[发明专利]低电阻率正温度系数型导电聚合物复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种低电阻率正温度系数型导电聚合物复合材料，其特征在于，包括结晶性聚合物基体，以所述结晶性聚合物基体的重量为100％，还包括以下各组分及其相对于所述结晶性聚合物基体重量的百分比：金属粉末400～800％，金属氧化物粉末20～100％，润滑剂0～0.5％，抗氧剂0.05～0.5％，铜离子抑制剂0.1～0.5％。

2.根据权利要求1所述的低电阻率正温度系数型导电聚合物复合材料，其特征在于，所述结晶性聚合物基体是结晶度大于20％的热塑性聚合物，所述金属粉末是平均粒径为50nm～5μm的粉末状或絮状的金属颗粒，所述金属氧化物粉末为平均粒径为0.1～10μm的具有阻燃特性的金属氧化物粉末，所述润滑剂为低分子量的高分子聚合物或侧链结晶聚合物，所述抗氧剂为酚类或胺类抗氧剂，所述铜离子抑制剂为酰胺类化合物或酰肼类化合物。

3.根据权利要求2所述的低电阻率正温度系数型导电聚合物复合材料，其特征在于，所述热塑性聚合物为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚偏氟乙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物或热塑性聚酯的一种或几种，所述金属粉末为镍粉、铁粉、铝粉、铜粉或银粉的一种或几种，所述金属氧化物粉末为氢氧化镁、氧化铝、氢氧化铝、氧化锌、氧化钛或三氧化二锑的一种或几种，所述润滑剂为有机硅树脂、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚硬脂酸乙烯酯、脂肪酸酯、醇类或金属皂类润滑剂的一种或几种，所述抗氧剂为硫代双酚类抗氧剂，所述铜离子抑制剂为双亚水杨基二胺。

4.根据权利要求3所述的低电阻率正温度系数型导电聚合物复合材料，其特征在于，所述热塑性聚合物是低密度聚乙烯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，所述金属粉末是镍粉，所述金属氧化物粉末为氢氧化镁，所述润滑剂是硬脂酸胺，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。

5.根据权利要求2所述的低电阻率正温度系数型导电聚合物复合材料，其特征在于，所述金属粉末的平均粒径为500nm～1μm，所述金属氧化物粉末的平均粒径为1～3μm。

6.一种根据权利要求1所述的低电阻率正温度系数型导电聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

a.混炼：采用熔融共混方法混炼，将各组分分批加入到混炼设备中，在不低于所述结晶性聚合物基体熔点的混炼温度混炼5～60分钟，混炼设备的滚筒或螺杆转速为20～80rpm，获得混合物料；

b.造粒/粉碎：将上述混合物料用造粒机切割造粒或粉碎机粉碎后，得到PTC复合材料粒料；

c.成型：根据产品形状要求，将上述粒料通过模压、挤出或注射成型等技术成型；

d.交联：成型后的PTC复合材料采用辐射、过氧化物、硅烷或光化学方法交联；

e.热处理：交联后的PTC复合材料在低于所述结晶性聚合物基体熔点5～10度的温度下，处理5～15小时。

7.根据权利要求6所述的低电阻率正温度系数型导电聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤a中，所述各组分加入到混炼设备中时按照下述方式之一进行：

(1)首先将所述结晶性聚合物基体与所述润滑剂，所述抗氧剂，所述铜离子抑制剂混合均匀，然后逐渐加入混合均匀的所述金属粉末和所述金属氧化物粉末；

(2)首先将所述结晶性聚合物基体与事先混合均匀的所述金属粉末和所述金属氧化物粉末混炼均匀，最后加入所述润滑剂，所述抗氧剂，所述铜离子抑制剂；

(3)首先将所述结晶性聚合物基体与所述金属粉末混炼均匀，再加入所述金属氧化物粉末，最后加入所述润滑剂，所述抗氧剂，所述铜离子抑制剂。

8.根据权利要求6所述的低电阻率正温度系数型导电聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤d中，所述辐射方法包括β-射线和γ-射线辐射，总剂量为10～60Mrad，辐照气氛为空气或限量空气。