[发明专利]基于正温度系数高分子材料的模拟量线型感温火灾探测器

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟量线型感温火灾探测器，特别涉及一种基于具有电阻正温度系数效应(PTC)高分子复合材料的模拟量线型感温火灾探测器，属于感温火灾报警电缆以及高分子功能复合材料技术领域。

在现有技术中，经常利用具有电阻负温度系数效应(NTC)材料制备模拟量线型感温探测器作为火灾探测器，附图1、2显示了该类型中的一种模拟量线型感温探测器结构示意图及工作原理(图2为截面图)，在该种探测器中，在两根探测导体之间有可熔融绝缘层，以及具有NTC特性的高分子材料层，根据需要可在外面包覆护套层。当温度升高到一定程度时，可熔融绝缘层熔化，同时NTC塑料层受热电阻减小，使两根探测导体之间的电阻降低，根据此原理达到测温报警目的。另外这类感温探测器也可以由两根包覆NTC特性层的金属丝以一定的绞距绞合在一起，当NTC特性层受热时，两个探测导体之间的电阻会变小，根据此原理达到感温报警的目的。这类感温电缆具有灵敏度与热长度无关的优点，但这种基于材料NTC特性的感温电缆经过反复使用后，材料的NTC特性变差。而且如果使用可熔融绝缘层，其在熔融受力后会被破坏，从而影响了感温电缆的重复性。因此需要一种新的具有高的结构稳定性和重复性的模拟量线型感温火灾探测器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于电阻正温度系数高分子复合材料的模拟量线型感温火灾探测器，使其具有稳定性高，重复性好，制备工艺简单，且成本低的特点。即利用在一定温度范围内，电阻正温度系数高分子复合材料的电阻随温度的升高而增加的性质来实现感温火灾报警；而且通过交联等处理能够有效的提高材料的结构稳定性以及PTC重复性，并且可以减弱或消除材料的NTC效应。

本发明的目的是由下述技术方案实现的：

一种基于电阻正温度系数高分子复合材料的模拟量线型感温火灾探测器，包括感温线缆，电信号测量装置，其特征在于：所述的感温线缆由第一探测导体1、绝缘层2、电阻正温度系数高分子复合材料层3、护套层二4、第二探测导体6及金属连接构件5组成。其具体结构为在第一探测导体1外部依次包覆所述绝缘层2、电阻正温度系数高分子复合材料层3和护套层4；第一探测导体1和电阻正温度系数高分子复合材料层3的一端用金属连接构件5连接，电阻正温度系数高分子复合材料层3的另一端嵌入第二探测导体6，并将第一探测导体1和第二探测导体6分别通过信号线与电信号测量装置7相连接。即将电信号测量装置、探测导体和电阻正温度系数高分子复合材料层之间形成串联结构，当温度升高到某一特定温度时，电路中的电阻急剧增加，实现火灾报警。

本发明中的绝缘层采用低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚氯乙烯，聚偏氟乙烯，聚丙烯，合成橡胶或天然橡胶中的一种制成。电阻正温度系数高分子复合材料必须同时满足报警温度等级以及报警灵敏度的要求。然而单一的聚合物与无机导电粒子混合往往不能够同时满足要求，因此本发明中的电阻正温度系数高分子复合材料由主聚合物、辅助聚合物、无机导电粒子和过氧化物交联剂组成，其含量分别为：主聚合物100重量份辅助聚合物、10-30重量份、无机导电粒子2-25重量份和过氧化物交联剂0—5重量份。主聚合物采用聚烯烃或弹性体，聚烯烃采用高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚丙烯、聚偏氟乙烯或聚氯乙烯；弹性体采用聚烯烃弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物或聚氨酯弹性体。

辅助聚合物采用石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、高密度聚乙烯和聚偏氟乙烯中的一种或两种以上组分的共混物。无机导电粒子采用乙炔碳黑、炉法碳黑、导电碳黑、碳纳米管、石墨、金属粒子、表面镀有金属膜的无机粒子以及具有电阻正温度系数特性的陶瓷粉末中的一种或两种以上导电粒子的混合物。将所述各组分在密炼机或螺杆挤出机或其它加工设备中，在温度为140～300℃条件下混合后成型。对样品进行热处理，热处理条件为：在温度为70～140℃条件下保温10～40小时后，冷却至室温。使用过氧化物交联剂或辐照对样品进行交联。其中过氧化物交联剂包括：过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷或过氧化二叔丁基；辐射交联包括：电子束和高能射线辐照，辐照剂量10-300kGy，或不经过热处理以及交联直接使用。

本发明中的护套层采用低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯、合成橡胶或天然橡胶中的一种制成。本发明中的探测导体采用铜丝、铝丝、钢丝或镍丝。

本发明的另一种技术方案是：