[发明专利]PTC强度可调控的PTC聚合物基导电复合材料及其制备方法

权利要求书

1.PTC聚合物基导电复合材料，其特征在于，其原料包括：聚合物基材93～99重量份，导电填料1～7重量份；所述PTC聚合物基导电复合材料具有隔离结构；并且，

聚合物基材的粒径在5～30μm，所述PTC聚合物基导电复合材料的PTC强度为2-40；

聚合物基材的粒径在100～500μm，所述PTC聚合物基导电复合材料的PTC强度为500-10000；

聚合物基材的粒径在900～1400μm，所述PTC聚合物基导电复合材料的PTC强度为10000-1000000；

其中，所述聚合物基材为聚丙烯、超高分子量聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚碳酸酯或聚苯乙烯中的一种；所述导电填料为碳纳米管、炭黑或石墨烯纳米片中的一种。

2.根据权利要求1所述的PTC聚合物基导电复合材料，其特征在于，所述聚合物基材为聚丙烯，所述导电填料为碳纳米管。

3.根据权利要求2所述的PTC聚合物基导电复合材料，其特征在于，当聚合物基材的粒径在10～25μm，所述PTC聚合物基导电复合材料的PTC强度为4-20；当聚合物基材的粒径在200～400μm，所述PTC聚合物基导电复合材料的PTC强度为800-8000；当聚合物基材的粒径在1000～1300μm，所述PTC聚合物基导电复合材料的PTC强度为50000-900000。

4.权利要求1～3任一项所述PTC聚合物基导电复合材料的制备方法，其特征在于，先将聚合物基材的粉料与导电填料混合均匀得混合料，然后将混合料经热压成型即得到PTC聚合物基导电复合材料。

5.根据权利要求4所述PTC聚合物基导电复合材料的制备方法，其特征在于，所述热压成型的条件为：所述混合料在聚合物基材熔融温度以上分解温度以下预热5～20min，然后在5～15MPa压力下热压3～15min，最后在5～15MPa压力下冷压至室温。

6.根据权利要求5所述PTC聚合物基导电复合材料的制备方法，其特征在于，当聚合物基材为聚丙烯，聚合物基材的粉料由下述方法制得：聚丙烯粒料与二甲苯混合，在温度为130～140℃、转速为180～230r/min的条件下，机械搅拌0.5～2小时，使聚丙烯完全溶于二甲苯中，然后将聚丙烯/二甲苯溶液自然风干80-120小时直至完全干燥，后将干燥后的料块粉碎至粉末状，得到聚丙烯粉料，其中，聚丙烯粒料与二甲苯的比例为每100ml二甲苯中添加5～25g聚丙烯粒料。

7.PTC聚合物基导电复合材料的PTC强度在10⁰～10⁶转变的调控方法，其特征在于，导电复合材料的原料采用：聚合物基材93～99重量份，导电填料1～7重量份；并且，所述PTC聚合物基导电复合材料具有隔离结构；那么通过改变聚合物基材的粒径来调控导电复合材料的PTC强度，PTC强度随聚合物基材的粒径增大而增大；其中，PTC聚合物基导电复合材料为权利要求1～3任一项所述的复合材料，或者由权利要求4～6任一项所述的方法制得。

8.根据权利要求7所述的PTC聚合物基导电复合材料的PTC强度在10⁰～10⁶转变的调控方法，其特征在于，PTC强度随聚合物基材的粒径增大而增大的规律为：

聚合物基材的粒径在5～30μm，所得PTC聚合物基导电复合材料的PTC强度为2-40；

聚合物基材的粒径在100～500μm，所述PTC聚合物基导电复合材料的PTC强度为500-10000；

聚合物基材的粒径在900～1400μm，所述PTC聚合物基导电复合材料的PTC强度为10000-100000。