[发明专利]聚偏氟乙烯基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，具体涉及一种聚偏氟乙烯基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聚偏氟乙烯基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 稳定性。

本发明技术方案如下：

一种聚偏氟乙烯基PTC 高分子发热材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：聚偏氟乙烯80-85、马来酸酐接枝的聚乙烯10-15、铝粉20-25、镍粉5-8、氮化铝12-14、麦饭石粉20-25、氟化钙3-5、氢氧化镁6-8、铝矾土10-12、苯基三乙氧基硅烷3-5、二甲基硅油5-8、环氧亚麻子油2-4、磷酸二氢铵1-2。

所述的高密度聚乙烯基PTC 高分子发热材料，其特征在于：包括以下步骤：将铝矾土加水搅拌制成悬浮液，加热至80-90℃，再加入苯基三乙氧基硅烷、铝粉，高速分散10-20分钟后，冷却至室温，再加麦饭石粉、氟化钙、二甲基硅油，搅拌均匀后，进行研磨2-3小时，到浆料，喷雾干燥，得到粉末；将马来酸酐接枝的聚乙烯、镍粉、氮化铝、苯基三乙氧基硅烷在80-120℃下混炼10-20分钟，得到混合料；将聚偏氟乙烯、所得粉末与混合料及其它剩余原料混合，加热至140-180℃，混合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。

本发明采用铝粉与镍粉作为导电复合材料，入苯基三乙氧基硅烷、铝粉加入麦饭石粉、氟化钙、二甲基硅油进行研磨，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；本发明马来酸酐接枝的聚乙烯、镍粉、氮化铝、苯基三乙氧基硅烷实行一次混料，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

一种聚偏氟乙烯基PTC 高分子发热材料，由下列重量份（公斤）的原料制成：聚偏氟乙烯80、马来酸酐接枝的聚乙烯15、铝粉25、镍粉8、氮化铝14、麦饭石粉25、氟化钙5、氢氧化镁6、铝矾土12、苯基三乙氧基硅烷3、二甲基硅油5、环氧亚麻子油4、磷酸二氢铵2。

所述的高密度聚乙烯基PTC 高分子发热材料，包括以下步骤：将铝矾土加水搅拌制成悬浮液，加热至80-90℃，再加入苯基三乙氧基硅烷、铝粉，高速分散10-20分钟后，冷却至室温，再加麦饭石粉、氟化钙、二甲基硅油，搅拌均匀后，进行研磨2-3小时，到浆料，喷雾干燥，得到粉末；将马来酸酐接枝的聚乙烯、镍粉、氮化铝、苯基三乙氧基硅烷在80-120℃下混炼10-20分钟，得到混合料；将聚偏氟乙烯、所得粉末与混合料及其它剩余原料混合，加热至140-180℃，混合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13mΩ，PTC 强度达到8.8 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93%，温度变化率98%。