一种具有PTC效应的微胶囊复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有PTC效应的微胶囊复合材料，由以下重量份组分组成：导电填料1‑10份，多糖0.5‑10份，分散剂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，引发剂0.01‑0.03份。制备方法包括：第一阶段，通过表面改性的方式形成导电填料接枝共聚物；第二阶段，通过热处理的方式形成三元体系包覆的微胶囊复合材料。本发明专利技术在导电填料中接枝低熔点的共聚物，不仅使其与乙烯‑醋酸乙烯共聚物相容性更好，同时提高了复合材料的PTC强度、降低了复合材料的转变温度，为低温区域的应用提供了参考，制备了低转变温度、高强度的PTC复合材料。

【技术实现步骤摘要】
一种具有PTC效应的微胶囊复合材料及其制备方法
本专利技术涉及PTC材料
，具体为一种具有PTC效应的微胶囊复合材料及其制备方法。
技术介绍
PTC材料主要分为陶瓷基PTC材料和聚合物基PTC材料两种类型，陶瓷基PTC材料由于性脆，加工、成型困难，成本高等一些缺陷，限制了其应用。而聚合物基PTC材料由于易加工成型、成本低、转变温度较低的优点，迅速成为PTC材料开发研制的热点，目前已广泛应用于化工、石油管道阀门、自限温加热电缆、过电流保护元件、汽车、计算机和医疗器械等诸多领域。目前研究和应用最为热门的聚合物基PTC材料是聚乙烯类复合材料，例如：《高分子材料与工程》第26卷第7期“溶液法高密度聚乙烯/石墨PTC导电复合材料的制备及导电行为”中，孙守封等通过溶液法制备聚乙烯/石墨PTC导电复合材料，其PTC转变温度在110℃以上。专利CN110791005A公开了一种含有聚乙烯、炭黑和石墨烯的PTC复合材料的制备方法，其PTC转变温度为125℃左右。但是，在当前的研究中，聚合物基PTC转变温度多在100～130℃之间，对于100℃以下的较低温度段的研发相对少见，很难满足不同的市场需求。
技术实现思路
针对上述存在的技术不足，本专利技术的目的是提供一种具有PTC效应的微胶囊复合材料及其制备方法，以解决
技术介绍
中提出的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供一种具有PTC效应的微胶囊复合材料，由以下重量份组分组成：导电填料1-10份，多糖0.5-10份，分散剂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，引发剂0.01-0.03份。优选地，所述导电填料为经过喷碳处理的金属氧化物在惰性气体中于300-500℃煅烧0.5-2h形成，所述金属氧化物为二氧化钒、氧化钇、二氧化钌中的一种或几种。优选地，所述共聚物为聚己内酯、马来酸酐中的一种或两种。优选地，所述多糖为淀粉、肝糖、菊粉、纤维素、糖原、甲壳素中的一种或几种。优选地，所述的分散剂为聚乙二醇、十六烷基硫酸钠、聚吡咯烷酮、十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇中的一种或者几种。优选地，所述引发剂为辛酸亚锡或高氯酸中的一种。一种具有PTC效应的微胶囊复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将导电填料预氧化后加入到三口烧瓶中，加入共聚物，再依次加入二甲苯和引发剂，置于油浴恒温槽中，搅拌，通入氮气，升温，搅拌24h，待反应体系降至室温，取出悬浮液，经过滤、离心实现固液分离，分离后的固体经干燥处理，得到导电填料接枝共聚物；2)将多糖、乙烯-醋酸乙烯共聚物、分散剂与步骤1)制得的导电填料接枝共聚物按比例分散于水溶液中，置于砂磨机中研磨，使其细度达到5μm以下，移至高压反应釜中进行热处理，热处理后经过喷雾干燥得到具有PTC效应的微胶囊复合材料。优选地，所述引发剂为辛酸亚锡或高氯酸中的一种。优选地，步骤1)中，干燥处理采用气流干燥法、加热干燥法、微波干燥法、低温干燥法中的一种或几种。优选地，步骤2)中，热处理温度为80℃，时间为2h。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术以导电填料接枝共聚物为核心，表面包覆乙烯-醋酸乙烯共聚物为壳层，制备了具有低转变温度的PTC效应的微胶囊复合材料，为低温区域的应用提供了参考。2、本专利技术在导电填料中接枝低熔点的共聚物，不仅使其与乙烯-醋酸乙烯共聚物相容性更好，同时提高了复合材料的PTC强度，现有同类产品的PTC强度一般在2.5-4之间，而本专利技术PTC强度在5-8之间，制备了高强度的具有PTC效应的微胶囊复合材料。3、本专利技术以导电填料/共聚物/乙烯-醋酸乙烯共聚物为三元体系制备出低转变温度的PTC复合材料，第一阶段，通过表面改性的方式形成导电填料接枝共聚物；第二阶段，通过热处理的方式形成三元体系包覆的微胶囊复合材料，实现了复合材料的PTC效应。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1阻温曲线；图2为本专利技术实施例2阻温曲线；图3为本专利技术实施例3阻温曲线；图4为本专利技术实施例4阻温曲线；图5为本专利技术实施例5阻温曲线。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种具有PTC效应的微胶囊复合材料，由以下重量份组分组成：导电填料：1份，导电填料为经过喷碳处理的二氧化钒在惰性气体中于300-500℃煅烧0.5-2h形成；多糖为淀粉，0.5份；分散剂为聚乙二醇，1份；共聚物为聚己内酯，10份；乙烯-醋酸乙烯共聚物，100份；二甲苯：250份；引发剂为辛酸亚锡，0.01份。一种具有PTC效应的微胶囊复合材料的制备方法，包括以下步骤：1)将导电填料预氧化后加入到三口烧瓶中，加入聚己内酯，再依次加入二甲苯和辛酸亚锡，置于油浴恒温槽中，搅拌，通入氮气，升温至110℃，搅拌24h，待反应体系降至室温，取出悬浮液，经过滤、离心实现固液分离，分离后的固体经气流干燥法干燥处理，得到导电填料接枝聚己内酯；2)将淀粉、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙二醇与步骤1)制得的导电填料接枝聚己内酯按比例分散于水溶液中，置于砂磨机中研磨，使其细度达到5μm以下，移至高压反应釜中进行热处理，热处理温度为80℃，时间为2h，热处理后经过喷雾干燥，得到具有PTC效应的微胶囊复合材料。实施例2：一种具有PTC效应的微胶囊复合材料，由以下重量份组分组成：导电填料：10份，导电填料为经过喷碳处理的氧化钇在惰性气体中于300-500℃煅烧0.5-2h形成；多糖为肝糖，10份；分散剂为十六烷基硫酸钠和聚乙二醇的混合物，其中十六烷基硫酸钠3份，聚乙二醇2份；共聚物为马来酸酐，30份；乙烯-醋酸乙烯共聚物，100份；二甲苯：350份；引发剂为高氯酸，0.03份。一种具有PTC效应的微胶囊复合材料的制备方法，包括以下步骤：1)将导电填料预氧化后加入到三口烧瓶中，加入马来酸酐，再依次加入二甲苯和高氯酸，置于油浴恒温槽中，搅拌，通入氮气，升温至60℃，搅拌24h，待反应体系降至室温，取出悬浮液，经过滤、离心实现固液分离，分离后的固体经加热干燥法干燥处理，得到导电填料接枝马来酸酐；2)将肝糖、乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有PTC效应的微胶囊复合材料，其特征在于，由以下重量份组分组成：导电填料1-10份，多糖0.5-10份，分散剂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，引发剂0.01-0.03份。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有PTC效应的微胶囊复合材料，其特征在于，由以下重量份组分组成：导电填料1-10份，多糖0.5-10份，分散剂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，引发剂0.01-0.03份。


2.如权利要求1所述的一种具有PTC效应的微胶囊复合材料，其特征在于，所述导电填料为经过喷碳处理的金属氧化物在惰性气体中于300-500℃煅烧0.5-2h形成，所述金属氧化物为二氧化钒、氧化钇、二氧化钌中的一种或几种。


3.如权利要求1所述的一种具有PTC效应的微胶囊复合材料，其特征在于，所述共聚物为聚己内酯、马来酸酐中的一种或两种。


4.如权利要求1所述的一种具有PTC效应的微胶囊复合材料，其特征在于，所述多糖为淀粉、肝糖、菊粉、纤维素、糖原、甲壳素中的一种或几种。


5.如权利要求1所述的一种具有PTC效应的微胶囊复合材料，其特征在于，所述的分散剂为聚乙二醇、十六烷基硫酸钠、聚吡咯烷酮、十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇中的一种或者几种。


6.如权利要求1所述的一种具有P...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴洪鹏，耿晓欣，侯林艳，夏丽，吴萧良，黄勇，崔五力，
申请(专利权)人：中节能唐山环保装备有限公司，唐山烯彤科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13