一种PTC热敏电阻基材的制备方法技术

本发明专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种PTC热敏电阻基材的制备方法，所述PTC热敏电阻基材由以下重量份的原料组成：HDPE 60‑70份、PET 15‑20份、EEA 3‑5份、镀银铜粉25‑30份、碳纤维4‑8份、石墨烯0.8‑1份、坡缕石粉末5‑6份、玄武岩纤维3‑5份、硅灰石3‑4份、云母粉2‑3份、过氧化二异丙苯2‑3份、纳米填料5‑8份、偶联剂3‑5份、抗氧化剂2‑3份、有机硅阻燃剂2‑4份，其制备方法步骤主要包括称量、预混、混炼，本发明专利技术中的PTC热敏电阻具有较低的室温电阻率，较高的耐热性，同时具有高稳定性及高强度，综合性能优异。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种PTC热敏电阻基材及其制备方法。
技术介绍
PTC(positive temperature coefficient)为正温度系数热敏材料，它具有电阻率随温度升高而增大的特性。PTC元件可由陶瓷或有机聚合物构成，有机聚合物掺杂有导电性粒子如石墨或炭黑。导电性粒子由于它们彼此接触而允许在低温下的电流流动，但通过加热，聚合物基体膨胀，因而粒子接触变松，并最后阻碍电流流动或甚至不再可能流动。现如今，PTC热敏电阻已广泛应用于加热器中。目前很多PTC热敏电阻都使用了高分子材料HDPE，但其熔点只有130℃左右，从而限制了PTC材料的应用范围。同时，目前的有机PTC材料主要以石墨和炭黑为导电填料，其主要存在室温电阻分布较宽，PTC强度小、稳定性较低等问题。中国专利CN 104861273 A公开了一种“用于热敏电阻的复合材料及其制备方法和应用”，其采用HDPE为主要基体，使用特定配比的二硼化钛、碳纤维和多壁碳纳米管的混合物作为导电填料，使该材料在室温电导率、PTC强度和稳定性方面有良好的综合性能，但是由于HDPE本身熔点的影响，从而限制了其应用范围。故对HDPE进行改性，使其耐热性提升，具有较大的实际意义。
技术实现思路
本专利技术提供了一种PTC热敏电阻基材及其制备方法，本专利技术中的PTC热敏电阻具有较低的室温电阻率、较高的耐热性，同时具有高稳定性及高强度，综合性能优异。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种PTC热敏电阻基材，由以下重量份的原料组成：HDPE 60-70份、PET 15-20份、EEA 3-5份、镀银铜粉25-30份、碳纤维4-8份、石墨烯0.8-1份、坡缕石粉末5-6份、玄武岩纤维3-5份、硅灰石3-4份、云母粉2-3份、过氧化二异丙苯2-3份、纳米填料5-8份、偶联剂3-5份、抗氧化剂2-3份、有机硅阻燃剂2-4份。优选地，所述PTC热敏电阻基材由以下重量份的原料组成：HDPE 65份、PET 18份、EEA 4份、镀银铜粉28份、碳纤维6份、石墨烯1份、坡缕石粉6份、玄武岩纤维4份、硅灰石3份、云母粉2份、过氧化二异丙苯3份、纳米填料7份、偶联剂4份、抗氧化剂2.5份、有机硅阻燃剂3份。优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。优选地，所述抗氧化剂为胺类抗氧化剂或酚类抗氧化剂。优选地，所述纳米填料为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛的混合物。PTC热敏电阻基材的制备方法，具体包括以下步骤：(1)称量：按比例称取各原料；(2)预混：将镀银铜粉、碳纤维、石墨烯、坡缕石粉末、玄武岩纤维、硅灰石、云母粉、过氧化二异丙苯、纳米填料、偶联剂、抗氧化剂、有机硅阻燃剂加入到乙醇中进行超声波搅拌，然后进行喷雾干燥，得预混粉末；(3)混炼：将HPDE、PET、EEA加入到双辊开炼机中，混炼10-15min后，得混合料，再将步骤(2)中的预混粉末加入到双辊开炼机的辊筒中，使其与混合料充分混合，以达到充分熔融混炼的目的，混炼时间为20-25min，最后经拉片出料、冷却、切割，得所述PTC热敏电阻基材。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用耐热性较高的PET与HDPE进行共混，采用EEA对体系进行增容，有效的增强了PTC热敏电阻基材的耐热性，添加坡缕石粉及玄武岩纤维，可有效的改善耐热性能及力学强度，同时可提高其耐酸碱及降低其吸湿性。本专利技术中加入碳纤维，其不仅作为一种导电填料存在，同时可改善拉伸性能及冲击性能。导电填料采用大量的镀银铜粉及少量的石墨烯，镀银铜粉导电性好，化学稳定性高，不易氧化，价格低，少量的石墨烯就可使塑料具备良好的导电性，同时显著提高其耐热性能及增强拉伸性及韧性。采用的硅灰石可提高热变形温度、抗阻燃性能、力学性能及降低吸水性，云母粉的加入则可提高塑料耐高温性、耐酸碱性及耐腐蚀性。在制备中先将一部分原料进行预混，采用超声波搅拌后喷雾干燥，增加了各原料组份的分散性及兼容性，有利于提高本专利技术的PTC强度和稳定性。本专利技术中的PTC热敏电阻具有较低的室温电阻率，较高的耐热性，同时具有高稳定性及高强度，综合性能优异。具体实施方式下面结合具体实施例进一步说明本专利技术的技术解决方案，实施例不能理解为是对技术解决方案的限制。实施例1：一种PTC热敏电阻基材，由以下重量份的原料组成：HDPE 65份、PET 18份、EEA 4份、镀银铜粉28份、碳纤维6份、石墨烯1份、坡缕石粉6份、玄武岩纤维4份、硅灰石3份、云母粉2份、过氧化二异丙苯3份、纳米填料7份、硅烷偶联剂4份、胺类抗氧化剂2.5份、有机硅阻燃剂3份。所述纳米填料为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛的混合物。PTC热敏电阻基材的制备方法，具体包括以下步骤：(1)称量：按比例称取各原料；(2)预混：将镀银铜粉、碳纤维、石墨烯、坡缕石粉末、玄武岩纤维、硅灰石、云母粉、过氧化二异丙苯、纳米填料、硅烷偶联剂、胺类抗氧化剂、有机硅阻燃剂加入到乙醇中进行超声波搅拌，然后进行喷雾干燥，得预混粉末；(3)混炼：将HPDE、PET、EEA加入到双辊开炼机中，混炼15min后，得混合料，再将步骤(2)中的预混粉末加入到双辊开炼机的辊筒中，使其与混合料充分混合，以达到充分熔融混炼的目的，混炼时间为20min，最后经拉片出料、冷却、切割，得所述PTC热敏电阻基材。实施例2：一种PTC热敏电阻基材，其特征在于，由以下重量份的原料组成：HDPE 70份、PET 15份、EEA 5份、镀银铜粉25份、碳纤维8份、石墨烯0.8份、坡缕石粉末6份、玄武岩纤维3份、硅灰石4份、云母粉2份、过氧化二异丙苯3份、纳米填料5份、钛酸酯偶联剂5份、酚类抗氧化剂2份、有机硅阻燃剂4份。所述纳米填料为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛的混合物。PTC热敏电阻基材的制备方法，具体包括以下步骤：(1)称量：按比例称取各原料；(2)预混：将镀银铜粉、碳纤维、石墨烯、坡缕石粉末、玄武岩纤维、硅灰石、云母粉、过氧化二异丙苯、纳米填料、钛酸酯偶联剂、酚类抗氧化剂、有机硅阻燃剂加入到乙醇中进行超声波搅拌，然后进行喷雾干燥，得预混粉末；(3)混炼：将HPDE、PET、EEA加入到双辊开炼机中，混炼10min后，得混合料，再将步骤(2)中的预混粉末加入到双辊开炼机的辊筒中，使其与混合料充分混合，以达到充分熔融混炼的目的，混炼时间为25min，最后经拉片出料、冷却、切割，得所述PTC热敏电阻基材。实施例3：一种PTC热敏电阻基材，其特征在于，由以下重量份的原料组成：HDPE 60份、PET 20份、EEA 3份、镀银铜粉30份、碳纤维4份、石墨烯1份、坡缕石粉末5份、玄武岩纤维5份、硅灰石3份、云母粉3份、过氧化二异丙苯2份、纳米填料8份、硅烷偶联剂3份、酚类抗氧化剂3份、有机硅阻燃剂2份。所述纳米填料为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛的混合物。PTC热敏电阻基材的制备方法，具体包括以下步骤：(1)称量：按比例称取各原料；(2)预混：将镀银铜粉、碳纤维、石墨烯、坡缕石粉末、玄武岩纤维、硅灰石、云母粉、过氧化二异丙苯、纳米填料、硅烷偶联剂、酚类抗氧化剂、有机硅阻燃剂加入到乙醇中进行超声波搅拌，然后进行喷雾干燥，得预混粉末；(3)混炼：将HPDE、PET、E本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PTC热敏电阻基材，其特征在于，由以下重量份的原料组成：HDPE 60‑70份、PET 15‑20份、EEA 3‑5份、镀银铜粉25‑30份、碳纤维4‑8份、石墨烯0.8‑1份、坡缕石粉5‑6份、玄武岩纤维3‑5份、硅灰石3‑4份、云母粉2‑3份、过氧化二异丙苯2‑3份、纳米填料5‑8份、偶联剂3‑5份、抗氧化剂2‑3份、有机硅阻燃剂2‑4份。

【技术特征摘要】
1.一种PTC热敏电阻基材，其特征在于，由以下重量份的原料组成：HDPE 60-70份、PET 15-20份、EEA 3-5份、镀银铜粉25-30份、碳纤维4-8份、石墨烯0.8-1份、坡缕石粉5-6份、玄武岩纤维3-5份、硅灰石3-4份、云母粉2-3份、过氧化二异丙苯2-3份、纳米填料5-8份、偶联剂3-5份、抗氧化剂2-3份、有机硅阻燃剂2-4份。2.根据权利要求1所述的PTC热敏电阻基材，其特征在于，由以下重量份的原料组成：HDPE 65份、PET 18份、EEA 4份、镀银铜粉28份、碳纤维6份、石墨烯1份、坡缕石粉6份、玄武岩纤维4份、硅灰石3份、云母粉2份、过氧化二异丙苯3份、纳米填料7份、偶联剂4份、抗氧化剂2.5份、有机硅阻燃剂3份。3.根据权利要求2所述的PTC热敏电阻基材，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。4.根据权利要求2所述的PTC热...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪洋，陈启志，李国春，肖美玲，
申请(专利权)人：安徽省宁国天成电工有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34