[发明专利]PTC 复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种高分子基PTC 发热材料及其制备方法。

背景技术

PTC 高分子发热材料作为过热、过流保护和自控温加热材料广泛应用于通信、计算机、汽车、工业控制、家用电器等众多领域中。目前的有机PTC 材料主要以石墨和炭黑为导电填料，主要存在室温电阻分布较宽，PTC 强度小、稳定性较低等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种PTC 复合材料及其制备方法，具备低的室温电阻率、长期通流稳定的性能、高的PTC 强度和高的PTC 稳定性。

本发明技术方案如下：

一种PTC 复合材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：低密度聚乙烯70-75、乙烯- 醋酸乙烯共聚物10-15、聚偏氟乙烯5-8、铝粉20-25、炭黑10-15、氮化铝8-10、麦饭石粉10-12、氧化钙2-4、蒙脱土6-8、二季戊四醇六丙烯酸酯9-12、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷4-6、乙撑双硬脂酰胺2-3、环氧油酸丁酯5-7、三乙醇胺1-2。

所述的PTC 复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将聚偏氟乙烯加水搅拌制成悬浮液，加热至85-96℃，再加入蒙脱土、二季戊四醇六丙烯酸酯、炭黑，高速分散15-30分钟后，降温至50-65℃，再加三乙醇胺、氧化钙，搅拌10-20分钟；再研磨2-3小时，到浆料，喷雾干燥，得到粉末；将乙烯- 醋酸乙烯共聚物、铝粉、麦饭石粉在70-115℃下混炼10-15分钟，得到混合料；将低密度聚乙烯、所得粉末与混合料及其它剩余原料混合，加热至80-140℃，混炼10-15分钟，挤出造粒得到。

将本发明PTC 高分子发热材料压制成片材，再在片材表面压制导线，即得到PTC发热片。

本发明采用碳黑与铝粉作为导电复合材料，蒙脱土、二季戊四醇六丙烯酸酯、炭黑加入三乙醇胺、氧化钙进行研磨，增加其之间的分子网格结构，具有加强耐热、耐流、耐压和提高电阻变化稳定性的作用；本发明乙烯- 醋酸乙烯共聚物、铝粉、麦饭石粉实行混料，增加了各原料组成分散性，最后各物料经过二次混料后，增加了各原料成分之间的兼容性，导电网络结构的更加稳固，大大提高了本发明的PTC 强度和高的PTC 稳定性，电阻稳定、温度均匀、PTC特性稳定、增加材料的使用寿命。

具体实施方式

一种PTC 复合材料，由下列重量份（公斤）的原料制成：低密度聚乙烯70、乙烯- 醋酸乙烯共聚物（接枝率8%）10、聚偏氟乙烯8、铝粉20、炭黑15、氮化铝8、麦饭石粉12、氧化钙4、蒙脱土8、二季戊四醇六丙烯酸酯9、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷6、乙撑双硬脂酰胺3、环氧油酸丁酯7、三乙醇胺1。

PTC 复合材料的制备方法，包括以下步骤：将聚偏氟乙烯加水搅拌制成悬浮液，加热至85-96℃，再加入蒙脱土、二季戊四醇六丙烯酸酯、炭黑，高速分散15-30分钟后，降温至50-65℃，再加三乙醇胺、氧化钙，搅拌10-20分钟；再研磨2-3小时，到浆料，喷雾干燥，得到粉末；将乙烯- 醋酸乙烯共聚物、铝粉、麦饭石粉在70-115℃下混炼10-15分钟，得到混合料；将低密度聚乙烯、所得粉末与混合料及其它剩余原料混合，加热至80-140℃，混炼10-15分钟，挤出造粒得到。

将本发明PTC 高分子发热材料压制成片材，制备长100mm、宽6.5mm、厚2mm 的条形样品，再在片材表面压制导线，即得到PTC发热片。

检测性能：

室温(25℃ ) 零功率电阻为16mΩ，PTC 强度达到8.2 以上，将其在-20℃和140℃之间热循环200 次后其室温电阻仍在30mΩ以下，并且在热循环中电阻的变化情况稳定，具有长期通流大于100A 的通流能力。在200下连续发热36小时，无烧焦现象。PTC高分子发热材料寿命：15分钟通电一次，15分钟断电一次，30分钟一个循环，通断5000次，功率变化率93%，温度变化率98%。