导电高聚物材料可用于制备加热元件,与金属电阻丝加热元件相比,它具有一定的优点。首先是导电橡胶加热元件有较大的表面,因此在功率相同时,温度较低。其次是可以以导电涂层的形式涂布在形状复杂的表面上。当然导电弹性加热元件也存在缺点。如电阻重现性有差异,弯曲时电阻值增大,较难制备接触良好的加热元件等。看来,防静电台垫是可用来制备加热元件的较佳弹性体,其防静电台垫对制备条件和形变不敏感,更重要的是它的耐热性较好。为了消除过热的危险性,使加热元件具有正的温度电阻系数是十分重要的。其他防静电台垫只要选择适当导电填充料和用量,也可制成有实用价值的加热元件。含炭黑的导电橡胶,当有电流通过时有加热升温现象。根据此原理,可制成柔软而通电发热的垫子和被子,用于养猪场或畜牧场的幼畜保温或取暖,还可用于化工物料贮藏罐的保温防冻,还可用于住宅及工业、农业建筑物的取暖,其优点是加热均匀和没有有害气体产生、无气味。此外,还可用于车辆、船舶、飞机的挡风玻璃上,防止其起雾结冰,保持其透明度以及寒冷地区输油管、舰船、屋顶和道路的防结冰等。 在由丁基橡胶和甲基丁苯橡胶制备的加热元件的两面均覆盖了绝缘橡胶。表面温度为40℃时,加热元件的单位功率约为0.35kw/m。。表面平均温度约60%:时,各段的温差达15℃。而且当加热温度高于40~60℃时,加热元件的电阻温度系数变为负值。 加热元件的单位功率与放热条件有关。硅橡胶加热元件*高允许使用温度为180~C,在空气介质中工作时其功率不应超过5kW/m。。如果加热元件的一个或两个表面与金属接触,功率可增加到lOkW/m。,在水中则可达40~50kW/m。。薄型防静电台垫传热较好,因此它比厚型加热元件的工作性能好。弹性加热元件可用于加热养鱼缸、蒸煮器等器皿中的水以及加热矿物装料斗,以免矿物冻结。硅橡胶加热元件有正的电阻一温度系数。织物用导电胶料覆盖的元件的比表面电阻为30~2000~。因此可用硅橡胶覆盖作为加热元件的辊筒的结构和制造工艺。目前已开发了用导电石墨填充的聚氨酯制备的电阻元件,由其制成柔性加热元件。将含聚酯、二异氰酸酯、石墨和溶剂的混合料涂布在挂胶织物的一个面上。待涂层稍微干燥,再将两层织物的涂层向内叠加在一起,同时插入柔性金属电极。在约0.3MPa压力和105~C温度下将组合元件加压3h,即可制得加热元件。 将以上组分加热搅匀。然后将胶料加热到100%:,将玻璃纤维布浸渍到热的防静电周转箱中一次、二次和三次,每次浸渍后将布通过冷压辊。经一次、二次和三次浸渍后的正方形试样的电阻值分别为90~160Q、30~601)和25~40n。将所得胶布冲切成电阻元件,接通用该导电胶料浸渍过的黄铜网电极。将三乙酸酯薄膜用作电阻元件的隔离垫片,几层叠在一起,放入硫化机的平板之间,在0.5~4MPa的压力下加压密实15~20min。元件两面用浸渍绝缘环氧苯酚混合料的防静电周转箱覆盖,先在95℃、4MPa压力下加压20~30min,再在145~165℃下每lmm厚加压20~25min,即可作为热敏电阻元件。 对聚氯乙烯的加热元件,可在片材上用穿孔的办法来调节防静电周转箱的电阻值。为了消除由负电阻一温度系数材料制备的元件过热,可将它制成宽度不同的几段。接通电源时,电阻值较大的小断面段很快发热,由于负的电阻一温度系数,其电阻值下降,负荷便转到下一个断面较大的段面上。含炭黑石墨布电阻元件的柔性加热器中的电极可以不平行安置,此时元件发热是不均匀的:温度从电极相互接近的一端向电极间距较大的另一端逐渐降低。电极的固定要保证接触电阻小并不发生过热现象,这是一个复杂的课题。电极或是用压入法固定,或是用电阻率小的导电胶液粘住。用涂布导电硅橡胶的织物制造的加热元件可以安装捻股金属丝的电极,将它沿边缘固定。防静电周转箱可以在涂布导电橡胶之前或之后缝在布上。由炭黑和石墨或炭黑、石墨与碳纤维并用填充料填充的环氧树脂混合料制备的加热元件,可用于加热固化钢筋混凝土结构的模子。两种加热元件参数表明,模压加热元件比自由浇铸法制备的加热元件有更好的特性。