[发明专利]聚乙烯电阻率正温度系数材料的制备方法

说明书

本发明属于聚乙烯电阻率正温度系数材料的制备方法。

聚乙烯电阻率正温度系数材料是聚乙烯/炭黑复合材料的一种。Frydmann首先将聚乙烯与炭黑共混制备复合材料。因为共混物电阻率正温度系数特性不明显而未受重视。1966年Kohler的工作指出高密度聚乙烯与炭黑的复合材料具有显著的电阻率正温度系数特性。美国Raychem公司自控电伴热线设计手册等资料提供的信息表明该公司开发生产了以聚乙烯和氟塑料为基材的电阻率正温度系数材料及以此为芯材的四个系列BTV2，QTV2，STV2和KTV2的自控温电热带。其中，BTV2系列以聚乙烯为基材，长期工作温度65℃，瞬间温度达85℃。其它系列QTV2，STV2和KTV2都是以氟塑料为基材。日本专利JP特开平7-37676公开了一种“具有正电阻温度系数的发热体”。该技术针对特定环境中存在另一个温度更高的热源，为避免发热体异常发热问题而研制的。中国国内仅开发了以聚乙烯电阻率正温度系数材料为芯材的自控温电热带。经胜利油田胜利采油厂实地使用，自限温度不超过90℃。远不能很好地满足工业伴热的需要。

本发明的目的是选择高密度聚乙烯和导电炭黑或乙炔炭黑作原料，加抗氧剂制备自限温度在110℃的聚乙烯电阻率正温度系数材料。

本发明选用高密度聚乙烯，MI：0.5-2.0；d：0.940-0.968，60-80重量份，导电炭黑或乙炔炭黑40-20重量份和抗氧剂2，6-二叔丁基对甲基苯酚或抗氧剂四[3-(3′，5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸]季戊醇酯，0.5-2重量份配合。或经双辊炼胶机于130-160℃下混炼，然后打片，粉碎，在单螺杆挤出机中于160-185℃下挤出造粒。或在高速搅拌机中混合，经双螺杆挤出机于160-185℃下进行混熔，分散与塑化，挤出造粒，得到的聚乙烯电阻率正温度系数材料材料，其自限温度为110±10℃。

本发明材料的主要用途是作为中温等级工业加热电缆105℃自控温电热带的芯材，成型后再经60钴γ射线辐射交联或电子加速器电子束照射交联形成稳定的高分子记忆网络材料。

工业伴热技术经过了蒸气伴热技术，恒功率电伴热技术和温度自控电伴热技术三个阶段三种技术在经济分析上经费之比约为3∶2.5∶1。许多材料都具有电阻率正温度系数材料特性。常用的陶瓷电阻率正温度系数材料具有伴热温度高的特点，乃至可以用于加热的目的。但在加工成型方面不如高分子电阻率正温度系数材料材料来得方便。用高分子电阻率正温度系数材料材料来生产自控温电热带在长度上几乎不受限制。它的质地较柔软，容易缠绕，使用有许多优点。以高分子电阻率正温度系数材料为基础的温度自控电伴热技术作为智能化，高度节电节能的伴热技术在工业，民用，乃至国防，军工方面都有广阔的应用前景。

本发明提供的实施例如下：

实施例1.取高密度聚乙烯，MI：0.6；d：0.960，60重量份，导电炭黑40重量份，抗氧剂2，6-二叔丁基对甲基苯酚2重量份。按照塑料，抗氧剂，炭黑的加料顺序在被加热到130-160℃的双辊炼胶机上混炼20分钟，打片成厚度为1-2mm的薄片，在塑料粉碎机上粉碎。接下来在单螺杆挤出机上于160-185℃下挤出造粒。粒料尺寸为φ3×3mm。以上粒料经平板硫化机压片制样，测电阻-温度特性曲线得材料自限温度为117℃。

实施例2.取高密度聚乙烯，MI：1.8；d：0.946，80重量份，乙炔炭黑20重量份，抗氧剂2，6-二叔丁基对甲基苯酚0.5份。经高速搅拌机混合10分钟，然后加料在双螺杆挤出机中，于165-185℃下挤出造粒。粒料尺寸φ3×3mm。粒料经平板硫化机压片制样，测电阻-温度特性曲线得材料自限温度为106℃。

实施例3。取高密度聚乙烯，MI：1.2；d：0.954；70重量份；导电炭黑30重量份，抗氧剂四[3-(3′，5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸]季戊醇酯0.5重量份。经高速搅拌机混合10分钟，然后加料在双螺杆挤出机中，于170-185℃下挤出造粒。粒料尺寸φ3×3mm。粒料经平板硫化机压片制样，测电阻-温度特性曲线得材料自限温度为113℃。