[發明專利]一種具有PTC效應的微膠囊復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010791820.2
• 申請日: 2020-08-08
• 公開（公告）號: CN111875875A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 吳洪鵬;耿曉欣;侯林艷;夏麗;吳蕭良;黃勇;崔五力
• 申請（專利權）人: 中節能（唐山）環保裝備有限公司;唐山烯彤科技有限公司
• 主分類號: C08L23/08
• 分類號: C08L23/08;C08L87/00;C08L51/10;C08J3/12;C08L3/02;C08L1/02;C08L5/00;C08L5/08
• 代理公司: 深圳龍熙專利代理事務所(普通合伙) 44620
• 代理人: 朱昀

本發明公開了一種具有PTC效應的微膠囊復合材料，由以下重量份組分組成：導電填料1?10份，多糖0.5?10份，分散劑1?5份，共聚物10?30份，乙烯?醋酸乙烯共聚物100份，二甲苯250?350份，引發劑0.01?0.03份。制備方法包括：第一階段，通過表面改性的方式形成導電填料接枝共聚物；第二階段，通過熱處理的方式形成三元體系包覆的微膠囊復合材料。本發明在導電填料中接枝低熔點的共聚物，不僅使其與乙烯?醋酸乙烯共聚物相容性更好，同時提高了復合材料的PTC強度、降低了復合材料的轉變溫度，為低溫區域的應用提供了參考，制備了低轉變溫度、高強度的PTC復合材料。

技術領域

本發明涉及PTC材料技術領域，具體為一種具有PTC效應的微膠囊復合材料及其制備方法。

背景技術

PTC材料主要分為陶瓷基PTC材料和聚合物基PTC材料兩種類型，陶瓷基PTC材料由于性脆，加工、成型困難，成本高等一些缺陷，限制了其應用。而聚合物基PTC材料由于易加工成型、成本低、轉變溫度較低的優點，迅速成為PTC材料開發研制的熱點，目前已廣泛應用于化工、石油管道閥門、自限溫加熱電纜、過電流保護元件、汽車、計算機和醫療器械等諸多領域。

目前研究和應用最為熱門的聚合物基PTC材料是聚乙烯類復合材料，例如：《高分子材料與工程》第26卷第7期“溶液法高密度聚乙烯/石墨PTC導電復合材料的制備及導電行為”中，孫守封等通過溶液法制備聚乙烯/石墨PTC導電復合材料，其PTC轉變溫度在110℃以上。專利CN110791005A公開了一種含有聚乙烯、炭黑和石墨烯的PTC復合材料的制備方法，其PTC轉變溫度為125℃左右。

但是，在當前的研究中，聚合物基PTC轉變溫度多在100～130℃之間，對于100℃以下的較低溫度段的研發相對少見，很難滿足不同的市場需求。

發明內容

針對上述存在的技術不足，本發明的目的是提供一種具有PTC效應的微膠囊復合材料及其制備方法，以解決背景技術中提出的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

本發明提供一種具有PTC效應的微膠囊復合材料，由以下重量份組分組成：導電填料1-10份，多糖0.5-10份，分散劑1-5份，共聚物10-30份，乙烯-醋酸乙烯共聚物100份，二甲苯250-350份，引發劑0.01-0.03份。

優選地，所述導電填料為經過噴碳處理的金屬氧化物在惰性氣體中于300-500℃煅燒0.5-2h形成，所述金屬氧化物為二氧化釩、氧化釔、二氧化釕中的一種或幾種。

優選地，所述共聚物為聚己內酯、馬來酸酐中的一種或兩種。

優選地，所述多糖為淀粉、肝糖、菊粉、纖維素、糖原、甲殼素中的一種或幾種。

優選地，所述的分散劑為聚乙二醇、十六烷基硫酸鈉、聚吡咯烷酮、十二烷基硫酸鈉、聚乙烯醇中的一種或者幾種。

優選地，所述引發劑為辛酸亞錫或高氯酸中的一種。

一種具有PTC效應的微膠囊復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將導電填料預氧化后加入到三口燒瓶中，加入共聚物，再依次加入二甲苯和引發劑，置于油浴恒溫槽中，攪拌，通入氮氣，升溫，攪拌24h，待反應體系降至室溫，取出懸浮液，經過濾、離心實現固液分離，分離后的固體經干燥處理，得到導電填料接枝共聚物；

2)將多糖、乙烯-醋酸乙烯共聚物、分散劑與步驟1)制得的導電填料接枝共聚物按比例分散于水溶液中，置于砂磨機中研磨，使其細度達到5μm以下，移至高壓反應釜中進行熱處理，熱處理后經過噴霧干燥得到具有PTC效應的微膠囊復合材料。

優選地，所述引發劑為辛酸亞錫或高氯酸中的一種。