[发明专利]一种可温控电加热长玻纤增强材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种可温控电加热长玻纤增强材料，所述可温控电加热长玻纤增强材料由以下成分按重量百分比组成，第一PPS基体树脂0～45％、电加热功能母粒30～65％、长玻纤20～50％；所述电加热功能母粒包括以下成分按重量百分比组成，第二PPS基体树脂65～75％、分散剂1～3％、少层石墨烯10～18％、导电炭黑10～18％，所述第一PPS基体树脂和第二PPS基体树脂的熔体流动指数不同；本发明公开了一种可温控电加热长玻纤增强材料的制备方法，包括预处理、母粒制备、母粒干燥、二次处理混合物、模头熔融和引出、拉条、冷却和切粒步骤；同时，本发明还公开了可温控电加热长玻纤增强材料应用于电煎锅领域；通过上述方式，本发明提供的产品材料具有可温控、可电加热、综合性能优异、性价比高的技术优势。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，特别是涉及一种可温控电加热长玻纤增强材料及其制备方法和应用。

背景技术

电能是当今社会生产活动和日常生活中不可缺少的能源，特别是进入21世纪以来，电能的消费急速增长，社会技术进步将电能的用途从最初的照明和动力为中心，发展到加热、暖气、热水烹调等电加热领域。

目前，焦耳电阻加热技术应用最为广泛，即电流通过电导率有限的电阻加热元件时，其材料中的电阻损耗会使电能转化为热能，电阻加热元件常常使用镍络合金，随着材料技术的进步，除了Fe-Cr-Al系、Ni-Cr系、W及Mo之类高熔点的金属物之外，还开发了碳化硅、钼矽化物等无机发热体，该类电加热材料具有良好的电导率，电阻很小，容易产生很高的功率和温度，多应用于高温加热领域，但是其最终产品的设计、组装往往极为复杂，从而限制了其应用领域。高分子材料也可作为电加热元件，一般需要在其内部添加电加热功能添加剂，即采用橡胶、树脂等高分子材料作为连续相，导电助剂作为分散相，其电阻值相对较高，多适用于低温加热的应用，该类材料的研究多集中于薄膜、纤维应用领域，但是其控温性能差、机械强度相对偏低、成型困难且价格昂贵，大大降低了其实际应用价值；因此，开发具有可电加热、可稳定控温，且强度高、加工便利、设计自由度高的高分子电加热材料将成为一个新技术、新课题。

长纤维增强热塑性塑料是近些年取得突破进展的新产品，所采用的增强塑料粒子在注塑加工后其制品中的纤维长度远远高于传统短玻纤增强材料，LFT 产品相比于传统短纤维增强制品的弯曲模量和冲击强度增强很多，能够满足大范围终端用户的需求，其制品的高硬度、低成本、轻量化、防腐及其优异的加工性能能够适应各种复杂结构的产品。关于长纤维增强热塑性塑料的相关发明专利诸如：公告号为CN104448566A的长玻璃纤维增强热塑性聚丙烯复合材料及其制备方法，公开号为CN106867101A的连续纤维增强热塑性树脂预浸线、制备方法及所使用装置，公开号为CN104119688A的一种长纤维增强热塑性塑料颜色母粒及其制备方法等，针对长玻纤增强热塑性塑料进行机械性能、染色、强度、模量方面进行的性能优化，但是在电加热方面鲜有报道，现有长玻纤增强热塑性塑料并不具备电加热功能。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是通过配方技术和工艺方法方向的创新，开发出一种可温控电加热长玻纤增强材料及其制备方法和应用，产品材料具有可电加热、可稳定控温的功能外，还具有高强度、高刚性、一体成型等技术优势，由该材料制备的电煎锅将具有更广阔的市场及应用前景。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种可温控电加热长玻纤增强材料，所述可温控电加热长玻纤增强材料由以下成分按重量百分比组成，第一PPS基体树脂0～45％、电加热功能母粒30～65％、长玻纤20～50％；所述电加热功能母粒包括以下成分按重量百分比组成，第二PPS基体树脂 65～75％、分散剂1～3％、少层石墨烯10～18％、导电炭黑10～18％，所述第一PPS 基体树脂和第二PPS基体树脂的熔体流动指数不同。

优选的，所述第一PPS基体树脂的熔体流动指数MFI大于200(316℃/5KG)，所述第二PPS基体树脂的熔体流动指数MFI大于500(316℃/5KG)。

优选的，所述少层石墨烯选用6～10层的少层石墨烯。