[發明專利]復合擠出法及所得的高分子PTC熱敏材料

無效

• 申請號: 200710028915.3
• 申請日: 2007-06-29
• 公開（公告）號: CN101335124A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 蔡朝輝;吳耀根;沈勇;蔡敏杰
• 申請（專利權）人: 佛山塑料集團股份有限公司
• 主分類號: H01C7/02
• 分類號: H01C7/02;B32B37/02;B32B15/08;C08J3/24
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司
• 代理人: 戴建波

技術領域

本發明涉及一種高分子PTC熱敏材料、其制備方法以及其用途。

背景技術

眾所周知，在結晶性或半結晶性高分子聚合物中添加導電因子，可表現正溫度系數(Positive?Temperature?Coefficient即PTC)特性：電阻率在一個比較短的溫度范圍內可以隨溫度的上升而快速增加，由于高分子PTC熱敏電阻器具有較低的初始阻值，并且在較快的時間內迅速增加近5個數量級，可有效防止電路發生故障，如短路、搭接、感應等情況發生時，避免電路中產生大電流對電路中其他重要元件的破壞。當電路故障排除后，熱敏電阻的溫度下降，其阻值有恢復到低阻值狀態，不需要人工進行更換，所以高分子PTC熱敏電阻又稱為自恢復保險絲。

高分子PTC熱敏材料所具有的這種溫度開關效應可被用于電路過流保護、自控溫加熱器等諸多場合。如作為一次性保險絲的替代品，廣泛地應用到通信、計算機、汽車、工業控制、家用電器等眾多領域中；作為伴熱產品，如伴熱電纜在石油鉆探、原油運輸、化學化工、鐵路運輸、電信傳送、園林園藝等諸多戶外作業領域發揮獨特的作用。

中國專利申請200510112415.9中公開了一種高分子PTC芯片多層復合制造方法。該專利申請的高分子PTC芯片多層復合結構，包括高分子PTC材料層及復合在材料層外面的電極，其中，高分子PTC材料層可以為二層或二層以上，在各高分子PTC材料層之間可以加入有銅片層。其優點是：采用此結構所制得的高分子PTC熱敏電阻器芯片，能有效降低恢復后的電阻漂移。但其制備方法采用的是壓制法，即：這種高分子PTC芯片多層復合結構是通過高分子芯材與表層的復合電極片壓制而成。這類方法特別適合制備單片或一定數量的電子元件，但不適合制備可卷繞PTC電子元件材料。中國專利02137202.0、02137203.9、02145483.3中也公開了類似的方法。

中國專利申請200610026057也公開了一種高分子PTC熱敏材料及其制備方法，其包括如下的步驟：

①按常規制備PTC熱敏電阻的母料；

②將上述母料制成薄膜；

③將步驟②制得的薄膜進行表面處理，提高表面張力；

④在表面處理過的薄膜兩面鍍上金屬電極；

⑤將鍍上金屬電極的薄膜進行輻照交聯。

上述專利申請的方法能夠制備出可卷繞的PTC產品，從而提高了產品的生產效率。但由于采用電鍍的方式復合電極，設備投入較大流程比較復雜，而且常因金屬電極和高分子基質的復合不夠緊密，增大了熱敏電阻常溫下的阻值，并且難以保證金屬鍍層的均勻性，阻值通常在1-10Ω之間，難以達到熱敏電阻mΩ級的使用要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種柔軟可卷繞的高分子PTC熱敏材料以及能夠生產這種高分子PTC熱敏材料的制備方法。

為實現上述發明的目的，一方面，本發明提供了一種包括如下步驟的高分子PTC熱敏材料的制備方法：

①制備高分子PTC熱敏材料所需要的高分子母料；

②將步驟①所得的高分子母料經擠出機擠出，并在擠出機的擠出模頭處將金屬箔用擠出機擠出的熔融樹脂進行復合，制得復合膜；

③將步驟②制得的復合薄膜在激冷輥上冷卻，然后收卷、分切得半成品膜；

④將步驟③所得的復合薄膜進行輻照交聯。

其中，步驟①采用任何現有技術如密煉機混煉，將含樹脂如HDPE、LLDPE、炭黑、抗氧劑以及其他功能助劑等成分共混造粒制成母料。

優選地，步驟②中，在擠出模頭處，將擠出機擠出的熔融樹脂兩側均復合上金屬箔。更優選地，步驟②中，采用雙輥擠壓的方式，將擠出機擠出的熔融樹脂與左右兩層金屬箔復合。例如，步驟②在擠出模頭兩側預先裝好兩卷金屬箔卷，同時在配備有單螺桿擠出機或者雙螺桿擠出機的塑化系統中，將步驟①中的母料塑化熔融，經過連接管達到擠出模頭處，在模頭處金屬箔與熔融樹脂復合。

步驟③將步驟②中的復合薄膜中還處于熔融狀態的樹脂，在急冷輥上冷卻，并在壓輥的壓力下展平，然后收卷，再分切制得半成品膜。步驟③中急冷輥溫度可控制在20～90℃之間。

步驟④所述的輻照劑量可參考現有的文獻或現有技術。通常將上述復合的熱敏薄膜用γ射線(Co⁶⁰)或電子束輻照交聯，劑量為5～100Mrad。

另外，步驟②中所采用的擠出機可以為單螺桿擠出機或者雙螺桿擠出機。