專利名稱：阻燃型ptc高分子導電材料及其制備方法
技術領域：
本發明屬于電熱材料制備技術領域，具體涉及一種用于制造自限溫電熱膜的阻燃型PTC高分子導電材料及其制備方法。
背景技術：
面狀電熱采暖產品主要由半導體發熱體、載流條、絕緣材料構成。低溫輻射電熱膜的主流產品是由夾在絕緣聚酯(PET)薄膜間的并聯的導電油墨載流條、銀粉涂料匯流條制成，電熱膜經導線連通電源，將電能轉化為熱能。美國Calorique電熱膜含兩層絕緣聚酯膜，中間墨線為導電油墨，厚約0. 2mm 0. 3mm。中國專利申請號99111331. 4 (公開號為0附255037，
公開日為2000.05.31)公開了一種“低溫輻射電熱膜”，中國專利申請號 200610010213. 8 (公開號為CN1874619，
公開日為2006. 12. 06)公開了一種“電熱地膜”，中國專利申請號92106555.8(公開號為0附080109，
公開日為1993. 12. 29)公開了“一種復合電熱膜”，中國專利申請號91112670. 8 (公開號為CN1074074，
公開日為1993. 07. 07)公開了“一種新型電發熱膜”。低溫輻射電熱膜多采用絲網印刷法將導電油墨通過網版轉印到承印物上。中國專利申請號03110936. 5 (公開號為CN1440219，
公開日為2003. 09. 03)公開了 “一種電熱膜制造方法”，采用凹版印刷技術將導電油墨印刷在PET基膜上形成平行排列的導電條，導電條兩端由油墨連接并復合匯流條，電熱膜上覆蓋另一基膜。中國專利申請號 200710036025. 7 (公開號為CN101148939，
公開日為2008. 03. 26)公開了 “一種電熱地板，，， 采用絲網印制技術在基板上印刷涂料電熱膜層，電熱膜上層設有絕緣層，可在36V 220V 電壓下長期安全使用。中國專利申請號201010562200. 8 (公開號為CN102083M6A，
公開日為2011. 06. 01)公開了 “一種遠紅外電熱膜”，導電銀漿條、導電碳漿條呈正交排列，置于兩層絕緣薄膜中間，電熱轉換率達98 %，發熱溫度不超過80°C。中國專利申請號03146405. 父(公開號為〔附571588，
公開日為2005.01.26)公開了“單向熱輻射電熱膜”，采用定向反射功能膜使熱能僅向單面輻射。中國專利申請號200910010841. X(公開號為CN101534582，
公開日為2005. 01. 26)公開了“遠紅外電熱膜毯”，含油墨(碳素)電熱膜、皮革層、保護層、保溫層、防水層、傳感器等。中國專利申請號201110062060. 2 (公開號為CN102U8467A，
公開日為 2011. 07. 20) ,201110060629. 1 (公開號為 CN102131317A，
公開日為 2011. 07. 20)分別公開了“電熱地膜采暖裝置”、“防漏電與防電磁輻射電熱地膜及其制作方法”，聚酯薄膜上均勻印刷油墨導電條，外面兩側依次鋪設導電鋁箔帶、PE封套、PVC保護封套。其它制作低溫輻射電熱膜的技術包含噴涂法、涂膠法、浸漬法、壓印法等。中國專利申請號011沘四7. 5(公開號為CN1413064,
公開日為2003. 04. 23) “一種納米電熱膜的制造方法和用納米電熱膜制成的散熱板”、中國專利申請號200910106860.2(公開號為CN101541110，
公開日為2009.09.23) “納米電熱膜材料及納米電熱器件的制作方法”，均在基板上噴涂導電涂料形成電熱膜。中國專利申請號200710047983.4(公開號為 CN101431837，
公開日為2009. 05. 13) “一種遠紅外柔性電熱材料及其制作方法和應用”、中國專利申請號90106391. 6 (公開號為CN1060325，
公開日為1992. 04. 15) “節能型電熱膜融雪器和制法及用途”，均將導電涂料涂附基膜(聚酯膜、膠布等)上，干燥后加裝并聯電極、 電源線。中國專利申請號99117279. 5 (公開號為CN1258186，
公開日為2000. 06.觀)“一種柔性電熱膜發熱體的制造方法”、中國專利申請號200810118187. X(公開號為CN101346017，
公開日為2009.01. 14) “高分子電熱膜及其應用”，則在柔性高分子基膜表面預設電極， 再將導電涂料均勻涂覆在基材表面形成電熱膜，其上固定絕緣保護層。中國專利申請號 89107751. 0(公開號為CN1051059，
公開日為1991. 05. 01)公開了 “一種透明半導體電熱薄膜”，以SbCl3、CdCl2摻雜SnA半導體層，以二甘醇丁醚醋酸酯、聚異丁烯、環己酮為粘結劑， 以無水乙醇為主要溶劑，采用浸涂和烘干工藝在襯底材料上形成半導體薄膜型電熱膜。中國專利申請號200810036591. 2 (公開號為CN101568201，
公開日為2009. 10. 28)公開了“雙導發熱體”，其電熱片包括絕緣基板(聚酯薄膜或爽木膠木板)、兩個壓印在絕緣基板表面上的低溫輻照電熱膜(導電油墨、碳晶片或碳素纖維)，兩電熱膜間隔錯開、電極彼此對齊， 可有效地消除電磁波。碳素面狀發熱板為另一種主流低溫輻射電熱膜。韓國HALLA株式會社睿堅 Heating地暖系統的發熱主體系納米碳素與無紡布嵌入式面狀發熱體，共11層總厚度 0.7mm，具有智能控溫功能，自身溫度不超過60°C。中國專利申請號201110059086. 1 (公開號為CN102123529A，
公開日為2011. 07. 13) “一種新型碳纖維復合電熱膜及其制備方法”、中國專利申請號00121583. 3 (公開號為CN1338885，
公開日為2002. 03. 06) “低溫輻射碳纖維電熱膜及其制備方法”所披露的電熱膜含導電碳纖維網狀編織層、兩端金屬電極、 被絕緣導熱塑料膜。中國專利申請號200710006388. 6 (公開號為CN101237723，
公開日為 2008. 08. 06)公開了 “電熱膜用組成物及以其所制得的電熱膜與電熱裝置”，將導電涂料涂布于網絡狀纖維材料(如碳纖維紙、金屬纖維紙、鍍金屬纖維紙)上，熱固化得到10 1200 歐母電阻值的電熱膜。中國專利申請號200310107851. 8 (公開號為CN1606384，
公開日為
2005.04. 13)公開了“耐折迭聚四氟乙烯電熱膜及其制備方法”，將導電聚四氟乙烯樹脂分散液混合、造粒、干燥，加入助擠劑，用推壓機成型為圓條狀，用壓延機壓制為纖維狀膜，除助擠劑后燒結為柔軟強韌的纖維狀電熱膜。具有電阻正溫度系數(positive temperature coefficient，PTC)效應的無機或有機材料可用于制作自控溫型智能電熱膜，PTC功能可防止局部異常過熱，自動控制電流隨溫度的變化，有效控制耗電量。已商業化產品如韓國DYMSCO (大熙)PTC遠紅外線電熱膜、山東恒遠電熱材料科技有限公司PTC電熱膜，系半透明聚酯薄膜與導電油墨低溫粘合而制成。浙江華源電熱有限公司賽沃智能地暖系統包含1.2mm厚、寬的填充聚乙烯(PE)型PTC半導體元件，利用熱敏電阻特性實現電熱膜的主動溫控。中國專利申請號 90102752. 9 (公開號為CN1056393，
公開日為1991. 11. 20)公開了 “具有撓性及恒溫特性的復合型導電高分子電發熱體”，采用含15-60 %導電填充劑的復合型可固化高分子材料作電阻層，兩面覆蓋絕緣層，發熱體表面或內部加骨架層。中國專利申請號03814070.5(公開號為 CN1663002,
公開日為 2005. 08. 31)、200510134568. 3 (公開號為 CN1790557,
公開日為
2006.06. 21)、200910003413. 4 (公開號為 CN101521963,
公開日為 2009. 09. 02)公開了 “柔性PTC發熱體及其制造方法”，基材表面設有凹凸狀樹脂發泡體或橡膠材料，采用印刷技術在柔性基材上形成PTC電阻、電極。中國專利申請號20051004M21. 7 (公開號為CN1791308，
公開日為2006. 06. 21)公開了 “加熱膜制造方法及其有關的發熱體”，利用絕緣層上面的水溶性用金屬處理的電阻墨水或者利用輔助模具，鍍金或者真空鍍膜成電極線條后，未形成電極層的上面用PTC油墨印刷成特定形狀或者未形成電極線條的上面鍍層薄膜。
發明內容
本發明的目的是提供了一種阻燃型PTC高分子導電材料，具有優異的阻燃性與導電性，性能穩定，使用壽命長，不含對人體、環境有害的添加劑。本發明的另一目的是提供該阻燃型PTC高分子導電材料的制備方法。本發明所采用的技術方案是，一種阻燃型PTC高分子導電材料，其特征在于，原料組成包括聚乙烯樹脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5 55重量份、乙烯-辛烯共聚物5 25重量份、炭黑15 55重量份、碳纖維5 25重量份、過氧化二異丙苯0. 001 0. 010重量份、乙烯基硅烷偶聯劑0. 1 2. 0重量份、十二烷基苯磺酸0. 1 2. 0重量份、納米氫氧化鋁5 20重量份、聚磷酸銨5 20重量份、季戊四醇5 20重量份、以及有機蒙脫土 1 10重量份。其中，聚乙烯樹脂為高密度聚乙烯樹脂、低密度聚乙烯樹脂、線形低密度聚乙烯樹脂、或中密度聚乙烯樹脂。乙烯-醋酸乙烯酯共聚物含重量百分數為10% 觀％的醋酸乙烯酯單元。乙烯-辛烯共聚物含重量百分數為9% 觀％的辛烯單元。乙烯基硅烷偶聯劑為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三叔丁基過氧硅烷、乙烯基三異丙氧基硅烷、硅烷偶聯劑A-172、或3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。本發明所采用的另一技術方案是，阻燃型PTC高分子導電材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1、稱取以下原料組成聚乙烯樹脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5 55重量份、乙烯-辛烯共聚物5 25重量份、炭黑15 55重量份、碳纖維5 25重量份、過氧化二異丙苯0. 001 0. 010重量份、乙烯基硅烷偶聯劑0. 1 2. 0重量份、十二烷基苯磺酸0. 1 2. 0重量份、納米氫氧化鋁5 20重量份、聚磷酸銨5 20重量份、季戊四醇5 20重量份、以及有機蒙脫土 1 10重量份；步驟2、第一次造粒將步驟1稱取的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、炭黑、乙烯基硅烷偶聯劑、十二烷基苯磺酸、納米氫氧化鋁、聚磷酸銨、季戊四醇、以及有機蒙脫土加入高速混合機中，高速混合anin 5min，將得到的混合物料采用擠出機在130°C 220°C溫度下擠出造粒；步驟3、第二次造粒將步驟2得到的粒料與步驟1稱取的聚乙烯樹脂、碳纖維、以及過氧化二異丙苯混合均勻后，采用擠出機在130°C 220°C溫度下擠出造粒，即得。其中，聚乙烯樹脂為高密度聚乙烯樹脂、低密度聚乙烯樹脂、線形低密度聚乙烯樹脂、或中密度聚乙烯樹脂。乙烯-醋酸乙烯酯共聚物含重量百分數為10% 觀％的醋酸乙烯酯單元。乙烯-辛烯共聚物含重量百分數為9% 觀％的辛烯單元。乙烯基硅烷偶聯劑為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三叔丁基過氧硅烷、乙烯基三異丙氧基硅烷、硅烷偶聯劑A-172、或3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
本發明阻燃型PTC高分子導電材料，主要應用于生產自限溫電熱膜，其有益效果是1、使用本發明比例的納米氫氧化鋁、聚磷酸銨、季戊四醇組成的復合阻燃劑和本發明比例的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物改性劑，其不僅能提高本發明阻燃型PTC高分子導電材料的阻燃性能，還能使本發明在制作成自限溫電熱膜制品時，具有優異的柔軟性和抗劃痕性。2、采用有機蒙脫土和納米氫氧化鋁調控乙烯基共聚物(包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物)黏度，使導電粒子(即炭黑、碳纖維)均勻分散于乙烯基共聚物中，限制導電粒子在本發明阻燃型PTC高分子導電材料擠出造粒及后續自限溫電熱膜生產過程中向乙烯基共聚物中擴散，能降低逾滲閾值，提供本發明的導電性能。3、乙烯基硅烷偶聯劑既可促進導電粒子炭黑、碳纖維的分散，又可使聚乙烯樹脂、 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物形成交聯結構，并將導電組分固定在交聯高分子網絡中，從而限制導電粒子在自限溫電熱膜使用過程中的聚集，提高本發明的使用性能穩定性。4、原料組成取材廣泛，且不含對人體、環境有害的添加劑。本發明制備方法的有益效果是，工藝流程簡單，取材廣泛，易于實現。
具體實施例方式本發明阻燃型PTC高分子導電材料，原料組成包括聚乙烯樹脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5 55重量份、乙烯-辛烯共聚物5 25重量份、炭黑15 55重量份、碳纖維5 25重量份、過氧化二異丙苯0. 001 0. 010重量份、乙烯基硅烷偶聯劑 0. 1 2. 0重量份、十二烷基苯磺酸0. 1 2. 0重量份、納米氫氧化鋁5 20重量份、聚磷酸銨5 20重量份、季戊四醇5 20重量份、以及有機蒙脫土 1 10重量份。其中，聚乙烯樹脂為高密度聚乙烯樹脂、低密度聚乙烯樹脂、線形低密度聚乙烯樹脂、或中密度聚乙烯樹脂。乙烯-醋酸乙烯酯共聚物含重量百分數為10% 觀％的醋酸乙烯酯單元。乙烯-辛烯共聚物含重量百分數為9% 觀％的辛烯單元。乙烯基硅烷偶聯劑為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三叔丁基過氧硅烷、乙烯基三異丙氧基硅烷、硅烷偶聯劑A-172、或3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。本發明不限定有機蒙脫土的改性方法與改性劑，優選使用十六烷基三甲基氯化銨改性蒙脫土。本發明不限定碳纖維的型號與尺寸，優選的碳纖維是長0. 5mm 4mm、且直徑分布為Iym 10 μπι的短切碳纖維。炭黑通常使用乙炔黑和科琴黑。本發明阻燃型PTC高分子導電材料的制備方法，包括以下步驟步驟1、稱取以下原料組成聚乙烯樹脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5 55重量份、乙烯-辛烯共聚物5 25重量份、炭黑15 55重量份、碳纖維5 25重量份、過氧化二異丙苯0. 001 0. 010重量份、乙烯基硅烷偶聯劑0. 1 2. 0重量份、十二烷基苯磺酸0. 1 2. 0重量份、納米氫氧化鋁5 20重量份、聚磷酸銨5 20重量份、季戊四醇5 20重量份、以及有機蒙脫土 1 10重量份；步驟2、第一次造粒
將步驟1稱取的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、炭黑、乙烯基硅烷偶聯劑、十二烷基苯磺酸、納米氫氧化鋁、聚磷酸銨、季戊四醇、以及有機蒙脫土加入高速混合機中，高速混合anin 5min，將得到的混合物料采用擠出機在130°C 220°C溫度下擠出造粒；步驟3、第二次造粒將步驟2得到的粒料與步驟1稱取的聚乙烯樹脂、碳纖維、以及過氧化二異丙苯混合均勻后，再采用擠出機在130°C 220°C溫度下擠出造粒，即得。炭黑在乙烯基共聚物(包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物)中的分散是本發明制備方法的關鍵之一。本發明制備方法先進行第一次擠出造粒，將炭黑等原料分散于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中，以醋酸乙烯酯單元的極性及乙烯基硅烷偶聯劑促進炭黑的分散。又由于，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物黏度較低，炭黑在擠出加工過程中容易發生團聚。作為阻燃劑組分的納米氫氧化鋁、聚磷酸銨，以及作為黏度調節劑的有機蒙脫土，可提高乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物的黏度，有利于炭黑在擠出造粒過程中的分散。乙烯基共聚物與聚乙烯樹脂的相分離程度以及炭黑在本發明阻燃型PTC高分子導電材料中的分布是本發明制備方法的關鍵之二。若將所有原料組分一次性混合，擠出造粒，炭黑擇優分布于聚乙烯樹脂，不利于降低導電材料的逾滲閾值以及提高其制成的電熱膜的電熱功率。采用本發明制備方法，在第一次造粒得到的乙烯基共聚物組合物粒料與聚乙烯樹脂、碳纖維、過氧化二異丙苯混合物的第二次擠出造粒的過程中，納米氫氧化鋁、聚磷酸銨、以及有機蒙脫土的增黏作用可限制相分離程度。同時，此次擠出過程的剪切作用促使炭黑向聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯/乙烯-辛烯共聚物界面遷移并在界面富集，有利于降低逾滲閾值。另外，碳纖維是在第二次擠出造粒過程中引入的，碳纖維可橫跨聚乙烯相、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物相，并連接炭黑導電通道，起到降低逾滲閾值的作用。而逾滲閾值越低，電阻率越小，導電材料的導電性能就越好。本發明阻燃型PTC高分子導電材料導電性能穩定性以及自限溫電熱膜的電熱功能穩定性的控制是本發明制備方法的關鍵之三。本發明制備方法中，乙烯基硅烷偶聯劑、過氧化二異丙苯是分別在兩次擠出造粒過程中加入的。在第一次擠出造粒過程中，乙烯基硅烷偶聯劑具有促進炭黑以及納米氫氧化鋁、聚磷酸銨、有機蒙脫土分散的作用。在第二次擠出造成過程中，聚乙烯與乙烯基共聚物在過氧化二異丙苯引發下產生自由基，實現乙烯基硅烷偶聯劑接枝改性，并將分散良好的炭黑以及納米氫氧化鋁、聚磷酸銨、有機蒙脫土等粒子固定在高分子鏈上。因此，基于本發明阻燃型PTC高分子導電材料的自限溫電熱膜經水汽交聯后，炭黑以及納米氫氧化鋁、聚磷酸銨、有機蒙脫土等粒子被固定在導電網絡上，能提高電熱性能穩定性。以下結合具體實施例進一步說明本發明。實施例1步驟1、稱取以下原料組成IOOkg低密度聚乙烯樹脂，5kg醋酸乙烯酯單元重量百分數為9%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，25kg辛烯單元重量百分數為9%的乙烯-辛烯共聚物，15kg乙炔黑，25kg長度分布為0. 5mm 4mm、且直徑分布為1 μ m 10 μ m的T300短切碳纖維，Ig過氧化二異丙苯，0. Ikg乙烯基三甲氧基硅烷，0. Ikg十二烷基苯磺酸，5kg納米氫氧化鋁，20kg聚磷酸銨，5kg 季戊四醇，以及Ikg十六烷基三甲基氯化銨改性蒙脫土 ；步驟2、第一次造粒將步驟1稱取的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙炔黑、乙烯基三甲氧基硅烷、十二烷基苯磺酸、納米氫氧化鋁、聚磷酸銨、季戊四醇、以及十六烷基三甲基氯化銨改性蒙脫土加入高速混合機中，高速混合2min，將得到的混合物料采用擠出機在 130°C溫度下擠出造粒；步驟3、第二次造粒將步驟2得到的粒料與步驟1稱取的低密度聚乙烯樹脂、T300短切碳纖維、以及過氧化二異丙苯混合均勻后，再采用擠出機在130°C溫度下擠出造粒，即得阻燃型PTC高分子導電材料。將制得的阻燃型PTC高分子導電材料放置于模具中，采用壓機在160°C溫度下壓制lOmin，制成直徑為25mm、且厚度為2mm的圓片狀樣品，趁熱在該圓片狀樣品的上下兩圓截面上壓上銅網電極。冷卻后采用萬用表測試電阻，取7塊該樣品電阻率測試結果平均值為2300 士 180 Ω cm。在同樣條件下制備長100mm、寬6. 5mm、厚2mm的條形樣品，測試氧指數為28。實施例2步驟1、稱取以下原料組成IOOkg高密度聚乙烯樹脂，55kg醋酸乙烯酯單元重量百分數為的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，5kg辛烯單元重量百分數為觀%的乙烯-辛烯共聚物，55kg科琴黑，5kg長度分布為0. 5mm 4mm、且直徑分布為1 μ m 10 μ m的T300短切碳纖維，IOg過氧化二異丙苯，2kg乙烯基三乙氧基硅烷，2kg十二烷基苯磺酸，20kg納米氫氧化鋁，5kg聚磷酸銨，20kg 季戊四醇，以及IOkg十六烷基三甲基氯化銨改性蒙脫土 ；步驟2、第一次造粒將步驟1稱取的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、科琴黑、乙烯基三乙氧基硅烷、十二烷基苯磺酸、納米氫氧化鋁、聚磷酸銨、季戊四醇、十六烷基三甲基氯化銨改性蒙脫土加入高速混合機中，高速混合5min，將得到的混合物料采用擠出機在220°C溫度下擠出造粒，步驟3、第二次造粒將步驟2得到的粒料與步驟1稱取的高密度聚乙烯樹脂、T300短切碳纖維、過氧化二異丙苯混合均勻后，再采用擠出機在220°C溫度下擠出造粒，即得阻燃型PTC高分子導電材料。將制得的阻燃型PTC高分子導電材料放置于模具中，采用壓機在160°C溫度下壓制lOmin，制成直徑為25mm、且厚度為2mm的圓片狀樣品，趁熱在該圓片狀樣品的上下兩圓截面上壓上銅網電極。冷卻后采用萬用表測試電阻，取7塊該樣品電阻率測試結果平均值為2300 士 180 Ω cm。在同樣條件下制備長100mm、寬6. 5mm、厚2mm的條形樣品，測試氧指數為31。實施例3步驟1、稱取以下原料組成
IOOkg線形低密度聚乙烯樹脂，30kg醋酸乙烯酯單元重量百分數為18%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，15kg辛烯單元重量百分數為18%的乙烯-辛烯共聚物，35kg科琴黑，Mkg長度分布為0. 5mm 4mm、且直徑分布為1 μ m 10 μ m的T300短切碳纖維，5g過氧化二異丙苯，Ikg乙烯基三叔丁基過氧硅烷，Ikg十二烷基苯磺酸，12kg納米氫氧化鋁，12kg 聚磷酸銨，12kg季戊四醇，以及5kg十六烷基三甲基氯化銨改性蒙脫土 ；步驟2、第一次造粒將步驟1稱取的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、科琴黑、乙烯基三叔丁基過氧硅烷、十二烷基苯磺酸、納米氫氧化鋁、聚磷酸銨、季戊四醇、十六烷基三甲基氯化銨改性蒙脫土加入高速混合機中，高速混合3min，將得到的混合物料采用擠出機在 180°C溫度下擠出造粒；步驟3、第二次造粒將步驟2得到的粒料與步驟1稱取的線形低密度聚乙烯樹脂、T300短切碳纖維、 過氧化二異丙苯混合均勻后，再采用擠出機在180°C溫度下擠出造粒，即得阻燃型PTC高分子導電材料。將制得的阻燃型PTC高分子導電材料放置于模具中，采用壓機在160°C溫度下壓制lOmin，制成直徑為25mm、且厚度為2mm的圓片狀樣品，趁熱在該圓片狀樣品的上下兩圓截面上壓上銅網電極。冷卻后采用萬用表測試電阻，取7塊該樣品電阻率測試結果平均值為1840 士 30 Ω cm。在同樣條件下制備長100mm、寬6. 5mm、厚2mm的樣條樣品，測試氧指數為 27。實施例4采用中密度聚乙烯樹脂替代實施例2中的高密度聚乙烯樹脂，另采用乙烯基三異丙氧基硅烷替代實施例2中的乙烯基三乙氧基硅烷，其余步驟條件同實施例2。實施例5采用中密度聚乙烯樹脂替代實施例2中的高密度聚乙烯樹脂，另采用硅烷偶聯劑 A-172替代實施例2中的乙烯基三乙氧基硅烷，其余步驟條件同實施例2。實施例6采用中密度聚乙烯樹脂替代實施例2中的高密度聚乙烯樹脂，另采用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷替代實施例2中的乙烯基三乙氧基硅烷，其余步驟條件同實施例 2。
權利要求
1.一種阻燃型PTC高分子導電材料，其特征在于，原料組成包括聚乙烯樹脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5 55重量份、乙烯-辛烯共聚物5 25重量份、炭黑15 55重量份、碳纖維5 25重量份、過氧化二異丙苯0. 001 0. 010重量份、乙烯基硅烷偶聯劑0. 1 2. 0重量份、十二烷基苯磺酸0. 1 2. 0重量份、納米氫氧化鋁5 20重量份、聚磷酸銨5 20重量份、季戊四醇5 20重量份、以及有機蒙脫土 1 10重量份。
2.按照權利要求1所述阻燃型PTC高分子導電材料，其特征在于，所述聚乙烯樹脂為高密度聚乙烯樹脂、低密度聚乙烯樹脂、線形低密度聚乙烯樹脂、或中密度聚乙烯樹脂。
3.按照權利要求1所述阻燃型PTC高分子導電材料，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物含重量百分數為10% 的醋酸乙烯酯單元。
4.按照權利要求1所述阻燃型PTC高分子導電材料，其特征在于，所述乙烯-辛烯共聚物含重量百分數為9% 的辛烯單元。
5.按照權利要求1所述阻燃型PTC高分子導電材料，其特征在于，所述乙烯基硅烷偶聯劑為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三叔丁基過氧硅烷、乙烯基三異丙氧基硅烷、硅烷偶聯劑A-172、或3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
6.一種阻燃型PTC高分子導電材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1、稱取以下原料組成聚乙烯樹脂100重量份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5 55重量份、乙烯-辛烯共聚物 5 25重量份、炭黑15 55重量份、碳纖維5 25重量份、過氧化二異丙苯0. 001 0. 010 重量份、乙烯基硅烷偶聯劑0. 1 2. 0重量份、十二烷基苯磺酸0. 1 2. 0重量份、納米氫氧化鋁5 20重量份、聚磷酸銨5 20重量份、季戊四醇5 20重量份、以及有機蒙脫土 1 10重量份；步驟2、第一次造粒將步驟1稱取的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、炭黑、乙烯基硅烷偶聯劑、十二烷基苯磺酸、納米氫氧化鋁、聚磷酸銨、季戊四醇、以及有機蒙脫土加入高速混合機中，高速混合anin 5min，將得到的混合物料采用擠出機在130°C 220°C溫度下擠出造粒；步驟3、第二次造粒將步驟2得到的粒料與步驟1稱取的聚乙烯樹脂、碳纖維、以及過氧化二異丙苯混合均勻后，采用擠出機在130°C 220°C溫度下擠出造粒，即得。
7.按照權利要求6所述阻燃型PTC高分子導電材料的制備方法，其特征在于，所述聚乙烯樹脂為高密度聚乙烯樹脂、低密度聚乙烯樹脂、線形低密度聚乙烯樹脂、或中密度聚乙烯樹脂。
8.按照權利要求6所述阻燃型PTC高分子導電材料的制備方法，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物含重量百分數為10% 觀％的醋酸乙烯酯單元。
9.按照權利要求6所述阻燃型PTC高分子導電材料的制備方法，其特征在于，所述乙烯-辛烯共聚物含重量百分數為9% 的辛烯單元。
10.按照權利要求6所述阻燃型PTC高分子導電材料的制備方法，其特征在于，所述乙烯基硅烷偶聯劑為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三叔丁基過氧硅烷、 乙烯基三異丙氧基硅烷、硅烷偶聯劑A-172、或3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
全文摘要
本發明阻燃型PTC高分子導電材料，原料組成包括特定重量份的聚乙烯樹脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、炭黑、碳纖維、過氧化二異丙苯、乙烯基硅烷偶聯劑、十二烷基苯磺酸、納米氫氧化鋁、聚磷酸銨、季戊四醇以及有機蒙脫土。本發明阻燃型PTC高分子導電材料具有優異的阻燃性與導電性，性能穩定，使用壽命長，不含對人體、環境有害的添加劑。本發明的制備方法包括稱取各原料組成、第一次造粒、第二次造粒。該制備方法工藝流程簡單，取材廣泛，易于實現。
文檔編號C08K7/06GK102408606SQ201110258710
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月2日 優先權日2011年9月2日
發明者宋義虎, 強弱, 強虎賁, 計曉榮 申請人:西安蓋沃熱能科技有限公司