Способ изготовления пленочногорезистивного нагревателя

 

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

Сеез Советских

Сецналнстнчесиих

Ресвублнк (»)797082 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 21.07.78 (21) 2648727/24-07 с присоединением заявим 89 (51)М. Кл.з

Н 05 В 3/14

Н 01 С 17/06

Государственный квинтет

СССР яв делам epe s a я открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150181. Бюллетень Н9 2 (53) УДН 621. 036.

662 9 002 2 (088. 8) Дата опубликования описания 15. 01. 81 (72) Авторы изобретения

С. 3. Бондаренко, Э. Е. Эйдлер, А ° В. цуканов и В. В. Арбузова

Научно-производственное объединение по механизации и автоматизации производства машин для хлопководства

"Технолог" (71) Заявитель (54), СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛЕНОЧНОГО

РЕЗИСТИВНОГО НАГРЕВАТЕЛЯ

Изобретение относится к пленочным резистивным нагревателям, в частности, к способам их изготовления.

Йзвестен способ изготовления поли- 5 мерных пленочных резистивных нагревателей, при котором на изоляционную подложку наносят токопроводящий слой на основе связующего (синтетической смолы) и дисперсного электро- проводящего наполнителя. Подложку пропитывают электропроводящим слоем, затем на него наносят изоляционное ,покрытие и прессуют все слои при температурно-временных режимах и давлении, соответствующих виду синтетичес- 15 кой смолы. При этом перед нанесением изоляционного покрытия резистивный элемент дополнительно уплотняют о определенному режиму. Дополнйтельное уплотнение резистивного элемента необходимо для стабилизации его элек- трических характеристик, которая не достигается на первой стадии изготов" ленин - пропитке и уплотнении подложки токопроводящим слоем (11.

Недостатком этого способа являет ся многооперационность, трудоемкость и в связи с этим низкая производительность.

Известен также способ изготовления полимерных пленочных резистивных нагревателей, при котором из ол яционную подложку с одной стороны покрывают слоем высоков яз кой электропровод ящей композиции, представляющей собой наполненный электропрогодящим дисперсным наполнителем полиуретановый форполимер, укладЫвают токопроводящие шины, электроизолируют со стороны электропроводящего слоя второй подложкой и затем опрессовывают все слои. Прессование проводят прн 130 С о под давлением до 1 кгс/см1 в течение

8-16 ч. При этом получают нагреватели, в которых резистивный элемент в виде полимерной пленки заключен между двумя изоляционными подложками..Для стабилизации электрических и механических свойств нагреватель дополнительно тормообрабатывают в течение 8-10 ч при llO C 21.

Недостатком этого способа является большая продолжительность, обусловленная медленным протеканием процессов, связанных с фиксацией цепочек проводимости, т.е. стабилизацией электрических характеристик.

Цель изобретения — достижение высокой производительности, стабиль797082

Образец, 9

Продолжительность термообработки при

100 С беэ давления после прессования, час

Температура прессования, С

Давление в вакуум ной установке, кгс/сх

Давление прессования, кгс/см

Температура пре сования, С

Продолжительность прессования, ч

Продолжительность термообработки без давления при 110 С после прессования, час

0,2 100

0,2 100

0,1 100

0 1 100

0,3 100

1,5

0,9

100

130

0,9 йости электрических и механических, свойств нагревателя, возможности кон, троля продолжительности процесса йрессавания.

Для достижения указанной цели нагреватель изготавливают путем нанесения высоковязкой электропроводящей композиции на основе связующего полимера, растворителя и дисперсного наполнителя на одну из сторон изоляционной подложки, укладывают токоподводящие шины, покрывают сверху изоляционной подложкой, прессуют все слои при температуре, достаточной для отверждения полимера 100-130 С при одновременном вакуумировании прессуемого иэделия. Процесс прессования осуществляется только до ..стабилизации значений электросопротивлений прессуемого нагревателя, которые контролируются по прибору измерения сопротивлений.Продолжительность прессования при этом составляет О,:75-1,5 ч, в зависимости от состава композиции ° Получаемый такимобразом нагреватель характеризуется стабильностью электрических параметров при хранении и термообработке.

Для достижения необходимой механической прочности нагреватель термо-. обрабатывают без давления при той же температуре в течение 7-8 ч.Пример. В реакторе готовят композицию вязкостью. 170 с по ВЗ-1 состава, вес.

Плиэфир 24 к 100

2,4 -Толуилендииэоцианат- 100

Режимы прессования нагревателей с вакуумированием до стабилизации электросопротивлени образца (0,75-1,5 ч) Этилацет ат 100

Салицилальимин меди 0,09

Графитизированный каолин 150

Полученную композицию наносят сло.ем толщиной 0,4 мм на полотно стеклоткани, укладывают токоведущие шины, накрывают вторым полотном стеклоткани и подвергают горячему прессованию в вакуумной установке при

100 С. В процессе прессования реги © стрируют изменения электросопротивлений во времени. Процесс прессования прекращают, если в течение 0,5 ч изменений сопротивлений не наблюдалось. Полученный таким образом материал подвергают термообработке без давления при 100 С. Контроль качества полученного материала осуществляют, определяя: стабильность электрических характеристик, как относительное изменения электросопроЩ тивлений, при термообработке при

120 С.в течение 10 ч, равномерность свойств путем разрезки электропроводящего материала на полосы равных размеров и средне-арифметической величины отклонений сопротивлений полос от номинального значения; величину удельного злектросопротивления по ГОСТ 6433.1-4-71, прочность на расслоение.

Для испытаний готовят 4 образца.

Для сравнительного анализа готовят также образцы электропроводящего материала, изготовленные прессова нием без вакуумирования. Результаты анализа даны в табл. 1 и 2.

33

Таблица 1

Режимы изготовления нагревателей прессованием без вакуумирования

797082

Таблица 2

Показатели

Образец, 9

1 2 3 4 5 6

Стабильность электрических характеристик, Ъ

3 3 2 4 12 15 2

8 7 6 6 8 11 12

Равномерность свойств, В

Удельное поверхностное сопротивление, Ом

160 155 155 165 180 355 170

0,2 0,9 1,1 0,3 0,2 0,1 0,7

Формула изобретения

Составитель А. Ходатаева

Редактор М. Келемеш Техред .А.Áîéêàñ . Корректор М. Вигула

Заказ 9812/79 Тираж 898 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Прочность на расслоение, кгс/см

Из табл. 1 и 2 видно, что при прессовании с вакуумированием в течение времени, необходимого для стабилизации электросопротивлений образец 1), для нагревателей характерна низкая механическая прочность.

В дальнейшем при термообработке при

100оС без давления в течение 7-8 ч (образцы 2, 3 механическая прочность нагревателей не уступает соответствующим свойствам образцов, полученных обычным способом — прессованием без вакуумирования (образец

7). Образцы нагревателей, полученных прессованием без вакуумирования нри температурно-временных режимах по предлагаемому способу, обладают плохими показателями по стабильности и прочности (образец 6). Вакуумирование при давлении более

0,2 кгс/см также приводит к ухуд- шению стабильности и прочности нагревателей (образец 5 ) .

Применейие предлагаемого способа изготовления пленочного резистивного нагревателя сокращает продолжительность процесса, т.е. повышает производительность и коэффициент загрузки оборудования, уменьшает энергозатраты. Контроль продолжительности процесса по стабилизации электросопротивлений нагревателя при прессовании повышает надежность процесса и уменьшает влияние ошибок в дозировании компонентов связующего электропроводящей композиции, Способ изготовления пленочного резистивного нагревателя из поли30 мерной композиции с растворителем, например из стеклопластика, при котором на изоляционную подложку наносят электропроводящий слой на основе связующего полимера, растворите35 ля и дисперсного наполйителя, уклады-. вают токоведущие шины, сверху на- . кладывают вторую изоляционную подложку, прессуют все слои под давлением и температурных режимах, со4р ответствующих виду связующего полимера, стабилизируют электросопротивление электропроводящего слоя и термообрабатывают нагреватель, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения .времени изготовле4$ ния нагревателя, стабилизацию электросопротивления электропроводящего слоя производят одновременно с прессованием, которое проводят в ваку- уме с давлением не более 0,2 кгс/см.

$0 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 598271, кл. Н 05 В 3/14, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

$$ 9 681080, кл. С 08 67/00, 1976,