一種基于石墨烯的柔軟高分子ptc材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于石墨烯的柔軟高分子PTC材料及其制備方法；包括如下重量份數(shù)的原料：苯乙烯?異戊二烯?苯乙烯嵌段共聚物18?25份，低密度聚乙烯15?24份，高密度聚乙烯24?36份，氮化鋁2?5份，氣相白炭黑3?6份，石墨烯5?10份，環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯1?5份，雙十二碳醇酯3?6份，鈦酸鋇2?4份，聚丙烯醇2?6份，助劑2?6份；本發(fā)明提供的高分子PTC材料具有良好的柔軟性能和可卷繞性能，此外，材料的PTC特性穩(wěn)定，使用壽命長。
【專利說明】
一種基于石墨烯的柔軟高分子PTC材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于石墨烯的柔軟高分子PTC材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常在填充導(dǎo)電材料的結(jié)晶或半結(jié)晶高分子復(fù)合材料中可表現(xiàn)出正溫度系數(shù)PTC(positive temperature coefficient)特征，即在一定溫度范圍內(nèi)，材料自身的電阻率隨溫度的升高而增大的現(xiàn)象。自Frydmanl945年發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象以來，高分子PTC已成為研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。常用來制備高分子PTC的結(jié)晶或半結(jié)晶高分子包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚偏氟乙烯等，導(dǎo)電材料包括炭黑、石墨、碳纖維、金屬粉體等。在室溫條件下，這類復(fù)合材料具有較低的電阻率，而當(dāng)溫度升高至于晶區(qū)熔點(diǎn)附近，其電阻率發(fā)生急驟升高。
[0003]高分子PTC材料的應(yīng)用主要分為兩類:熱敏電阻材料和自限溫發(fā)熱材料。高分子PTC可被制成熱敏電阻器，其對(duì)溫度和電流敏感的溫度開關(guān)效應(yīng)，可用于電路的過流保護(hù)裝置，當(dāng)電路出現(xiàn)故障、電路溫度過高造成電流過大時(shí)，熱敏電阻器的電阻會(huì)迅速升高而切斷電路，從而起到了過熱保護(hù)的作用;作為一次性保險(xiǎn)絲的代替品，廣泛地應(yīng)用于通信、計(jì)算機(jī)、汽車、工業(yè)控制、家用電器等眾多領(lǐng)域中。自限溫發(fā)熱材料是利用高分子PTC材料導(dǎo)電的熱效應(yīng)而制成的，當(dāng)電流通過時(shí)將電能變成熱能，當(dāng)超過一定溫度時(shí)，電阻急劇增大，使工作電流急劇減少甚至被切斷，以保持自身溫度與環(huán)境溫度的平衡，從而起到了自動(dòng)限定發(fā)熱溫度，防止系統(tǒng)出現(xiàn)過熱現(xiàn)象；目前高分子PTC材料在石油鉆探、原油運(yùn)輸、化學(xué)化工等領(lǐng)域發(fā)揮了其獨(dú)特的作用。
[0004]目前出現(xiàn)的室溫下低電阻值的高分子PTC材料中的導(dǎo)電材料一般為炭黑，為了達(dá)到較低的電阻值，導(dǎo)電閾值一般較高，需要加入較大量的炭黑，這會(huì)導(dǎo)致PTC材料強(qiáng)度的下降和材料密度的提高；另一方面，目前的高分子PTC材料均為剛性的，缺少柔性及可卷繞性。為了克服上述技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種新的技術(shù)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種更加柔軟有彈性的基于石墨烯的柔軟高分子PTC材料，以及它的制備方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0007]一種基于石墨烯的柔軟高分子PTC材料，包括如下重量份數(shù)的原料:苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物18-25份，低密度聚乙烯15-24份，高密度聚乙烯24-36份，氮化鋁2-5份，氣相白炭黑3-6份，石墨烯5-10份，環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯1-5份，雙十二碳醇酯3-6份，鈦酸鋇2-4份，聚丙烯醇2-6份，助劑2-6份。
[0008]進(jìn)一步的，所述的基于石墨烯的柔軟高分子PTC材料，包括如下重量份數(shù)的原料:苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物18-20份，低密度聚乙烯15-20份，高密度聚乙烯24-32份，氮化鋁2-3份，氣相白炭黑3-5份，石墨烯5-8份，環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯1-3份，雙十二碳醇酯3-4份，鈦酸鋇2-3份，聚丙烯醇2-4份，助劑2-4份。
[0009]進(jìn)一步的，所述的基于石墨烯的柔軟高分子PTC材料，包括如下重量份數(shù)的原料:苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物20-25份，低密度聚乙烯20-24份，高密度聚乙烯32-36份，氮化鋁3-5份，氣相白炭黑5-6份，石墨烯8-10份，環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯3-5份，雙十二碳醇酯4-6份，鈦酸鋇3-4份，聚丙烯醇4-6份，助劑4-6份。
[0010]進(jìn)一步的，所述的基于石墨烯的柔軟高分子PTC材料，包括如下重量份數(shù)的原料:苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物22份，低密度聚乙烯18份，高密度聚乙烯32份，氮化鋁4份，氣相白炭黑5份，石墨烯6份，環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯3份，雙十二碳醇酯3份，鈦酸鋇2份，聚丙烯醇3份，助劑4份。
[0011 ]進(jìn)一步的，所述助劑包括促進(jìn)劑CZ，防老劑ODA，抗氧劑264，分散劑CNF。
[0012]—種基于石墨烯的柔軟高分子PTC材料的制備方法，包括如下步驟:
[0013](1)將低密度聚乙烯和高密度聚乙烯依次放在125_145°(:的開煉機(jī)上熔融塑化；
[0014](2)加入氮化鋁，氣相白炭黑和石墨烯，混煉l-3min;
[0015](3)再加入苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯，雙十二碳醇酯，鈦酸鋇，聚丙烯醇和助劑，繼續(xù)熔融共混10_15min，擠出造粒，即得產(chǎn)品。
[0016]本發(fā)明的有益效果為:
[0017]本發(fā)明將苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和低密度聚乙烯、高密度聚乙烯共混，得到的連續(xù)相共混體系混合物具有良好的柔軟性能和可卷繞性能;共混體系混合物再和氮化鋁，氣相白炭黑，石墨烯，環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯，雙十二碳醇酯，鈦酸鋇，聚丙烯醇和其余助劑復(fù)合，使得材料的PTC特性穩(wěn)定，使用壽命長。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019]實(shí)施例1:
[0020]一種基于石墨烯的柔軟高分子PTC材料，包括如下重量份數(shù)的原料:苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物22份，低密度聚乙烯18份，高密度聚乙烯32份，氮化鋁4份，氣相白炭黑5份，石墨烯6份，環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯3份，雙十二碳醇酯3份，鈦酸鋇2份，聚丙烯醇3份，促進(jìn)劑CZ 1.5份，防老劑0DA0.5份，抗氧劑2641份，分散劑CNF I份。
[0021]其制備方法，包括如下步驟:
[0022](1)將低密度聚乙烯和高密度聚乙烯依次放在125_145°(:的開煉機(jī)上熔融塑化；
[0023](2)加入氮化鋁，氣相白炭黑和石墨烯，混煉l_3min;
[0024](3)再加入苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯，雙十二碳醇酯，鈦酸鋇，聚丙烯醇和助劑，繼續(xù)熔融共混10_15min，擠出造粒，即得產(chǎn)品。
[0025]實(shí)施例2:
[0026]一種基于石墨烯的柔軟高分子PTC材料，包括如下重量份數(shù)的原料:苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物18份，低密度聚乙烯20份，高密度聚乙烯24份，氮化鋁3份，氣相白炭黑3份，石墨烯8份，環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯I份，雙十二碳醇酯4份，鈦酸鋇2份，聚丙烯醇4份，促進(jìn)劑CZ I份，防老劑ODA 0.2份，抗氧劑2640.4份，分散劑CNF 0.4份。
[0027]其制備方法同實(shí)施例1。
[0028]實(shí)施例3:
[0029]一種基于石墨烯的柔軟高分子PTC材料，包括如下重量份數(shù)的原料:苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物20份，低密度聚乙烯15份，高密度聚乙烯32份，氮化鋁2份，氣相白炭黑5份，石墨烯5份，環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯3份，雙十二碳醇酯3份，鈦酸鋇3份，聚丙烯醇2份，促進(jìn)劑CZ I份，防老劑ODA I份，抗氧劑2641份，分散劑CNF I份。
[0030]其制備方法同實(shí)施例1。
[0031]實(shí)施例4:
[0032]一種基于石墨烯的柔軟高分子PTC材料，包括如下重量份數(shù)的原料:苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物25份，低密度聚乙烯24份，高密度聚乙烯36份，氮化鋁5份，氣相白炭黑6份，石墨烯10份，環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯5份，雙十二碳醇酯6份，鈦酸鋇4份，聚丙烯醇6份，促進(jìn)劑CZ 2份，防老劑ODA I份，抗氧劑264 I份，分散劑CNF 2份。
[0033]其制備方法同實(shí)施例1。
[0034]以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于石墨烯的柔軟高分子PTC材料，其特征在于，包括如下重量份數(shù)的原料:苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物18-25份，低密度聚乙烯15-24份，高密度聚乙烯24-36份，氮化鋁2-5份，氣相白炭黑3-6份，石墨烯5-10份，環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯1-5份，雙十二碳醇酯3-6份，鈦酸鋇2-4份，聚丙烯醇2-6份，助劑2-6份。2.如權(quán)利要求1所述的基于石墨烯的柔軟高分子PTC材料，其特征在于，包括如下重量份數(shù)的原料:苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物18-20份，低密度聚乙烯15-20份，高密度聚乙烯24-32份，氮化鋁2-3份，氣相白炭黑3-5份，石墨烯5-8份，環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯1-3份，雙十二碳醇酯3-4份，鈦酸鋇2-3份，聚丙烯醇2-4份，助劑2-4份。3.如權(quán)利要求1所述的基于石墨烯的柔軟高分子PTC材料，其特征在于，包括如下重量份數(shù)的原料:苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物20-25份，低密度聚乙烯20-24份，高密度聚乙烯32-36份，氮化鋁3-5份，氣相白炭黑5-6份，石墨烯8-10份，環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯3-5份，雙十二碳醇酯4-6份，鈦酸鋇3-4份，聚丙烯醇4-6份，助劑4_6份。4.如權(quán)利要求1所述的基于石墨烯的柔軟高分子PTC材料，其特征在于，包括如下重量份數(shù)的原料:苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物22份，低密度聚乙烯18份，高密度聚乙烯32份，氮化鋁4份，氣相白炭黑5份，石墨烯6份，環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯3份，雙十二碳醇酯3份，鈦酸鋇2份，聚丙烯醇3份，助劑4份。5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的基于石墨烯的柔軟高分子PTC材料，其特征在于，所述助劑包括促進(jìn)劑CZ，防老劑ODA，抗氧劑264，分散劑CNF。6.—種如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的基于石墨烯的柔軟高分子PTC材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將低密度聚乙烯和高密度聚乙烯依次放在125-145°C的開煉機(jī)上熔融塑化； (2)加入氮化招，氣相白炭黑和石墨稀，混煉l_3min； (3)再加入苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯，雙十二碳醇酯，鈦酸鋇，聚丙烯醇和助劑，繼續(xù)熔融共混10_15min，擠出造粒，即得產(chǎn)品。
【文檔編號(hào)】C08K3/28GK106046510SQ201610659183
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月11日 公開號(hào)201610659183.7, CN 106046510 A, CN 106046510A, CN 201610659183, CN-A-106046510, CN106046510 A, CN106046510A, CN201610659183, CN201610659183.7
【發(fā)明人】汪洋, 陳啟志, 江盈, 肖美玲
【申請(qǐng)人】安徽省寧國天成電工有限公司