[发明专利]一种有机硅功能化石墨烯/改性聚苯乙烯复合PTC芯材

说明书

技术领域

本发明涉及电加热器生产技术领域，具体涉及一种有机硅功能化石墨烯/改性聚苯乙烯复合PTC芯材。

背景技术

一般的，填充导电粒子的结晶高分子复合材料可表现出正温系数PTC现象，也就是说在较低的温度时，这类导体呈现较低的电阻率，而当温度升高到达高分子聚合物熔点以上，电阻率会急速升高。目前常规的聚合物材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、EVA、EAA、EBA，导电填料包括炭黑、石墨、碳纤维、镍粉、铜粉、铝粉等。

高分子PTC阻值与温度的关系并不是线性关系，而是在温度上升初期PTC阻值变化并不大，只是当温度达到一定值(G点)阻值突然变大。我们称G点为拐点或居里点。当我们对G点与PTC材料中的聚合物(PE)的物理性对比时发现，G点非常接近PE的熔点。如高密度聚乙烯(HDPE)的熔点在125℃±5℃，低密度聚乙烯(LDPE)的熔点在115℃±5℃。而相应的PTC G点与相应的熔点相差不超过10℃。有分析认为PTC只有当其温度达到熔点状态时才会出现阻值跃升。

但是用于电加热器的热敏电阻器，往往在高出常温的条件下工作。假使电路短路，则加热器内部稳步急剧上升，温度也会达到110℃以上，此时若采用HDPE生产的PTC很可能失去作用，而导致断电。所以市场要求一种居里点在250℃以上的高分子PTC。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种电学性能好，材料强度大，耐温性能突出的有机硅功能化石墨烯/改性聚苯乙烯复合PTC芯材。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种有机硅功能化石墨烯/改性聚苯乙烯复合PTC芯材，所述芯材由如下重量份的组分组成：

其中，功能导电填料为有机硅功能化石墨烯和选自玻璃粉，镀铝玻璃纤维，铜粉，锑掺杂二氧化锡，导电氧化锌中的至少一种构成的组合物；功能导热填料为纳米氧化铝，纤维状碳粉，碳化硅中的其中一种。

进一步的，所述的有机硅功能化石墨烯/改性聚苯乙烯复合PTC芯材，由如下重量份的组分组成：

进一步的，所述助剂由聚苯乙烯马来酸酐，硅烷偶联剂，氢氧化铝，含氟表面活性剂组成。

进一步的，所述硅烷偶联剂为A-1891，KH-570，KH-580，KH-902中的其中一种。

本发明的有益效果为：

1.本发明提供的有机硅功能化石墨烯/改性聚苯乙烯复合PTC芯材导电性能好，检测灵敏度高：石墨烯经有机硅功能化增强后，降低了表面能，有效提高了材料的力学强度，改善了石墨烯的力学性能和分散性能，使PTC芯材导电性能好，检测灵敏度高。

2.本发明加入的导热材料能提高芯材的导热性能，经检测，本发明提供的有机硅功能化石墨烯/改性聚苯乙烯复合PTC芯材居里点可稳定在330℃以上，耐高温性能突出，工作温度范围宽，稳定性好，过载能力强。

3.本发明将各种组分有机组合在一起，能够有效减缓产品老化速率，延长了PTC芯材的使用寿命；且本发明提供的芯材强度大，不易断裂破碎。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种有机硅功能化石墨烯/改性聚苯乙烯复合PTC芯材，由如下重量份的组分组成：

实施例2：

实施例3：

实施例4：

本发明的有益效果为：

1.本发明提供的有机硅功能化石墨烯/改性聚苯乙烯复合PTC芯材导电性能好，检测灵敏度高：石墨烯经有机硅功能化增强后，降低了表面能，有效提高了材料的力学强度，改善了石墨烯的力学性能和分散性能，使PTC芯材导电性能好，检测灵敏度高。

2.本发明加入的导热材料能提高芯材的导热性能，经检测，本发明提供的有机硅功能化石墨烯/改性聚苯乙烯复合PTC芯材居里点可稳定在330℃以上，耐高温性能突出，工作温度范围宽，稳定性好，过载能力强。

3.本发明将各种组分有机组合在一起，能够有效减缓产品老化速率，延长了PTC芯材的使用寿命；且本发明提供的芯材强度大，不易断裂破碎。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。