DE1540843A1 - Biegsames Heizelement - Google Patents

Description

zur Patentanmeldung der

Imperial Chemical Industries Limited, London,. S.W_e1., - betreffend: ♦

Biegsames Heizelement 1540843

Die Priorität der Anmeldung in Grossbritannien vom . I 29.Mai 1964 ist in Anspruch genommen

Die Erfindung "betrifft neue und vorteilhafte "biegsame Heizlemente. ■ ■___ ·

Es sind sehr verschiedene "biegsame Heizelemente für mehrere Zwecke "benutzt oder vorgeschlagen worden, wie z.B. in lorm von Heizkissen und Heizplatten für Hausgebrauch und Heizmänteln für technische Gefässe, Hierbei ist die Heizung dadurch erzielt worden, dass ein Widerstandsdraht oder ein elektrisch leitendes Elastomer wie .Bfaturgummi oder ein Organopolysiloxan-Elastomer von einem elektrischen Strom durchflossen wird. Bei Verwendung eines Elastomers ist es bisher üblich gewesen, dieses als lieber zug auf einem gewebten Stoff auszubilden. . ...;.,.._

Gemäss der Erfindung wird ein neues und vorteilhaftes Heizelement geschaffen, das aus einem auf einer nichtgewebten niehtgewirkten Flächenunterlage aufgebrachten elektrisch leitenden Organopolysiloxan-Elastomer be steht.

.Man. kann verschiedene leitende Organopolysiloxan-Elastomere für die Heizelemente nach der Erfindung anwenden. Die Massen, die zur Herstellung der Elastomere verwendet werden, können der Gattung angehören, bei der das Elastomer durch Etowir&ung von einem organischen Superoxyd bei erhöhter temperatur gebildet-wird, und sie können beispielsweise aus den folgenden Bestandteilen bestehen: 100 Gewicht steile eines Organopolysiloxan-Gummis,. bei welchem eine geringe Menge der an Silicium angebundenen Organogruppen ungesättigte Gruppen wie Vinyl- oder Allylgruppen sind, 25 bis 100

ο Gewichtsteile eines geeigneten Busses, 0 bis 50 Gewichts-

to ...

ca teile eines oder mehrerer weiteren Füllstoffe, 0 bis 10

^ Gewichtsteile eines Gefttgekontrollmittels und 0,25 "^ 10 Gewichtsteile eines Härtemittels aus einem organischen σ> Supero2qyd wie Dicumylsuperoxyd und gegebenenfalls mit O₀ weiteren ModifizierlMuraiitteln oder Zusatzstoffen. Man kann aber auch solche Massen verwenden, die bei Umgebungstemperature in Elastomere z.B. durch die Einwirkung eines Q}riacyl03iysilans auf ein hydroxyliertes Örganopolysiloxäii

umgewandelt werden können, und die "beispielsweise aus den *· folgenden Bestandteilen "bestehen? 100 Gewicht steile, eines.

Organopolysiloxan-Gummis mit endständigen Bydro^lgruppen, CO. 25 "bis 100 GexcLchtsteile eines geeigneten Kusses, O Ms . ^₅ .50 Gewichtsteile eines oder mehrerer weiteren füllstoffe.

O irnd 0,5 "bis 25 Gewichtsteile eines Organotriacyloxysilans L₀ gegebenenfalls mit weiteren Modif±sdLermitteln oder Zusatz-"*"■ stoffen. Die Massen können aber auch solche sein, bei welchen ein Organopolysiloxan-Gummi, das ungesättigte-Gruppen wie Vinylgruppen enthält, in ein Elastomer mit Hilfe eines Platinkatalysators umgewandelt wird. Solche Massen können z.B. aus 100 !eilen eines Organopolysiloxan-Gummis mit mindestens zwei ungesättigten. Gruppen pro Molekül, 0,1 bis 100 Gewicht s te ilen einer Organosiliciumverbindung mit pro Molekül mindestens zwei an einem Siliciumatom unmittelbar angebundenen ¥asserstoffatomen, 25 bis 100 !Beilen eines Busses, O bis 50 Gewichtsteilen eines oder mehrerer weiteren Füllstoffe, 0 bis 10 Gewichtsteilen eines Gefftgekontrollmittels und bis zu 0,2 Gewichtsteilen Platin in form von Platinmetal oder einem platinhaltigen Katalysator gegebenen- ' falls mit weiteren ModifIziermitteln oder Zusatzstoffen.. bestehen. Die elektrische Leitfähigkeit dieser Elastomere ist natürlich durch den Einsatz eines entsprechenden Hasse©, und der Grad der !leitfähigkeit hängt von der Beschaffenheit

und der Menge des Busses ah,

Die" nichtgewebte nichtgewirkte ^lichenunterlage kam ein

faservlies oder Folienmaterial aus ganz verschiedenen Stoffen, wie z.B. Asbestpapier, Oellulosepapiei? wie Kanilapagaier* Polyäthylenterephthalatpapier, Sol^rpropySanpapier, PoIy- v äthylenterephthglatfolie, Pol^rprop^leitfolie Die elastomerbiXäende Orga^pelysiJ-oxsA Unterlage durch iSauchBit» BeaciiicMiea mit Eakel,

oder Spritzen aufgetoach* weräen^ wobei man der Hasse lösungsmittel zur Eczielimg einer entgf reehenäfea. Kcmsiatemzi <o gegetsenenf alls zugeima kaim* Wm Ks&sö lam n»ti3*liaii. in to jeder ancLeren bekaimteii Weise aofgefeaeht wextss* "Bate J5 entstehende tJeberzus wi^öi dairn zu eisern.M*Mfo®ami* ±m eair- -* sprechender Weise geMrtet» Ia vielss ϊϋΐβϊί w%&&. es o zugt, die elastomerMldeBde Kasse auf dis Unterlage S- spritzen,, da hierdurch der speaifischeir ¥iäe^»tasö, dee 'Ψ herzustellenden HeizelemeBts genauer köBtet»lli*Ft kann. Die Dicke des Mastome^tFeberzugs Ipsöb aelör' sein, z,B* 0:,012? biß 0

aber ia der Hegel 0,0254 "bis 0*1016™-

BAD ORlQINAIr

Han kann gegebenenfalls die Bückseite der Unterlage mit .-. -$£ einer Schicht eines entsprechenden Stoffs zur Verhinderung des Eindringens von Wasser versehen. Dieser Stoff kann z.B. das leitende Elastomer oder ein anderer Stoff, wie z.B. ein wasserahstossendes Organopolysiloxan, sein. ,

Für die Heiaelemente nach der Erfindung erfolgt der Strom- *f .zufuhr normalerweise durch Elektroden aus z.B. Metalldraht. > Diese werden entsprechend befestigt,, z.B. mit Heftklammern oder durch Bähen. Man kann aber auch Streifen aus Metall- ^ gaze oder -folie verwenden. Auch kann zu diesem Zweck ein Film oder eine Polie direkt auf die Unterlage z.B. elektrolytisch oder durch Anstreichen aufgebracht werden.

Die Heizelemente nach der Erfindung haben verschiedene Einsatzmöglichkeiten. Sie können u.a.. als Heizplatten für ^ die Wand oder Decke eines Zimmers oder als Heizmäntel fftr Gef ässe dienen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei alle Mengenangaben auf

das Gewicht bezogen sind. __ _iÄ

Beispiel 1

Ss wurde eine elektrisch leitende elastomerbildende OrganopolysiloTmmasse dadurch dargestellt, dass 100 ieile eines Methylvinylpolysiloxans mit 0,1 Mol# Methylvinylsiloxanyl-Einheiten und 99,9 Mol# Bimethylsiloxanyl-Einheiten und mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 750 000, 50 feile eines Acetylenrusses mit einer durchschnittlichen i 3?eilchengr8sse von 42ιΐιμ und einem Flächeninhalt von

65 m²/g, 2 Seile {!Detramethyläthylendio^dimethylsilan und 1Ö Seile einer Mischung aus zu 40% Dicumylsuperoxyd und zu €0$ Calciuacarbonat miteinander vermengt vrurden.

Es wurden 20 Seile der entstehenden Kasse in 80~Teilen" Toluol dispersiert. Ein Blatt Hanilapapier mit einer Dicke \

co ■ ' ' . ■ ' ■ ·*

_Ovon 0,127 mm wurde durch fauchen mit dieser Dispersion auf ?ein Gesaatdieke von 0,165 mm überzogen und'dann an der

öoIiUft getrocknet. Das trockene Blatt wurde 15 min auf >>, erhitzt. -Zwei Elektroden aus Hessinggase mit- einer Länge °Ton 15,24 cm und einer Breite von 1,27 cm wurden; an sich ¹^ gegenfiberllesenden HSndern eines 15,24- cm Tierecks des ftber2ogenen Papiers mit Heftklammern befestigt. Der Widerstar-ά Epischen den Elektroden betrug 400 Ohm. Bei

BAD OWQlNAL

Parallelschaltung der Elektroden mit einer 50 "V Wechselspannungsquelle betrug der Kraftverbrauch des Elements 6 ¥att und die Temperatur des Elements stieg auf 45°0·

O₀ Beispiel 2

° Eine elektrisch leitende Organopolysiloxanmasse wurde tr.· dadurch hergestellt, dass 100 Teile eines Methylvinyl- *"" polysiloxans mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht * von 5 χ ΊΟ-* und mit 0,23 Mol% Methylvinylsiloxanyl-Einheiten und 99,77 EoI⁰Zo Dirnethylsiloxanyl-Einheiten, 65 Teile eines Kusses mit einer durchschnittlichen Teilchengrösse von 4-2 ιημ und einem Flächeninhalt von 65 m²/g (Shawinigen-Acetylenruss) und 5 Teile eines linearen Methylhydrogenpolysiloxan mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 2 000 und einem Verhältnis von Methylgruppen zu Siliciumatomen von 1,12 : 1 miteinander vermengt wurden. Diese Masse wurde in 300 Teilen Toluol dispergiert, und der Dispersion wurden 0,002 Teile Platin in Form von einer Lösung aus 0,45 Teilen Dichlorbis(diäthylsulfid)platin-II in 100 Teilen Benzol zugegeben.

Ein Blatt Manilapapier mit einer Länge von 60,96 cm, ·■—,—— einer Breite von 30_s48 cm und einer Dicke von 0,1016 mm wurde durch Tauchen mit der entstehenden Dispersion auf eine Gesamtdicke von 0,1778 inm Überzogen, Der Ueberzug wurde dann zu einem Elastomer durch 15minutige Erwärmung in einem luftgeheizten Ofen auf 150⁰O gehärtet. Elektroden aus Messinggaze mit einer Länge von 30,48 cm und einer Breite von 1,27 cm wurden an den kurzen Rändern des überzogenen Papiers mit Heftklammern befestigt. Der Widerstand zwischen den beiden Elektroden betrug 350 Ohm. Bei Parallelschaltung der Elektroden mit einer 150 T Wechselspannungsquelle betrug der Kraftverbrauch des Elements 60 Watt und die Temperatur des Elements stieg auf 60⁰Q, Bei spiel f —-- - ^^..^ __^ ■■ . ..

Die Organopolysiloxanmasse gemäss Beispiel 2 wurde wie bei Beispiel 2 in OJoloiil dispergiert und dann mit der Bakel auf einer Papierbahn aus Nylonfasern ( -Home*·-Papier ^ E.I.DU Pont de Hemours) beschichtet. Der Ueberzug wurde ο dann zu einem Elastomer durch 15minutige Erwärmung in n> einem luftgeheizten Ofen auf 150⁰C gehärtet. '

Aus einem 30,4-8 cm breiten Streifen dieses Papiers wurde ein Heizelement hergestellt, indem euer über den Streifen

BAD

zwei 12,7 mm breite Elektroden aus Kupferfolie mit einem Abstand voneinander von 30,48 cm an das Papier genäht; wurden. !^,Parallelschaltung der Elektroden mit einer $0 Ύ Wechselspannungsquelle betrug der Kraftverbrauch des Elements 10 Watt und die Temperatur des Elements stieg auf 34-°C.

Aehnliche Elemente mit denselben elektrischen Eigenschaften wurden unter Anvendung von verschiedenen Papier Sorten aus Polyäthylenterephthalatfasern (Sorten 5110 und QJST7 Lantor Ltd.) und aus Yiscosefasem (Typen 5600 und 510? Lantor Ltd.) als Unterlage hergestellt.

Auf ähnliche Weise wurde ein Heizelement unter Anwendung einer Polyäthylenterephthalatfolie ('Melinex') als Unterlage hergestellt. Dieses Element wies die-selben elektrischen Eigenschaften auf.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Biegsames Heizelement mit einem elektrisch leitenden Organopolysiloxan-Elastoiaer, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ueberzug aus dem Elastomer von einer nicht gewebten nichtgewirkten flächemmterlage getragen wird.

   Heizelement nach Msprueh 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Organopolysiloxanelastomer durch Erwärmung einer Masse aus 100 feilen eines Organopolysiloxan-Gummis mit einer geringen Henge von an Silicinmatomen angebundenen ungesättigten Gruppen, 25 Ms 100 Gewichtsteilen eines Busses, 0 bis 50 Teilen eines oder mehrerer weiteren !füllstoffe, 0 bis 10 Ge wicht steilen eines Gefugekontrollmittels und 0,25 "bis 10 Gewicht steilen eines Härtemittels aus einem organischen Superoxyd hergestellt wird, wobei die ungesättigten Gruppen vorzugsweise Vinyl- oder Allylgruppen sind,und wobei das Härtemittel vorzugsweise Mcumylsuperoxyd ist.

   Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Orgstnopolysiloxan-Elastomer durch Härten einer Hasse aus 100 Gewichtsteilen eines Grganopolysiloxan-Gummis mit endständigen Hydroxylgruppeitj 25 Ms Gewichtsteilen eines Bosses,-0 Ms 50 Gewichtsteilen eines oder mehrerer weiteren Füllstoffe und 0,5 bis 25 Gewiehtsteilen eines Oiganotriacyloxysilaas hergestellt wird.

   4.. Heizelemente nach Aassflcucli 1, dadisi^h. gekeanzeicbnet, dass das elektriseh lei*eüde Organopolysiloxan-Elafffcomer durcli E&rt«a eini&r Maese &m 100 Gewich-festeilen eines Organopolysiloxe»-GuiBaEis aät iiäaisdesteiiß zpei pro MOflekül, 0,1 Ms 100 Gewiclststeilen einer sAliciumverbindiBag mi* pro MolekH mindejstens zwei Wat' aa einen Siliciuiiatoia aBg^fcrcnde&eK Wasserstof'■£.jsttooaest, 25 Ms 100 (Jewichteteilen ei»«s Kujsses, 0 Ms 50 Gewi©kfes*eil42i eines oder^ aielirerer weiteren imistoffθ, 0 Ms 10 Gewichts-' teilen eines Geftgekontapollmittels und bis zu 0,2, GswichtSitailen Platin in Form v©ä Platimeatall oder ein©» platinhaltigenr Katalysator^^ Hw^e»teHtwird* __!_

   5. Heizelement nach eines der voifcergenenilen gekennzeichnet, dass äie Unterlage ein,.Tt&s&erläMB:--Ist»

   6. Heizelement nach Anspruch 5, dadurch gekeanzeicka»*,

   BAD ORIGINAL

   die Unterläge ein Asbestpapier, Cellulosepapier, Polyathylenterephthalatpapier oder Polypropylenpapier ist.

   7· Heizelement nach einem der Ansprüche 1 "bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die "Unterlage ein iOlienmaterial, _: vorzugsweise eine Polyethylenterephthalat- oder Polypropylenfolie ist, ;

   8* Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Elastomer-Ueberzugs 0,0127 bis 0,25% ^m₁ vorzugsweise 0,0254- Ms 0,1016 mm betragt.

   9. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

   gekennzeichnet, dass am Element KLektrodeiaus Metalldraht, ™ ~gaze oder -folie vorzugsweise mittels Heftklammern oder durch Sahen befestigt sind.

   10. Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage Elektroden aus auf der Unterlage elektrolytisch oder durch Anstreichen auf gebrachtem Ifetallfilm oder -folie aufweist.

   11. Wand- oder Iteckenheizplatten oder Eeiamäntel für Gefässe,

   S3 e
   dadurch, gekennzeichnet, dass/ein Heiselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweisen.

   PATEiHANWÄUS

   C:s, DIPI.-IHG.H.BOHR S. S. ST AESER

   BAD ■909881/0628