自控温加热电缆用树脂组合物制造技术

本发明专利技术提供一种高温品级（大于１１０℃）具有ＰＴＣ特性的树脂组合物，主要由（３５～８０）ｗｔ％氟树脂、（５～３０）ｗｔ％特种氟橡胶、（２～１０）ｗｔ％聚酯树脂和（５～１２）ｗｔ％乙炔炭黑组成，亦可添加少量胶体石墨、交联敏化剂、氟弹性体加工助剂及ＣａＣＯ↓［３］、ＴｉＯ↓［２］等。由该组合物制成的加热电缆具有自限温度大于１１０℃，控温准确，连续通电及通断电循环中功率及温度不下降，使用安全、节能，耐腐蚀，阻燃特性高（ＯＩ大于５０，可自熄）等特点。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高温品级(大于110℃)具有PTC特性的树脂组合物，尤其涉及用于制备自动控温型加热电缆发热体的树脂组合物。PTC特性即电阻的正温度系数特征，随着温度上升，电阻增大，限制电流输出，这种电阻体称为发热体。用这种发热体制成的加热器称为自控温加热电缆。自70年代PTC加热电缆问世以来，各国开始了长期研究，取得了数百篇专利，推动了伴热技术的发展。不同温度等级的加热电缆有其一定的应用范围。目前，我国研制的自控温加热电缆的自限温度最高为110±10℃。由于基体采用聚乙烯类树脂(CN 1135704A)，即使经过辐照后其熔融温度(Tm)仍较低，耐热老化性差，影响电缆使用寿命。国外有关以氟树脂为基体制备自控温加热电缆的专利也有报道。JP 56-67192公开的自控温加热电缆加热温度为105℃左右，但材料韧性及使用稳定性没有说明，JP 58-106787采用石墨为导电助剂，但石墨体系具有PTC强度低，控温性能差的缺点，所得发热体加热温度只有83～84℃。JP 59-226494以PVF2为基体，制得的自控温加热电缆加热温度不超过86℃。本专利技术的目的在于提供一种韧性好、使用寿命长、PTC特性稳定的树脂组合物。本专利技术树脂组合物由氟树脂(PVDF或PVF2)、聚酯树脂、特种氟橡胶和导电碳黑共混而成，还可添加胶体石墨、氟弹性体加工助剂、交联敏化剂及其它填料。本专利技术组合物中各组份含量均为重量百分数，以组合物为百分之百计。氟树脂为聚偏氟乙烯(PVDF或PVF2)，提供制备110℃温度等级以上加热器的材料，其用量以(35～80)wt％为宜；聚酯树脂为PBT、PET或PHT，最好是PBT，用以提高材料的PTC强度并在高温下使分散的碳黑粒子“定制”在网络中，改善电阻稳定性，其用量为(2～10)wt％，最好为(5～8)wt％，若用量太小则PTC强度提高少，若用量过高则自控温特性降低，韧性差；导电碳黑可以采用乙炔碳黑、炉法碳黑或槽法碳黑，最好是乙炔碳黑，可以进行表面处理也可不进行表面处理，其加入量为(5～12)wt％，最好为(7～10)wt％；F26或F46氟橡胶，用以改善导电体系的韧性，提高弯曲及冲击韧性，其用量以(5～30)wt％为宜，最好为(15～25)wt％，若小于5wt％则弯曲断裂性差，若大于30wt％则PTC强度及转变温度偏低。除上述主要成份外，本专利技术组合物还可添加以下组份胶体石墨用以改善导电碳黑在加工中电阻的稳定性，作为助导电粒子，其加入量以(0.5～3)wt％为宜，最好为(1～2)wt％；氟弹性体主要用于改善材料的挤出加工性，一般在挤塑过程中加入，可降低机头压力，提高挤出速率及生产率，其加入量为(0.02～0.2)wt％，最好为(0.05～0.1)wt％；交联敏化剂为TAIC等多官能团单体，用以提高辐射敏化度，降低辐射剂量，其用量应小于2wt％。其它填料包括CaCO3、ZnO、TiO2、Al2O3·3H2O，用于降低生产成本，其添加量为(2～7)wt％。上述组合物经密炼、双螺杆热切造粒得发热体材料，该发热体材料如果使用表面处理的碳黑，则不必辐射交联即可投入使用；该发热体材料如果使用未经表面处理的碳黑，则投入使用前是否经辐射交联没有限制。采用本专利技术组合物制得的如热电缆PTC强度在3以上，韧性好，室温电阻率为102～105Ω·c m,PTC转变温度125℃以上，自限温度大于110℃,在155℃高温下长期运行性能稳定，耐腐蚀，阻燃(OI大于50，可自熄)、使用寿命长。采用本专利技术组合物制得的自控温如热电缆，特别适用于限温加热、高寒地区防冻保温、汽车客舱加热等。使用安全、节能。实施例1组份 含量PV)F 514.65g乙炔炭黑(未处理) 50gPBT 44gF2656g重质CaCO320g胶体石墨 7.5g交联剂TAIC 7.5g氟弹性体加工助剂(美国3M公司生产)0.35g上述组份经密炼、双螺杆造粒制成发热体材料。由该发热体制成的加热电缆具有体积电阻率(室温)5×103Ω·c m；130℃热处理后PTC强度约3.3个数量级，自限温度110±2℃，经10Mrad辐射交联后通电6000h功率不改变(参见表)。实施例2组份含量PVDF 531.1gPBT 40g乙炔炭黑(未处理) 84g胶体石墨 12g轻质CaCO324gF26100g氟弹性体加工助剂0.4g由上述混合物制得的发热体具有室温体积电阻率400Ω·c m；140℃热处理后PTC强度为3个数量级，自限温度129℃，该电缆经6000小时通电运行后温度和功率变化小于5％,1000次通断电循环后电阻变化率小于10％(参见表)。实施例3PVDF 551.1g；氟橡胶90g；PBT 30g；其余同实施例2。由此制得的发热体具有室温体积电阻率1.4×103Ω·c m；经140℃热处理后PTC强度大于4，自限温度132℃。辐射交联剂量12Mrad(参见表)。实施例4PVDF 573.1g；处理后的乙炔炭黑82g，不辐射交联，其余同实施例2，制得加热电缆PTC强度为3.04，自限温度112℃，通电老化性参见表。通电老化性能变化表 >权利要求1．一种具有PTC特性的树脂组合物，其特征在于主要由下列组份组成氟树脂(PVDF或PVF2)35～80wt％聚酯树脂 2～10wt％碳黑 5～10wt％特种氟橡胶 5～30wt％2．根据权利要求1所述树脂组合物，其特征在于还可添加0.5～3wt％的胶体石墨作为导电助剂。3．根据权利要求1所述树脂组合物，其特征在于还可添加CaCO3、ZnO、TiO2、Al2O3·3H2O，其用量为2～7wt％。4．根据权利要求1所述树脂组合物，其特征在于还可添加0.02～0.2wt％的氟弹性体加工助剂。5．根据权利要求1所述树脂组合物，其特征在于还可添加小于2wt％的交联敏化剂。6．根据权利要求1所述树脂组合物，其特征在于所述的碳黑可以是乙炔碳黑、炉法碳黑或槽法碳黑，乙炔碳黑可以经表面处理也可不经表面处理后使用。7．根据权利要求1所述树脂组合物，其特征在于所述特种氟橡胶为F26或F46。8．根据权利要求1所述树脂组合物，其特征在于所述的聚酯树脂为PBT、PHT或PET。全文摘要本专利技术提供一种高温品级(大于110℃)具有PTC特性的树脂组合物,主要由(35～80)wt%氟树脂、(5～30)wt%特种氟橡胶、(2～10)wt%聚酯树脂和(5～12)wt%乙炔炭黑组成,亦可添加少量胶体石墨、交联敏化剂、氟弹性体加工助剂及CaCO文档编号C08L27/12GK1218067SQ9711978公开日1999年6月2日 申请日期1997年11月13日 优先权日1997年11月13日专利技术者罗延龄, 张立基, 李学训, 杨柳, 殷茜, 谭都平 申请人:中国石油化工总公司, 中国石化兰州化学工业公司, 兰州化学工业公司化工研究院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有ＰＴＣ特性的树脂组合物，其特征在于主要由下列组份组成：氟树脂（ＰＶＤＦ或ＰＶＦ↓［２］） ３５～８０ｗｔ％聚酯树脂 ２～１０ｗｔ％碳黑 ５～１０ｗｔ％特种氟橡胶 ５～３０ｗｔ％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗延龄，张立基，李学训，杨柳，殷茜，谭都平，
申请(专利权)人：中国石油化工总公司，中国石化兰州化学工业公司，兰州化学工业公司化工研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]