Page 61 - 《橡塑技术与装备》2019年24期（12月下半月塑料）

材料与应用 沈建东 等·导电橡胶发热芯材的研制

导电橡胶发热芯材的研制

沈建东，殷海刚，徐道鹏，杨卫东
( 江苏科强新材料股份有限公司，江苏 江阴 214400)

摘要 ： 导电橡胶发热芯材是以橡胶为基材，以填充导电炭黑或其他导电填料（如金属粉、石墨烯等）而实现橡胶导电发热的
新型复合材料，具有电阻阻值可调可控，材料柔性好，发热功率稳定等特点，可广泛应用于电采暖、工业加热材料的开发和应用。
关键词 ： 导电橡胶 ；发热材料 ；电加热应用
中图分类号 ： TQ330.17 文章编号 ： 1009-797X(2019)24-0045-07
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.24.008

当前，电发热采暖行业主要采用导电金属材料、 材而导致断路或短路，存在严重的安全隐患，反之，
导电油墨材料等作为发热芯材，其中导电金属材料最 电阻值过大，电流会很小，功率会相应下降，达不到
为普遍，包括发热线缆、金属发热棒等，以线状发热 发热采暖的效果和功用。
为主，优点是金属的电阻稳定，发热功率稳定，加工 在长时间通电工作状态下，发热电阻值会发生相
工艺成熟，应用时间长，同时由于其线状的形态特点， 应的变化，如衰减导致功率下降，影响寿命和功效，
发生单点折损会导致整体功能失效，而制作成面状形 或进一步降低电阻值，导致安全隐患增大。
态则会出现加工困难、成本过高等缺陷。导电油墨作 针对以上分析，设计并生产一个合理且稳定电阻
为液态导体，无法单独使用，需依赖载体，目前普遍 值的发热体芯材，是确保产品使用功效、寿命及安全
以 PET 基材通过印刷的形式作为导电油墨的使用载 的关键。
体，实现了面状发热的功能，同时材料整体轻薄，实
现了制备的低成本和较强的加工性能，广泛应用于电 1 实验
地暖行业，但 PET 材料的刚性，无法实现完全的柔性 1.1 主要原辅材料
应用，在发生异形弯折时，对材料本身以及发热功能 丁腈橡胶（NBR）牌号 3305，产地兰化 ；三元乙
都会产生影响。为此，使用橡胶作为基材制作纯柔性 丙（EPDM）牌号 3666 3092，产地日本三井 ；导电
导电发热芯材，可兼具上述的面状发热、轻量化、低 炭黑（CHEZACARD）AC80， 产地捷克 ；
成本等优势，并可解决存在的不可弯折的特有问题。 1.2 主要设备和仪器
柔性导电橡胶发热材料是电发热采暖的核心部 X(S)160A 两辊开炼机，青岛化工机械厂 ； XSM-
件，在电的作用下，导电橡胶形成一个闭合回路，而 05/10-200 型密炼机，上海科创橡胶机械设备有限
导电橡胶可以设定成一定的电阻，正是利用电阻的发 公司 ； GT-M2000-A 型密闭模无转子硫化仪 ； AI-
热原理，使温度逐步升高，达到设定值。 7000M 型电子拉力试验机和 GT-7017 型老化箱，台
P=I×U （1） 湾高铁 ； LCM3C2-G03-LM 型平板硫化机，佳鑫电
I=U/R （2） 子设备科技 （深圳）有限公司 ；LX - A 型橡胶硬
由(1)(2) 式可以推出 度 计 ，上海六中量仪厂； M-6 型手持式四探针测试仪，
P=U²/R （3） 苏州方圆仪器设备检测有限公司 ；
由公式（3）可以看出，功率 P 同电阻 R 的大小 1.3 试验配方
成反比。因此，若需提高发热功率，加快发热速度， 配方一 ： NBR 60 ；氧化锌 6 ；导电炭黑 25 ；软
则导电橡胶的电阻值 R 则应降低。
作者简介 ：沈建东（1968-），男，本科，中级工程师，从
合理且稳定的发热功率对一个发热体来说十分重
事公司橡胶产品、TPE 产品的研究开发工作。
要，电阻值过低，则电流过大，电流会很容易击穿芯 收稿日期 ：2019-08-04

2019 第 45 卷 ·45·
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