一種石墨烯增強有機硅/改性聚苯乙烯復合ptc芯材的制作方法
【專利摘要】本發明涉及電加熱器生產技術領域，具體涉及一種石墨烯增強有機硅/改性聚苯乙烯復合PTC芯材；所述芯材由如下重量份的組分組成：功能導電填料：24?32wt％；功能導熱填料：18?29wt％；助劑：4?7wt％；HMWPE：10?16wt％；改性聚苯乙烯：余量；本發明提供的石墨烯增強有機硅/改性聚苯乙烯復合PTC芯材電學性能好，材料強度大，耐溫性能突出。
【專利說明】
一種石墨稀増強有機娃/改性聚苯乙稀復合PTC芯材
技術領域
[0001] 本發明涉及電加熱器生產技術領域，具體涉及一種石墨烯增強有機硅/改性聚苯 乙烯復合PTC芯材。
【背景技術】
[0002] 一般的，填充導電粒子的結晶高分子復合材料可表現出正溫系數PTC現象，也就是 說在較低的溫度時，這類導體呈現較低的電阻率，而當溫度升高到達高分子聚合物熔點以 上，電阻率會急速升高。目前常規的聚合物材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、EVA、EAA、 EBA，導電填料包括炭黑、石墨、碳纖維、鎳粉、銅粉、鋁粉等。
[0003] 高分子PTC阻值與溫度的關系并不是線性關系，而是在溫度上升初期PTC阻值變化 并不大，只是當溫度達到一定值(G點）阻值突然變大。我們稱G點為拐點或居里點。當我們對 G點與PTC材料中的聚合物(PE)的物理性對比時發現，G點非常接近PE的熔點。如高密度聚乙 烯(HDPE)的熔點在125°C±5°C，低密度聚乙烯（LDPE)的熔點在115°C±5°C。而相應的PTC G 點與相應的熔點相差不超過l〇°C。有分析認為PTC只有當其溫度達到熔點狀態時才會出現 阻值躍升。
[0004] 但是用于電加熱器的熱敏電阻器，往往在高出常溫的條件下工作。假使電路短路， 則加熱器內部穩步急劇上升，溫度也會達到1 l〇°C以上，此時若采用HDPE生產的PTC很可能 失去作用，而導致斷電。所以市場要求一種居里點在250°C以上的高分子PTC。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術的不足，本發明提供了一種電學性能好，材料強度大，耐溫性能突出 的石墨烯增強有機硅/改性聚苯乙烯復合PTC芯材。
[0006] 為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：
[0007] -種石墨烯增強有機硅/改性聚苯乙烯復合PTC芯材，所述芯材由如下重量份的組 分組成： 功能導電填料 24-32wt%; 功能導熱填料 18-29wt%;
[0008] 助劑 4-7wt%; HMWPE 10-16wt%； 改性聚苯乙烯 余量。
[0009] 進一步的，所述的石墨烯增強有機硅型復合PTC芯材，由如下重量份的組分組成： 功能導電填料 26-30wt%; 功能導熱填料 21-25wt%;
[0010] 助劑 5-6wt%; HMWPE 12-14wt%； 改性聚苯乙.烯 余量。
[0011] 進一步的，所述功能導電填料具體為有機娃功能化石墨稀和選自玻璃粉，鍍錯玻 璃纖維，銅粉，銻摻雜二氧化錫，導電氧化鋅中的至少一種構成的組合物。
[0012] 進一步的，所述功能導熱填料具體選自納米氧化鋁，纖維狀碳粉，碳化硅中的其中 一種。
[0013] 進一步的，所述助劑包括聚苯乙烯馬來酸酐，硅烷偶聯劑，氫氧化鋁，含氟表面活 性劑。
[0014] 進一步的，所述硅烷偶聯劑選自A-1891，KH-570，KH-580，KH-902中的其中一種。
[0015] 本發明的有益效果為：
[0016] 1.本發明提供的石墨烯增強有機硅/改性聚苯乙烯復合PTC芯材導電性能好，檢測 靈敏度高:石墨烯烴有機硅功能化增強后，降低了表面能，有效提高了材料的力學強度，改 善了石墨烯的力學性能和分散性能，使PTC芯材導電性能好，檢測靈敏度高。
[0017] 2.本發明加入的導熱材料能提高芯材的導熱性能，經檢測，本發明提供的石墨烯 增強有機硅/改性聚苯乙烯復合PTC芯材居里點可穩定在330°C以上，耐高溫性能突出，工作 溫度范圍寬，穩定性好，過載能力強。
[0018] 3.本發明將各種組分有機組合在一起，能夠有效減緩產品老化速率，延長了 PTC芯 材的使用壽命;且本發明提供的芯材強度大，不易斷裂破碎。
【具體實施方式】
[0019] 為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明的實施 例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。基于本發明中的實施例，本領域 普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護 的范圍。
[0020] 實施例1:
[0021] 一種石墨烯增強有機硅/改性聚苯乙烯復合PTC芯材，由如下重量份的組分組成： 有機硅功能化石墨烯12wt%; 玻璃粉 5wt% ； 銅粉 7wt%; 納米氧化鋁 29wt%； 聚苯乙烯馬來酸酐 0.5wt%;
[0022] 硅烷偶聯劑A-1891 Iwt%； 氫氧化銷 2wt%； 含氟表面活性劑 0.5wt%; HMWPE 16wt%； 改性聚苯乙烯 27wt%。
[0023] 實施例2: 有機硅功能化石墨烯22wt%;
[0024] 鍍鋁坡璃纖維 8wt%; 碳化.石圭 2 Iwt%; 聚苯乙婦馬來酸酐 lwt%; 硅烷偶聯劑KH-570 1.5wt%；
[0025] 氫氧化鋁 3wt%; 含氟表面活性劑 0.5 wt%; HMWPE 12wt%； 改性聚苯乙烯 3Uvt%。
[0026] 實施例3: 有機硅功能化石墨烯27wt%; 銻摻雜二氧化錫 5wt%; 纖維狀碳粉 18wt%; 聚苯乙烯馬來酸酐 1.5wt%;
[0027] 硅烷偶聯劑 KH-580 lwt%：； 氫氧化鋁 4wt%； 含氟表面活性劑 0.5wt%; HMWPE 10wt%； 改性聚苯乙烯 33wt%〇
[0028] 實施例4: 有機硅功能化石墨烯22wt%； 導電氧化鋅 4wt%; 碳化硅 25wt%; 聚苯乙烯馬來酸酐 lwt°/0;
[0029] 硅烷偶聯劑 Κ?-902 0.5wt%； 氫氧化鋁 2.5wt%； 含氟表面活性劑 lwt%; HMWPE 14wt%； 改性聚苯乙烯 30wt%。
[0030] 本發明的有益效果為：
[0031] 1.本發明提供的石墨烯增強有機硅/改性聚苯乙烯復合PTC芯材導電性能好，檢測 靈敏度高:石墨烯烴有機硅功能化增強后，降低了表面能，有效提高了材料的力學強度，改 善了石墨烯的力學性能和分散性能，使PTC芯材導電性能好，檢測靈敏度高。
[0032] 2.本發明加入的導熱材料能提高芯材的導熱性能，經檢測，本發明提供的石墨烯 增強有機硅/改性聚苯乙烯復合PTC芯材居里點可穩定在330°C以上，耐高溫性能突出，工作 溫度范圍寬，穩定性好，過載能力強。
[0033] 3.本發明將各種組分有機組合在一起，能夠有效減緩產品老化速率，延長了 PTC芯 材的使用壽命;且本發明提供的芯材強度大，不易斷裂破碎。
[0034]以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例 對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施 例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者 替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1. 一種石墨烯增強有機硅/改性聚苯乙烯復合PTC芯材，其特征在于，所述芯材由如下 重量份的組分組成： 功能導電填料 24-32wt%; 功能導熱填料 l:8-29wt%; 助劑 4-7wt%; HMWPE 10-16wt%； 改性聚苯乙烯 余量。2. 如權利要求1所述的石墨烯增強有機硅型復合PTC芯材，其特征在于， 功能導電填料 26-30wt%; 功能導熱填料 21-25wt%; 助劑 5-6wt%; HMWPE 12-14wt%; 改性聚苯乙烯 余量.33. 如權利要求1所述的石墨烯增強有機硅型復合PTC芯材，其特征在于，所述功能導電 填料具體為有機硅功能化石墨烯和選自玻璃粉，鍍鋁玻璃纖維，銅粉，銻摻雜二氧化錫，導 電氧化鋅中的至少一種構成的組合物。4. 如權利要求1所述的石墨烯增強有機硅型復合PTC芯材，其特征在于，所述功能導熱 填料具體選自納米氧化鋁，纖維狀碳粉，碳化硅中的其中一種。5. 如權利要求1所述的石墨烯增強有機硅型復合PTC芯材，其特征在于，所述助劑包括 聚苯乙烯馬來酸酐，硅烷偶聯劑，氫氧化鋁，含氟表面活性劑。6. 如權利要求1所述的石墨烯增強有機硅型復合PTC芯材，其特征在于，所述硅烷偶聯 劑選自 A-1891，KH-570，KH-580，KH-902 中的其中一種。
【文檔編號】C08K13/06GK106009355SQ201610652269
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年8月10日
【發明人】汪洋, 陳啟志, 李國春, 江盈
【申請人】安徽省寧國天成電工有限公司