一種耐高溫ptc導(dǎo)電復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及正溫度系數(shù)PTC導(dǎo)電組合物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐高溫PTC導(dǎo)電復(fù) 合材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚合物基PTC材料的基體是有機(jī)聚合物，然后在其中加入一些無(wú)機(jī)導(dǎo)電填料而形 成的一種復(fù)合材料，這種材料最早是Fry dman在1948年發(fā)現(xiàn)的，但是當(dāng)時(shí)人們對(duì)此并不是非 常重視，直到60年代報(bào)道炭黑復(fù)合材料等也具有PTC效應(yīng)才引起了科學(xué)研究者的注意，首先 于20世紀(jì)末在美國(guó)進(jìn)行了實(shí)際使用與開(kāi)發(fā)。這種材料很好地綜合了無(wú)機(jī)填料導(dǎo)電性能及聚 合物材料好的柔韌性能，具有很好的綜合性能。聚合物基PTC導(dǎo)電復(fù)合材料性能表現(xiàn)出良好 與綜合性特點(diǎn)，聚合物基PTC材料具有較低的室溫電阻率、PTC強(qiáng)度較高、成本低廉便宜及容 易加工成型等性能，這些特點(diǎn)也是陶瓷基PTC材料所具有的，這些優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)使聚合物基PTC 材料成為了PTC材料研發(fā)的熱點(diǎn)與重點(diǎn)，聚合物基PTC不僅廣泛地使用在衛(wèi)生醫(yī)療、自限溫 伴熱帶及各種加熱裝置中，在過(guò)流過(guò)壓保護(hù)、弱電系統(tǒng)溫度補(bǔ)償?shù)确矫嬉灿泻艽蟮氖褂门c 發(fā)展前景。
[0003] 炭黑填充聚合物基PTC導(dǎo)電復(fù)合材料的主要應(yīng)用包括以下幾個(gè)方面。
[0004] 1、用于起動(dòng)元件及消磁元件。PTC材料在剛開(kāi)始通電時(shí)，沖擊電流較大，等待通電 比較穩(wěn)定之后，其穩(wěn)定電流又非常小，PTC材料因?yàn)闆](méi)有觸點(diǎn)、振動(dòng)、磨損、干擾等等，因此不 會(huì)產(chǎn)生電弧，具有較高的可靠性與較長(zhǎng)壽命，現(xiàn)在這種材料主要使用在制作冷壓縮機(jī)中起 動(dòng)器、日光燈及彩色電視機(jī)中的消磁電阻等等。起動(dòng)器中使用這種材料有效地取代了以往 常用的離心開(kāi)關(guān)，應(yīng)用在電容運(yùn)行的單相電動(dòng)機(jī)中，在機(jī)器起動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中具有非常好的 起動(dòng)性能，而且當(dāng)PTC電阻值出現(xiàn)急劇變大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)"斷路"，進(jìn)一步將起動(dòng)繞組與運(yùn)行電 容串聯(lián)起來(lái)，保證電機(jī)在正常工作狀態(tài)下運(yùn)行電容。
[0005] 2、用于加熱元件及恒溫元件。PTC具有恒溫特性，能夠應(yīng)用在家用中的多種熱源， 例如暖風(fēng)機(jī)、驅(qū)蚊器及手暖器等等。
[0006] 3、用于保護(hù)元件及控溫元件。PTC還具有阻溫特性，能夠用于自控溫加熱元件，例 如氣體、液體輸送管道及儀器的加熱保溫等等，也可以應(yīng)用在育種、發(fā)酵等的低溫加熱中。
[0007] 4、用于溫度補(bǔ)償。
[0008] 要使得聚合物基PTC導(dǎo)電復(fù)合材料能夠完全滿(mǎn)足上個(gè)各個(gè)領(lǐng)域的使用要求，必須 開(kāi)發(fā)能夠滿(mǎn)足各種溫度環(huán)境的材料。目前，聚合物基PTC導(dǎo)電復(fù)合材料都只能滿(mǎn)足低溫和中 溫領(lǐng)域的使用要求，難以滿(mǎn)足120°C甚至更高的高溫領(lǐng)域的使用要求。部分材料是因?yàn)槠渚?里溫度達(dá)不到高溫要求，當(dāng)其溫度超過(guò)居里溫度后電阻急劇增大，溫度迅速降低。部分材料 雖然居里溫度達(dá)到了要求，但其發(fā)熱效率低，難以滿(mǎn)足發(fā)熱要求，這些材料在持續(xù)高溫條件 下可靠性不足，容易發(fā)生燒帶現(xiàn)象，另外，材料會(huì)存在衰減率過(guò)快的問(wèn)題，材料使用一段時(shí) 間后，本身電阻會(huì)成幾何倍數(shù)增長(zhǎng)，發(fā)熱溫度急速下降。
[0009] 因此，目前并沒(méi)有一種能夠滿(mǎn)足使用要求的耐高溫PTC復(fù)合材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 針對(duì)以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種耐高溫PTC導(dǎo)電復(fù)合材料，其可以完全滿(mǎn)足 120°C甚至更高的高溫領(lǐng)域的使用要求
[0011] 本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0012] -種耐高溫PTC導(dǎo)電復(fù)合材料，按重量計(jì)，包括54%~66 %的有機(jī)聚合物，13.9 % ~17.1 %的無(wú)機(jī)填料，7%~9%的炭黑XC-72,10%~14%的HAF，3%~4%的石墨烯以及 0.3 %~0.7 %的加工助劑。
[0013]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述有機(jī)聚合物選自乙烯聚四氟乙烯ETFE、氟乙烯丙烯共 聚物FEP、乙烯三氟氯乙烯共聚物ECTFE中的一種或以上。
[0014]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述無(wú)機(jī)填料選自碳酸鈣、氧化鋅、氧化鈣、氧化鋁、二氧化 硅和氫氧化鎂中的一種或以上。
[0015]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，按重量計(jì)，包括60.8%的乙烯聚四氟乙烯ETFE，5.7%的碳 酸鈣，10.6%的氧化鋅，8.7%的炭黑XC-72,12.4%的HAF，3.8%的石墨烯以及0.4%的加工 助劑。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是:基于本發(fā)明的配方制成的PTC導(dǎo)電復(fù)合材料具有耐高溫的 優(yōu)點(diǎn)，其發(fā)熱要求可以滿(mǎn)足高溫的發(fā)熱要求，不會(huì)發(fā)生燒帶現(xiàn)象，不存在衰減率過(guò)快的問(wèn) 題，能夠持續(xù)可靠地使用。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 本發(fā)明的一種耐高溫PTC導(dǎo)電復(fù)合材料，按重量計(jì)，包括54%~66%的有機(jī)聚合 物，13.9%~17.1 %的無(wú)機(jī)填料，7%~9%的炭黑XC-72,10%~14%的HAF，3%~4%的石 墨烯以及0.3%~0.7%的加工助劑。有機(jī)聚合物選自乙烯聚四氟乙烯ETFE、氟乙烯丙烯共 聚物FEP、乙烯三氟氯乙烯共聚物ECTFE中的一種或以上。無(wú)機(jī)填料選自碳酸鈣、氧化鋅、氧 化鈣、氧化鋁、二氧化硅和氫氧化鎂中的一種或以上。
[0018] 下面以具體的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0019] PTC導(dǎo)電復(fù)合材料，按重量計(jì)，包括60.8%的乙烯聚四氟乙烯ETFE，5.7 %的碳酸 鈣，10.6%的氧化鋅，8.7%的炭黑XC-72,12.4%的HAF，3.8%的石墨烯以及0.4%的加工助 劑。
[0020] 準(zhǔn)備上述配比的材料，通過(guò)螺桿式注塑機(jī)混合后擠出至一7.8mmx2.2mm的扁平模 具內(nèi)，冷卻成型后得到耐高溫PTC芯帶。
[0021] 取一定單位長(zhǎng)度的芯帶進(jìn)行檢測(cè)，供電使其發(fā)熱，檢測(cè)其阻值、電流大小及溫度 值，結(jié)果如下：
[0022]
[0023]
[0024] 表 1
[0025] 從表1可以看出，此實(shí)施例的PTC導(dǎo)電復(fù)合材料的發(fā)熱溫度可以達(dá)到120 °C設(shè)置更 高的發(fā)熱要求，處在高溫狀態(tài)下電阻不會(huì)發(fā)生幾何倍數(shù)增長(zhǎng)，工作可靠穩(wěn)定，具有耐高溫的 優(yōu)點(diǎn)。
[0026]本發(fā)明的PTC導(dǎo)電復(fù)合材料有效地填補(bǔ)了高溫領(lǐng)域的空白。以上所述僅為本發(fā)明 的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種 更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種耐高溫PTC導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于：按重量計(jì)，包括54 %~66 %的有機(jī)聚合 物，13.9%~17.1 %的無(wú)機(jī)填料，7%~9%的炭黑XC-72,10%~14%的HAF，3%~4%的石 墨烯以及0.3%~0.7%的加工助劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫PTC導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于:所述有機(jī)聚合物 選自乙烯聚四氟乙烯ETFE、氟乙烯丙烯共聚物FEP、乙烯三氟氯乙烯共聚物ECTFE中的一種 或以上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫PTC導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于:所述無(wú)機(jī)填料選 自碳酸鈣、氧化鋅、氧化鈣、氧化鋁、二氧化硅和氫氧化鎂中的一種或以上。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的一種耐高溫PTC導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于:按重 量計(jì)，包括60.8%的乙烯聚四氟乙烯ETFE，5.7%的碳酸鈣，10.6%的氧化鋅，8.7%的炭黑 父〇72，12.4%的撤？，3.2%的石墨烯以及0.4%的加工助劑。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種耐高溫PTC導(dǎo)電復(fù)合材料，按重量計(jì)，包括54％～66％的有機(jī)聚合物，13.9％～17.1％的無(wú)機(jī)填料，7％～9％的炭黑XC-72，10％～14％的HAF，3％～4％的石墨烯以及0.3％～0.7％的加工助劑?；诒景l(fā)明的配方制成的PTC導(dǎo)電復(fù)合材料具有耐高溫的優(yōu)點(diǎn)，其發(fā)熱要求可以滿(mǎn)足高溫的發(fā)熱要求，不會(huì)發(fā)生燒帶現(xiàn)象，不存在衰減率過(guò)快的問(wèn)題，能夠持續(xù)可靠地使用。
【IPC分類(lèi)】C08K3/00, C08K3/26, C08K3/22, C08L23/08, C08K3/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105566737
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610070215
【發(fā)明人】徐楚楠
【申請(qǐng)人】蕪湖佳宏新材料有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2016年1月29日