[发明专利]阻燃型PTC 高分子发热材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种阻燃型高分子基PTC 发热材料及其制备方法。

背景技术

PTC 高分子发热材料作为过热、过流保护和自控温加热材料广泛应用于通信、计算机、汽车、工业控制、家用电器等众多领域中。目前的有机PTC 材料主要以石墨和炭黑为导电填料，主要存在室温电阻分布较宽，PTC 强度小、稳定性较低等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种阻燃型PTC 高分子发热材料及其制备方法，具备低的室温电阻率、长期通流稳定的性能、高的PTC 强度和高的PTC ，且具有阻燃效果。

本发明技术方案如下：

一种阻燃型PTC 高分子发热材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：等规聚丙烯20-25、低密度聚乙烯70-75、铝粉20-25、纳米碳12-16、氮化铝20-25、麦饭石粉18-10、氢氧化镁8-10、高耐磨炭黑N330 4-6、炭黑N220 4-6、蛭石粉10-12、季戊四醇四丙烯酸酯5-8、硅烷偶联剂KH550 4-6、防焦剂CTP 1-2、顺丁烯二酸二丁酯5-8、二烷基二硫代磷酸锌2-3、三氧化二锑2-3。

所述的阻燃型PTC 高分子发热材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将纳米碳加水搅拌制成悬浮液，加热至50-60℃，再加入麦饭石粉、氢氧化镁、高耐磨炭黑N330、硅烷偶联剂KH550，高速分散30-40分钟后，研磨1-2小时，到浆料，喷雾干燥，得到粉末；将低密度聚乙烯、铝粉、氮化铝、顺丁烯二酸二丁酯、二烷基二硫代磷酸锌，在90-110℃下混炼15-25分钟，得到混合料；将等规聚丙烯、所得粉末与混合料及其它剩余原料混合，加热至110-150℃，混炼18-25分钟，挤出造粒得到。

将本发明PTC 高分子发热材料压制成片材，再在片材表面压制导线，即得到PTC发热片。

本发明采用纳米碳与铝粉作为导电复合材料，麦饭石粉、氢氧化镁、高耐磨炭黑N330、硅烷偶联剂KH550进行研磨，增加其之间的分子网格结构，具有加强耐热、耐流、耐压和提高电阻变化稳定性的作用；本发明低密度聚乙烯、铝粉、氮化铝、顺丁烯二酸二丁酯、二烷基二硫代磷酸锌实行一次混料，增加了各原料组成分散性，经过二次混料后，增加了各原料成分之间的兼容性，导电网络结构的更加稳固，大大提高了本发明的PTC 强度和高的PTC 稳定性，电阻稳定、温度均匀、PTC特性稳定、增加材料的使用寿命。

具体实施方式

一种阻燃型PTC 高分子发热材料，由下列重量份（公斤）的原料制成：等规聚丙烯25、低密度聚乙烯70、铝粉25、纳米碳16、氮化铝20、麦饭石粉10、氢氧化镁8、高耐磨炭黑N330 6、炭黑N220 6、蛭石粉10、季戊四醇四丙烯酸酯8、硅烷偶联剂KH550 6、防焦剂CTP 2、顺丁烯二酸二丁酯8、二烷基二硫代磷酸锌3、三氧化二锑2。

所述的阻燃型PTC 高分子发热材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将纳米碳加水搅拌制成悬浮液，加热至50-60℃，再加入麦饭石粉、氢氧化镁、高耐磨炭黑N330、硅烷偶联剂KH550，高速分散30-40分钟后，研磨1-2小时，到浆料，喷雾干燥，得到粉末；将低密度聚乙烯、铝粉、氮化铝、顺丁烯二酸二丁酯、二烷基二硫代磷酸锌、在90-110℃下混炼15-25分钟，得到混合料；将等规聚丙烯、所得粉末与混合料及其它剩余原料混合，加热至110-150℃，混炼18-25分钟，挤出造粒得到。

将本发明PTC 高分子发热材料压制成片材，制备长100mm、宽6.5mm、厚2mm 的条形样品，再在片材表面压制导线，即得到PTC发热片。

检测性能：

室温(25℃ ) 零功率电阻为16mΩ，PTC 强度达到8.4 以上，将其在-20℃和140℃之间热循环200 次后其室温电阻仍在30mΩ以下，并且在热循环中电阻的变化情况稳定，具有长期通流大于100A 的通流能力。在200下连续发热36小时，无烧焦现象。PTC高分子发热材料寿命：15分钟通电一次，15分钟断电一次，30分钟一个循环，通断5000次，功率变化率94%，温度变化率98%。