитель Остальное

Гибкий полимерный нагреватель работает при безопасном напряжении

1,5- 36 В, в зависимости от его размеров и необходимой рабочей температуры. Нагреватель может эксплуатироваться как от сети переменного тока, так и от сухого источника постоянно45 го тока, например карманной батарейки.

В качестве подложки 1 используют хлопчатобумажную или искусственную ткань.

Выбор процентного состава слоя 3, обеспечивающего повышение гибкости нагревателя, подтверждается следующими примерами его изготовления.

Пример 1. Готовят токопроводящую композицию для слоя 3. В

55 стакан быстроходной бисерной мельницы загружают 48 г натурального графита ГС-2, 4 r печного техуглерода

11,02

30 2

ПМЭ-100 В и 120 мл толуола. Диспергируют в течение 2-3 мин при скорости оборотов. мельницы 2000 мин

Затем от навески лака КО-08, равной 190,3 г (при сухом остатке

32,8 r) в стакан мельницы выпивают

1/3 лака от его объема. Добавляют в качестве диспергирующего агента

300 см стеклянного бисера диаметром з

1,5-2,5 мм. Мельницу включают на

40 мин. Затем добавляют половину оставшегося лака и диспергируют еще

40 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-4.

Состав композиции, мас,7:

Полиметилфенилсилоксановый лак 44,0

Натуральный графит ГС-2

Печной техуглерод

ПМЭ-100. В 0,92

Толуал Остальное

Для 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. о„ композиции 0,4 Ом см.

Ткань "перкаль" размером 500

«200 мм прошивают на швейной машинке медной или стальной проволокой толщиной О, 1-0,2 мм двумя параллельными швами по продольной стороне образца на расстоянии 1 см от края, оставляя концы проволоки не менее 10 см с каждой стороны, расстояние между швами 180 мм, Приготовленную подложку прикрепляют на деревянную или другую поверхность кнопками и из краскораспыпителя при давлении 3-4 ати наносят токопроводящую композицию по три слоя на каждую сторону подложки во взаимно перпендикулярных направлениях, Подложка должна быть пропитана композицией тщательно.

Затем полученную заготовку подвешивают и сушат при комнатной темпе".

1361730

11,47 углерсц

ПМЭ-100 В 1 I.r

Толуо ч Остальное р,,= 0,.25 Ом-см

Пример 3. Нагреватель изготовлен по технологии примера 1, но состав токопроводящей композиции следующий„ мас.М:

Полиметилфенилсилоксановый лак КО-08

Натуральный графит ГС-2 12,99

Печной тех42, 92 углерод

ПМЭ-100 В 1,08

Толуол Остальное р,,= 0,18 Ом см.

П р и, e p 4, Нагреватель изготовлеч по технологии примера 1, за исключением состава токопроводящей композиции, Состав токопроводящей композиции, мас.7.:

Полиметилфенилсилоксановый лак КО-08

Натуральный графит ГС-2 14,41

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 -.îëùèíîé

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. Прогревают до 200 С„ выдерживают при этой температуре 3-5 мин„ затем увеличивают давление до 5 1П!а (подпрессовка). Тут же включают водяное охлаждение, пе снимая давления,. По"ле полного охлаждения пресса образец вынимают. Его сопротивление 35 Ом, Пример 2. Нагреватель получают по те;:нологии, изложенной в примере 1> при этом состав foic01Ipo водящей композиции сл дуюший, мас,7.:

Полиметилфенилсилоксановый лак 1 0-08 4ч бс

Натуральный графит .ГС-2

Печной техПечной техуглерод

ПИЭ-100 В 1,11

Толуол Остальное

0 13 Ом см, Пример 5. Нагреватель изготовлен по технологии, описанной в примере 1, только состав токопро10 водящей композиции слецующий, мас,Е:

Полиметилфенилсилоксановый лак КО-08

15 Натуральны", графит ГС-2 14,83

Печной те:— углерод

ПМЭ вЂ” 100 В 1,06

Толуол Остальное у„= 0,11 Ом см

Пример 6. Нагреватель. изготовлен так же как изложено в примере 4. только цавление при подпрессов25 ке 4 МП2.

П p и :и ".е р 7. Нагреватель изготовлен так же, как изложено в примере 4, только давление при подпрессовке 4,5 1"Па, 0 П р и и е р 8, Нагреватель иэго-.

-.ñçëåí так же. как изложено в примере 4, только давление при подпрессо ке 5 1,1П

П р и м =- p 9. Нагреватсль изго35 тозлен так же, как в примере 4, тольС ко температура прессования 190 С, Пример 10. Нагреватель изготовлен так же, как в примере 4, только температура прессования

4р 210 С.

Электрические и механические свойства нагревателей, по примерам 1-10 представлены в таблице.

При Ipîïi:тке токîпроводящей композицией, содержание наполнителей в ко 5 торой меньше 0,9 (пример 1), не достигается необходимая рабочая температура при напряжении 6 В.

При использовании токопроводящей композиции, соотношение компонентов

50 которой находится в указанных пределах (пример 2-4), и соблюдении выбранного режима прессования нагреватели имеют стабильные электрические свойства при изгибающих деформациях.

При получении нагревателя на основе токопроводящей композиции, соцержащей наполнителей больше укаэанных пределов по отношению к полиме5 13617 ру и уменьшение содержания техуглерода в композиции (пример 5) приводит к повышению хрупкости покрытия и электрические свойства изменяются после 10 изгибов, 5

Технология горячего прессования также оказывает существенное влияние на свойства гибкого нагревателя.

Прессование при давлении 4 MIIa нагревателя, пропитанного токопрово- 10 дящей композицией оптимального состава (пример 6), приводит к недостаточно прочному сцеплению ткани с токопроводящим слоем, что при изгибающих деформациях ведет к резкому уве- 15 личению сопротивления.

Нагреватель, полученный при давлении в указанных пределах (пример

7), имеет стабильные электрические свойства при изгибах. 20

Увеличение давления при прессовании (пример 8) приводит к "расплющиванию" образца, вследствие чего увеличивается сопротивление и возрастает его хрупкость. 25

Изменение, уменьшение или увеличение, температуры прессования приводит к недостаточной полимеризации токопроводящей композиции, что увеличивает электрическое сопроти .ение 30 образца (пример 9) или к увеличению хрупкости нагревателя (пример 10).

Известный нагреватель при меньших размерах имеет больший вес и меньшую стабильность электрических свойств при изгибающих деформациях.

Таким образом, предлагаемый гибкий полимерный нагреватель имеет вес не более 0,02 кг при размерах 500 "

«180 мм, а стабильность его электри- 10 ческих свойств при изгибах значительно превосходит свойства известного.

Возможно изготовление нагревателей различных размеров. Например, для приФормула изобретения

Гибкий полимерный нагреватель, содержащий изоляционное тканое основание, токопроводящий слой на основе термореактивного полимерного связующего, углеграфитового наполнителя, и органического растворителя, токо подводы и изоляционное покрытие, отличающийся 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. :

Реактивное полимерное связующее (полиметилфенилсилоксановый лак)

Натуральный графит

Печной тех42-20-43,65

1i,47-14,41

1,08-1, 15

Остальное углерод

Органический растворитель

30 6 менения в медицинской практике предлагаются: для тепловой терапии болевых синдромов размерами от 5 5 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 операционный и послеоперационный периоды размерами 800"600 мм, с температурой до

ЗООС при напряжении до 24 В.

1361730 о о о о

00 00 00 00

»»»a a ы о о о о

o o о о щ щ щ an

О

Щ н о ь сЧ

1 с»! 1 с»! л

«0

О Э Ц «-»

Q) д э х

«О

О Л Л

o o o л л

o o o

00 О

o o

° \ л

o o

О О с«4

o o л

o o

Щ О О ю о о л ° » л о î о

Ю

° » ь

I ц !

4 х

Щ щ сч о м сч

Щ л сч 1

О

Ch м

I cn

1 1 1 с«» л

»Д\ м сч

Ch

»

Ю л м 1 м с»! («» м м с 4 о

00 м м сч О М сч м м »О

Ch 1 с«4 о о л

О.

1-»

«»

Щ л

С4

1» !

Щ с1 щ с 4 м м сч . О сЧ I с 1 м an сч м щ о м м с«4 щ м сч cv

00 л м с4 сч ь

Щ Щ О О О О о О»О

О 00

О Л О

«01 о д

О»О!,р Х1

»»» 41 ц v) I

ХI

Э!

О Ц1an

О О1 д OI и «с!

0 л О

0х II л- д

1 Е-»

»

» — — — — — ——

"o е о

«:uх овх

О д Е

И «0

Е О

О 01"

О х л

04 1 С0

1 О О

1 Ц с) О О О О О О

00 00 CO 00 00 00 к М

О O О O О О

О Q О Q Q Ю

О.1

Щ л

М 00 с 1

1 с м е4 1 I с 1 1 I 1 щ щ щ щ an o an щ Щ л л л л л л л л л

o o o o, o — o .o о

+! +с Н, +»» !», + +! +I I Н, 1

Ь mе! сЧ М Щ О Л 00 СП и «0 Х