[发明专利]一种高密度聚乙烯为主料的PTC高分子导电材料及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及到伴热电缆领域，具体涉及一种高密度聚乙烯为主料的PTC高分子导电材料及其制备方法。

背景技术

电伴热带是一种新型高科技产品，两根导电芯之间分布着起加热作用的PTC高分子材料，其外部由高分子内护层、金属屏蔽网和高分子外护套构成，PTC高分子材料在现代电子电气领域已得到广泛应用；目前国内的电伴热带生产中由于加工条件和环境条件的限制，使产品的抗拉伸强度性能不高，同时产品的结晶行为不稳定、结晶不完善，并且PTC发热材料内部残留热应力，这都会使PTC发热材料的电阻不稳定、温度升降不均匀和减短材料的使用寿命。

发明内容

    本发明的目的在于提供一种高密度聚乙烯为主料的PTC高分子导电材料及其制备方法。

本发明采用如下技术方案：

高密度聚乙烯为主料的PTC高分子导电材料，其组成原料的重量份为：高密度聚乙烯48-55、丙烯酸树脂33-38、2-甲基咪唑30-35、秸秆灰烬7.0-9.0、改性海泡石粉4.0-5.5、导电碳黑4.0-5.0、促进剂DM  2.6-2.8、抗氧剂CA  0.8-1.2、五氧化二磷10-12和扩散剂MF  7.0-8.5。

高密度聚乙烯为主料的PTC高分子导电材料，其组成原料的重量份为：高密度聚乙烯50、丙烯酸树脂35、2-甲基咪唑32、秸秆灰烬8.0、改性海泡石粉4.8、导电碳黑4.5、促进剂DM  2.7、抗氧剂CA  1.0、五氧化二磷11和扩散剂MF  7.8。

高密度聚乙烯为主料的PTC高分子导电材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）改性海泡石粉的制备：

a：按组成原料的重量份称取海泡石粉15-20份、三聚磷酸钠1.5-1.8份、四氧化三铁5.0-6.0份、秸秆灰烬3.0-3.5份、黄土4.5-5.0份和纳米锌粉0.5-0.7份；混合均匀，煅烧2-4小时，控制温度650-680℃，冷却待用；

b：在步骤（a）冷却后的混合料中加入4.0-5.5份过硫酸钠、1.5-1.7份苯胺甲基三乙氧基硅烷和0.5-0.7份偏苯三酸三辛酯；搅拌混合2-4h后得到；

（2）按所有原料的重量份称取各原料，加入到高速搅拌机搅拌均匀，高速混合15-20min，采用双螺杆造粒方式在双螺杆挤出机进行造粒即得产品。

本发明的有益效果：

本发明采用高密度聚乙烯作为主料，并拌入丙烯酸树脂，价格低廉，同时添加了填料改性海泡石粉、秸秆灰烬和导电炭黑，使PTC高分子导电材料的弹性模量提高、最大值应力和断裂点应力增大，提高了PTC高分子材料抗拉伸性能，而且材料的电阻稳定、温度均匀，并延长材料的使用寿命。

具体实施方式

实施例1：高密度聚乙烯为主料的PTC高分子导电材料，其组成原料的重量份（kg）为：高密度聚乙烯50、丙烯酸树脂35、2-甲基咪唑32、秸秆灰烬8.0、改性海泡石粉4.8、导电碳黑4.5、促进剂DM  2.7、抗氧剂CA  1.0、五氧化二磷11和扩散剂MF  7.8。

高密度聚乙烯为主料的PTC高分子导电材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）改性海泡石粉的制备：

a：按组成原料的重量份称取海泡石粉18kg、三聚磷酸钠1.6kg、四氧化三铁5.5kg、秸秆灰烬3.2kg、黄土4.8kg和纳米锌粉0.6kg；混合均匀，煅烧2小时，控制温度670℃，冷却待用；

b：在步骤（a）冷却后的混合料中加入4.8kg过硫酸钠、1.6kg苯胺甲基三乙氧基硅烷和0.6kg偏苯三酸三辛酯；搅拌混合2-4h后得到；

（2）按所有原料的重量份称取各原料，加入到高速搅拌机搅拌均匀，高速混合18min，采用双螺杆造粒方式在双螺杆挤出机进行造粒即得产品。

上述实施例1制得的PTC高分子导电材料性能检测如下：

1、弹性模量（N/mm2）201.25；2、最大值应力（N/mm2）12.70；3、断裂点应力（N/mm2）14.18；4、拉伸强度（N/mm2）13.2；5、断裂伸长率（%）202；6、起动电流（A/m·10℃）0.18；7、标称功率（W/m·10℃）20.5；8、最高维持温度（℃）65.2；9、最高承受温度（℃）113。