一种桥面用防止冰雪的耐低温碳纤维发热线的制作方法

1.本实用新型涉及桥面防治冰雪的技术领域，特别是涉及一种桥面用防止冰雪的耐低温碳纤维发热线及其制造方法。


背景技术：

2.交通运输是人类的生命线，是支持经济命脉的重要组成部分。为了促进经济的发展，提高人民的生活水平，打通南北之间、东西之间的物质交换和物质互补，我国目前建设了大量的高速公路、桥梁和高速铁路。随着中国经济的快速发展，中国高速公路和高速铁路发展迅猛，随着高速公路和高速铁路的发展伴随而来的是桥梁和隧道的蓬勃发展，以支撑各条交通线路的连接和畅通，且为了实现成网的要求，建设重点也向地形负责的地区转移，长大隧道及高跨、长跨桥梁占的比例越来越大，同时各种桥梁的平均造价也大幅度人提高。2019年全国高速公路建成通车里程数达到6.5万公里，全国的桥梁也达到了前所未有的长度，例如中国南方的集桥、岛、隧为一体的超级工程——港珠澳大桥，总长约55公里，是世界最长的跨海大桥，也是粤港澳三地首次合作共建的超大型跨海交通工程。再如中国北方的青岛胶州湾跨海大桥，全长36.48公里，是世界最长跨海大桥，也是中国北方冰冻海域第一座特大型桥梁。
3.众所周知，中国的北方冬天的温度较低，冰雪不可避免的会使行车的危险系数增加，主要原因是路面上的冰雪集聚会导致车轮与桥梁路面间的摩擦力减少，桥面积雪还会影响车辆的行驶速度，甚至造成交通阻塞，严重影响通车量。同时，各种车辆的制动距离也会变长，若车速过快，转弯国际，都可能发生令人可怕的交通事故，小则各种车辆间的碰撞和刮擦，大则碰撞并导致人员伤亡、车辆毁损，甚至坠入江海等更恶劣的交通事故。且桥梁和隧道往往是公路和铁路的咽喉，冰雪带来的交通事故直接扼制住了各交通道路的咽喉。
4.因此，各种桥面或路面的冰雪需要及时去除，以增加通车的安全系数，减少交通事故的发生。而现有的碳纤维发热线虽然具有高强度、高模量、耐高温、耐磨、抗疲劳、耐腐蚀、抗蠕变、导电和导热等诸多优异性能，但其耐低温性能还欠缺，不适合长时间用于中国北方的低温环境，是目前需要改善的方面，以便使其使用寿命与桥梁等建筑同寿命。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于解决现有技术中碳纤维发热线耐低温性不强的上述缺点和不足，从而提供桥面用防止冰雪的耐低温碳纤维发热线及其制造方法。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：
7.一种桥面用防止冰雪的耐低温碳纤维发热线，由内而外依次包括碳纤维发热芯，包覆在所述碳纤维发热芯外的耐低温聚氯乙烯绝缘层，包覆在所述耐低温聚氯乙烯绝缘层外的云母带编织层，包覆在所述云母带编织层外的玻璃纤维编织层，包覆在所述玻璃纤维编织层外的绝缘阻燃层，包覆在所述绝缘阻燃层外的耐热硅橡胶层，包覆在所述耐热硅橡胶层外的耐低温聚氯乙烯外护套；所述碳纤维发热芯由导电碳纤维丝组成，所述导电碳纤
维丝与电源线连接。
8.优选的，桥面用防止冰雪的耐低温碳纤维发热线，由碳纤维发热芯和包覆在所述碳纤维发热芯外且由内而外依次包覆的耐低温聚氯乙烯绝缘层，云母带编织层，玻璃纤维编织层，绝缘阻燃层，耐热硅橡胶层以及耐低温聚氯乙烯外护套组成；所述碳纤维发热芯由导电碳纤维丝组成，所述导电碳纤维丝与电源线连接。
9.进一步的，所述碳纤维发热芯按截面上导电碳纤维单丝的数量计为80根单丝，其电阻为80ω/m；
10.进一步的，所述耐低温聚氯乙烯绝缘层采用耐-50℃低温的聚氯乙烯绝缘层；
11.进一步的，所述耐低温聚氯乙烯外护套采用耐-50℃低温的聚氯乙烯外护层；
12.进一步的，所述耐热硅橡胶层内还设有加热带，所述加热带的端头引线可以连接电源线进行加热；防止所述耐低温碳纤维发热线各层受热不均而发生开裂；
13.优选的，所述加热带为两根，在所述耐热硅橡胶层内成对称排布；
14.进一步的，所述耐热硅橡胶层采用耐130℃的硅橡胶制成，以满足加热时的高温要求，加热温度可达到100℃的高温。
15.本实用新型的桥面用防止冰雪的耐低温碳纤维发热线，为按照上述桥面用防止冰雪的耐低温碳纤维发热线由内而外的包覆层依次包覆而成。
16.本实用新型的桥面用防止冰雪的耐低温碳纤维发热线在使用时，可以按照桥面铺设碳纤维发热线的需求进行铺设即可，遇有冰雪覆盖桥面时，可以通过电源线与所述碳纤维发热芯连接进行加热以及时除去桥面的冰雪，增加通车的安全系数，减少交通事故的发生。
17.与现有技术的碳纤维发热线相比，本实用新型具有如下有益效果：
18.本实用新型所述的桥面用防止冰雪的耐低温碳纤维发热线，其内层的耐低温(-50℃)聚氯乙烯绝缘层和外层的耐低温(-50℃)聚氯乙烯外护套，两层防护，确保良好的耐低温性能，防止在0℃以下甚至达到-50℃的环境中降低所述碳纤维发热线的整体寿命，能够满足北方冬季-40℃-0℃的使用需求。
19.本实用新型所述的桥面用防止冰雪的耐低温碳纤维发热线因具有碳纤维发热芯，因此相应的具有其带来的高强度、高模量、耐高温、耐磨、抗疲劳、耐腐蚀、抗蠕变、导电和导热等诸多优异性能；所述碳纤维发热芯外的各包覆层的设置使其同时兼具耐低温的优异性能，能够满足北方的低温环境，并进而使其使用寿命尽量与桥梁等建筑同寿命。
附图说明
20.图1为本实用新型的桥面用防止冰雪的耐低温碳纤维发热线横截面结构示意图。
具体实施方式
21.以下结合附图1，对本实用新型的桥面用防止冰雪的耐低温碳纤维发热线作进一步详细说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。
22.一种桥面用防止冰雪的耐低温碳纤维发热线，由内而外依次包括碳纤维发热芯1，包覆在所述碳纤维发热芯1外的耐低温聚氯乙烯绝缘层2，包覆在所述耐低温聚氯乙烯绝缘层2外的云母带编织层3，包覆在所述云母带编织层3外的玻璃纤维编织层4，包覆在所述玻
璃纤维编织层4外的绝缘阻燃层5，包覆在所述绝缘阻燃层5外的耐热硅橡胶层6，包覆在所述耐热硅橡胶层6外的耐低温聚氯乙烯外护套7；所述碳纤维发热芯1由导电碳纤维丝组成，所述导电碳纤维丝与电源线连接。
23.优选的，本实用新型的桥面用防止冰雪的耐低温碳纤维发热线，由碳纤维发热芯1和包覆在所述碳纤维发热芯1外且由内而外依次包覆的耐低温聚氯乙烯绝缘层2，云母带编织层3，玻璃纤维编织层4，绝缘阻燃层5，耐热硅橡胶层6和耐低温聚氯乙烯外护套7组成；所述碳纤维发热芯1由导电碳纤维丝组成，所述导电碳纤维丝与电源线连接。
24.进一步的，所述碳纤维发热芯1按截面上导电碳纤维单丝的数量计为80根单丝，其电阻为80ω/m；
25.进一步的，所述耐低温聚氯乙烯绝缘层2采用耐-50℃低温的聚氯乙烯绝缘层；
26.进一步的，所述耐低温聚氯乙烯外护套7采用耐-50℃低温的聚氯乙烯外护层；
27.进一步的，所述耐热硅橡胶层6内还设有加热带8，所述加热带8的端头引线可以连接电源线进行加热；防止所述耐低温碳纤维发热线各层受热不均而发生开裂；
28.优选的，所述加热带8为两根，在所述耐热硅橡胶层内成对称排布；
29.进一步的，所述耐热硅橡胶层6采用耐130℃的硅橡胶制成，以满足加热时的高温要求，加热温度可达到100℃的高温。
30.本实用新型的桥面用防止冰雪的耐低温碳纤维发热线，为按照上述桥面用防止冰雪的耐低温碳纤维发热线由内而外的包覆层依次包覆而成。
31.本实用新型所述的桥面用防止冰雪的耐低温碳纤维发热线，其内层的耐低温(-50℃)聚氯乙烯绝缘层和外层的耐低温(-50℃)聚氯乙烯外护套，两层防护，确保良好的耐低温性能，防止在0℃以下甚至达到-50℃的环境中降低所述碳纤维发热线的整体寿命，能够满足北方冬季-40℃-0℃的使用需求。
32.本实用新型所述的桥面用防止冰雪的耐低温碳纤维发热线因具有碳纤维发热芯，因此相应的具有其带来的高强度、高模量、耐高温、耐磨、抗疲劳、耐腐蚀、抗蠕变、导电和导热等诸多优异性能；所述碳纤维发热芯外的各包覆层的设置使其同时兼具耐低温的优异性能，能够满足北方的低温环境，并进而使其使用寿命尽量与桥梁等建筑同寿命。
33.本实用新型的桥面用防止冰雪的耐低温碳纤维发热线在使用时，可以按照桥面铺设碳纤维发热线的需求进行铺设即可，遇有冰雪覆盖桥面时，可以通过电源线与所述碳纤维发热芯连接进行加热以及时除去桥面的冰雪，增加通车的安全系数，减少交通事故的发生。
34.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。