[發明專利]一種PTC復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610459669.6
• 申請日: 2016-06-23
• 公開（公告）號: CN107540928A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 李亮
• 申請（專利權）人: 江陰市瑞鴻電子有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L27/18;C08L33/12;C08L31/04;C08K13/02;C08K5/3492;C08K3/34;C08K3/04;C08K3/08;C08F220/14;C08F218/08;C08F222/06;C08F110/14
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司11508
• 代理人: 林樂飛

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，特別涉及一種PTC復合材料及其制備方法。

背景技術

PTC高分子發熱材料作為過熱、過流保護和自控溫加熱材料廣泛應用于通信、計算機、汽車、工業控制、家用電器等眾多領域中。目前的有機PTC材料主要以石墨和炭黑為導電填料，主要存在室溫電阻分布較寬，PTC強度小、穩定性較低等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有低的室溫電阻率、長期通流穩定的性能、強度大和穩定性高的PTC復合材料及其制備方法。

本發明的上述目的是通過以下技術方案得以實現的：一種PTC復合材料，按重量份數計，包括低密度聚乙烯76～80份、順酐5～10份、醋酸乙烯酯10～20份、甲基丙烯酸甲酯10～15份、聚偏氟乙烯6～7份、鋁粉25～27份、炭黑10～15份、碳化硅8～10份、海泡石粉10～12份、氧化鈣5～7份、高嶺土8～10份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯9～12份、環氧油酸丁酯8～10份、阻燃劑1～2份。

作為優選，按重量份數計，包括低密度聚乙烯78份、順酐7.5份、醋酸乙烯酯15份、甲基丙烯酸甲酯12.5份、聚偏氟乙烯6.5份、鋁粉26份、炭黑12.5份、碳化硅9份、海泡石粉11份、氧化鈣6份、高嶺土9份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯10.5份、環氧油酸丁酯9份、阻燃劑1.5份。

由于甲基丙烯酸甲酯能夠自身聚形成聚甲基丙烯酸甲酯，而聚甲基丙烯酸甲酯具有良好的化學穩定性和耐候性，并且其質地輕便機械強度大，從而大大提高了PTC復合材料的強度。同時，順酐、醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸甲酯也可以發生共聚反應，而該種共聚物本身就是一種防垢劑，可以保證制備好的PTC復合材料在長期存放的過程中不易附著上污垢。

另外，醋酸乙烯酯自身也會發生聚合反應，聚合后的醋酸乙烯酯能作為膠合劑，從而進一步促進了各組分之間的連接牢度，提高了PTC復合材料的強度。

而海泡石粉本身的分散性能好，其可以在反應地過程中均勻地分散到反應物中，并且，其耐高溫性可達1500～1700℃，熱穩定性極高，所以有利于增強PTC材料的耐熱能力。

其次，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯是可以作為交聯改性劑來使用，在順酐、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯及其他單體聚合的過程中，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯就能夠植入到聚合分子中，從而有利于提高聚合分子連接牢固度，并且也提高了PTC復合材料的耐老化的能力，有利于提高PTC材料的使用壽命。

作為優選，所述阻燃劑為三聚氰胺。

三聚氰胺本身是一種強效的阻燃劑，并且，其可以提升PTC復合材料的阻燃效果，同時，也免去了溴系阻燃劑的使用，有利于對環境起到保護作用。

一種PTC復合材料的制備方法，包括以下步驟：S1、：將聚偏氟乙烯加水攪拌制成懸浮液，加熱至86～95℃，再加入高嶺土、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、炭黑，高速分散16～25分鐘后，降溫至55～60℃，再加阻燃劑、氧化鈣，攪拌10～20min；S2、再研磨2.5～3h，到漿料，噴霧干燥，得到粉末；S3、將順酐、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、鋁粉、海泡石粉在100～115℃下混煉10～15min，得到混合料；S4、將低密度聚乙烯、S2中所得粉末與S3中的混合料及其它剩余原料混合，加熱至80～140℃，混煉10～15min，擠出造粒得到。

作為優選，S3中的順酐、醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸甲酯先攪拌混合并加入引發劑，并將溫度升至90～100℃進行聚合反應，反應是2～2.5h。

通過該步驟可以先使的順酐、醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸甲酯，醋酸乙烯酯自身以及甲基丙烯酸甲酯自身都能夠發生一定的預反應，之后再與鋁粉、海泡石粉混合，這樣可以有效地通過大分子的作用將鋁粉和海泡石粉牢牢地聯系在一起，從而更進一步提高了PTC材料的強度。

作為優選，所述引發劑過氧化苯甲酸叔丁酯。

由于過氧化苯甲酸叔丁酯是一種良好的引發劑，同時其也是一種良好的溶劑，可以將順酐、醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸甲酯充分地溶合在一起，從而可以有效地提高順酐、醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸甲酯聚合度。并且在整個反應的過程中會加入水，而過氧化苯甲酸叔丁酯遇水就會分解，從而不會對有效最終的壓敏膠產生影響，而且其對反應釜也不會造成腐蝕。

綜上所述，本發明具有以下有益效果：

1.甲基丙烯酸甲酯自身發生聚合可以有效提高PTC復合材料的強度；

2.順酐、醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸甲酯之間發生聚合，其提高了PTC復合材料的防垢能力；