Elektrisch leitende Folien mit PTC-Eigenschaften für Flächenheizungen

Flexible Heizfolien mit PTC-Eigenschaften sind für vielfältige Anwendungen von Interesse. Neben einem ausrei­chend kleinen Widerstand, um die benötigten Heizleistungen zu generieren, ist ein PTC-Ver­halten des Materials wünschenswert. Der PTC-Effekt (positive temperature coefficient) bewirkt eine starke Zu­nahme des Widerstands mit der Temperatur infolge der erzeugten Stromwärme und damit eine Begrenzung der umgesetzten Leistung. Dadurch ist es möglich z.B. eine bestimmte Temperatur selbsttätig, d.h. ohne externe elektronische Rege­lung einzustellen und somit empfindliche Güter, Personen oder die Heizung selbst vor Über­hitzung zu schützen. Gleichzeitig passt sich die Heizung dem aktuellen Wärmebedarf an (hohe Leistung bei nied­rigen Temperaturen und umgekehrt). Darüber hinaus lässt sich die PTC-Eigenschaft auch als Überstromschutz nutzen, wodurch z.B. die Sicherheit der Heizung bei eventuellen Kurzschlüssen gewährleistet ist.

Im Ergebnis des Projekts konnten Folien aus verschiedenen hochleitfähigen Polymerkompositen mit Ruß als Leitfähigkeitsadditiv durch Extrusion im Doppelschneckenextruder erfolgreich hergestellt werden. Dabei wurden die Materialzusammensetzung (Füllgrad, Leitfähigkeitsadditive, Matrixpolymere) und die Verarbeitungsbedingun­gen variiert. Mit spezifischen Widerständen bei Raumtemperatur zwischen 10 Ω cm und 500 Ω cm und Wider­standsänderungen zwischen 240 % und 800 % bei Erwärmung auf 80°C steht damit für Heizanwendungen eine Palette von Polymerkompositen mit unterschiedlichen Eigenschaftsprofilen bereit, aus denen man je nach An­wendungsfall auswählen kann. Die Folien besitzen eine hohe Zyklenfestigkeit, sind thermoplastisch gut verarbeit­bar und hinterspritzbar.