[發(fā)明專利]一種聚偏氟乙烯／炭黑PTC復(fù)合材料及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210451917.4
• 申請(qǐng)日: 2012-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN103804826A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李貽連
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安邦電氣集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): C08L27/16
• 分類號(hào): C08L27/16;C08K13/02;C08K3/04;C08K5/134;B29C51/02;B29C35/02
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚合物PTC材料，具體涉及一種聚偏氟乙烯／炭黑PTC復(fù)合材料，本發(fā)明還涉及該P(yáng)TC復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

PTC?(Positive?Temperature?Coefficient)材料是具有正溫度系數(shù)的導(dǎo)電熱敏材料，在較窄的溫度范圍內(nèi)，該材料的電阻率會(huì)隨著溫度的上升急劇增加(可增大1.5～1.8個(gè)數(shù)量級(jí))。即存在著一個(gè)使其導(dǎo)電性發(fā)生劇變的溫度(居里溫度Tc，在這一溫度以下它有半導(dǎo)體的特性，而在這一溫度以上卻轉(zhuǎn)呈絕緣體特性)。利用這一特性制成的自控加熱元件，在施加一定交流或直流電壓后，能迅速升溫，電阻也迅速增大，并恒定在預(yù)定溫度，從而起到調(diào)溫功能和靈敏的開關(guān)效應(yīng)。

聚合物基PTC材料以高分子材料為基體，通過加入導(dǎo)電填料(炭黑、碳纖維、金屬粉末、金屬纖維等)，采用分散復(fù)合、層積復(fù)合以及形成表面導(dǎo)電膜等方式而制得的一種多相復(fù)合高分子導(dǎo)電體系。最常用的聚合物基PTC材料是聚乙烯/炭黑(PE/CB)體系，其居里溫度在110～120℃之間。但由于聚乙烯的熔融溫度較低，為非極性，長期使用的發(fā)熱穩(wěn)定性差，以至?xí)TC導(dǎo)電行為。因而需要研究開發(fā)新的復(fù)合導(dǎo)電體系以適應(yīng)穩(wěn)定好、使用壽命長的高溫智能PTC自控溫加熱電纜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耐高溫、耐腐蝕、阻燃的聚偏氟乙烯／炭黑PTC復(fù)合材料。

本發(fā)明的上述目的是通過如下方案實(shí)現(xiàn)的：

一種聚偏氟乙烯／炭黑PTC復(fù)合材料，所述PTC復(fù)合材料由下述重量份的組分組成：PVDF為60～70%；粒徑為40～60nm的低結(jié)構(gòu)通用炭黑10～20%；粒徑為60～100nm的高結(jié)構(gòu)半補(bǔ)強(qiáng)炭黑?5～10%；抗氧劑1010為1～3%；交聯(lián)敏化劑TAlC為5～10%。

進(jìn)一步優(yōu)選地，上述PTC復(fù)合材料由下述重量份的組分組成：PVDF為65%；粒徑為50nm的低結(jié)構(gòu)通用炭黑15%；粒徑為80nm的高結(jié)構(gòu)半補(bǔ)強(qiáng)炭黑?10%；抗氧劑1010為2%；交聯(lián)敏化劑TAlC為8%。

一種聚偏氟乙烯／炭黑PTC復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：按配方百分比含量準(zhǔn)確稱取各組分，控制煉塑機(jī)輥筒溫度為150～200℃，加入PVDF，待熔融包輥后，再加入其它組分，混煉均勻后出薄片備用；控制平板硫化機(jī)溫度為200～250℃左右．將裁切好的薄片預(yù)熱軟化后，置于伴熱電纜試樣模具中，安放好兩根銅芯后合模，熱壓成型，壓力5～15?MPa，時(shí)間為10～20?min，再經(jīng)冷壓定型，壓力5～15?MPa，時(shí)間10～20?min，從而制得內(nèi)含兩根平行放置的間距為5～10?mm的銅芯伴熱電纜。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明具有良好的PTC性質(zhì)，經(jīng)測(cè)試其軸向電阻均勻性良好，電阻離散度小，連續(xù)通電1000hr，溫度、功率及電阻均無明顯下降趨勢(shì)，經(jīng)按國標(biāo)測(cè)試?yán)煨阅?、彎曲性能及浸油老化性等均未發(fā)現(xiàn)下降趨勢(shì)。本發(fā)明制備伴熱電纜時(shí)，無需特別設(shè)備，由本發(fā)明制備的伴熱電纜有良好的電阻穩(wěn)定性和老化性能，在高溫下的功率接近于0?w/h，具有優(yōu)異的安全可靠性。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

各組分的重量百分比如下：

PVDF為65%（在230℃，50?N?下，MFR?為7.9g／10?min，上海三愛富新材料股份有限公司生產(chǎn)）；粒徑為50nm的低結(jié)構(gòu)通用炭黑15%（N660型，比表面積35?m²／g，吸碘值36?rng/g，DBP吸收值0.90?mL／g，南京江北炭黑廠生產(chǎn)）；粒徑為80nm的高結(jié)構(gòu)半補(bǔ)強(qiáng)炭黑?10%?（N660型，比表面積35?m²／g，吸碘值31?rng/g，DBP吸收值1.15?mL／g，南京江北炭黑廠生產(chǎn)）；抗氧劑1010為2%；交聯(lián)敏化劑TAlC為8%。

準(zhǔn)確稱取各組分，控制煉塑機(jī)輥筒溫度為150～200℃，加入PVDF，待熔融包輥后，再加入其它組分，混煉均勻后出薄片備用；控制平板硫化機(jī)溫度為200～250℃左右．將裁切好的薄片預(yù)熱軟化后，置于伴熱電纜試樣模具中，安放好兩根銅芯后合模，熱壓成型，壓力10?MPa，時(shí)間為15?min，再經(jīng)冷壓定型，壓力10?MPa，時(shí)間15min，從而制得內(nèi)含兩根平行放置的間距為8?mm的銅芯伴熱電纜。