CN103304873B - 基于铁粉与铜粉复合的ptc高分子发热材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于铁粉与铜粉复合的PTC高分子发热材料,由下列重量份的原料制成:聚己内酰胺20-30、低密度聚乙烯50-55、铁粉20-25、铜粉10-15、氮化铝20-25、麦饭石粉10-15、十溴二苯乙烷3-5、二氧化硅10-12、氟化锌4-6、陶土12-14、甲基三乙氧基硅烷4-6、N-(β一氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷3-4、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯5-6、磷酸二氢钠1-2。大大提高了本发明的PTC强度和高的PTC稳定性,电阻稳定、温度均匀、PTC特性稳定、增加材料的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域,具体涉及一种高分子基PTC发热材料及其制备方法。
背景技术
PTC高分子发热材料作为过热、过流保护和自控温加热材料广泛应用于通信、计算机、汽车、工业控制、家用电器等众多领域中。目前的有机PTC材料主要以石墨和炭黑为导电填料,主要存在室温电阻分布较宽,PTC强度小、稳定性较低等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于铁粉与铜粉复合的PTC高分子发热材料及其制备方法,具备低的室温电阻率、长期通流稳定的性能、高的PTC强度和高的PTC稳定性。
本发明技术方案如下:
一种基于铁粉与铜粉复合的PTC高分子发热材料,其特征在于:由下列重量份的原料制成:聚己内酰胺、低密度聚乙烯、铁粉、铜粉、氮化铝、麦饭石粉、十溴二苯乙烷、二氧化硅、氟化锌、陶土、甲基三乙氧基硅烷、N-(β一氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、磷酸二氢钠。
所述的基于铁粉与铜粉复合的PTC高分子发热材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:将低密度聚乙烯加水搅拌制成悬浮液,再加入铜粉、氮化铝,高速分散10-20分钟后,再加二氧化硅、氟化锌、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、N-(β一氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷,搅拌均匀后,在80-90℃下进行研磨1-2小时,到浆料,40-50℃下喷雾干燥,得到粉末;将聚己内酰胺、铁粉、十溴二苯乙烷、陶土在150-180℃下混炼20-30分钟,得到混合料;将前述各所得物料及其它剩余原料混合,加热至150-200℃,混合18-25分钟,挤出造粒得到。
将本发明PTC高分子发热材料压制成片材,再在片材表面压制导线,即得到PTC发热片。
本发明采用铁粉与铜粉作为导电复合材料,铜粉、氮化铝加入二氧化硅、氟化锌、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、N-(β一氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷进行研磨,增加其之间的分子网格结构,具有加强耐热、耐流、耐压和提高电阻变化稳定性的作用;本发明聚己内酰胺、铁粉、十溴二苯乙烷、陶土实行一次混料,增加了各原料组成分散性,经过二次混料后,增加了各原料成分之间的兼容性,导电网络结构的更加稳固,大大提高了本发明的PTC强度和高的PTC稳定性,电阻稳定、温度均匀、PTC特性稳定、增加材料的使用寿命。
具体实施方式
基于铁粉与铜粉复合的PTC高分子发热材料,由下列重量份(公斤)的原料制成:聚己内酰胺30、低密度聚乙烯50、铁粉25、铜粉15、氮化铝25、麦饭石粉10、十溴二苯乙烷5、二氧化硅12、氟化锌6、陶土14、甲基三乙氧基硅烷4、N-(β一氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷3、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯5、磷酸二氢钠2。
基于铁粉与铜粉复合的PTC高分子发热材料的制备方法,包括以下步骤:将低密度聚乙烯加水搅拌制成悬浮液,再加入铜粉、氮化铝,高速分散10-20分钟后,再加二氧化硅、氟化锌、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、N-(β一氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷,搅拌均匀后,在80-90℃下进行研磨1-2小时,到浆料,40-50℃下喷雾干燥,得到粉末;将聚己内酰胺、铁粉、十溴二苯乙烷、陶土在150-180℃下混炼20-30分钟,得到混合料;将前述各所得物料及其它剩余原料混合,加热至150-200℃,混合18-25分钟,挤出造粒得到。
将本发明PTC高分子发热材料压制成片材,制备长100mm、宽6.5mm、厚2mm的条形样品,再在片材表面压制导线,即得到PTC发热片。
检测性能:
室温(25℃)零功率电阻为17mΩ,PTC强度达到8.2以上,将其在-20℃和140℃之间热循环200次后其室温电阻仍在30mΩ以下,并且在热循环中电阻的变化情况稳定,具有长期通流大于100A的通流能力。在200下连续发热36小时,无烧焦现象。PTC高分子发热材料寿命:15分钟通电一次,15分钟断电一次,30分钟一个循环,通断5000次,功率变化率95%,温度变化率98%。
Claims (1)
1.一种基于铁粉与铜粉复合的PTC高分子发热材料,其特征在于:由下列重量份的原料制成:聚己内酰胺20-30、低密度聚乙烯50-55、铁粉20-25、铜粉10-15、氮化铝20-25、麦饭石粉10-15、十溴二苯乙烷3-5、二氧化硅10-12、氟化锌4-6、陶土12-14、甲基三乙氧基硅烷4-6、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷3-4、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯5-6、磷酸二氢钠1-2;
所述基于铁粉与铜粉复合的PTC高分子发热材料的制备方法包括以下步骤:将低密度聚乙烯加水搅拌制成悬浮液,再加入铜粉、氮化铝,高速分散10-20分钟后,再加二氧化硅、氟化锌、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷,搅拌均匀后,在80-90℃下进行研磨1-2小时,得浆料,40-50℃下喷雾干燥,得到粉末;将聚己内酰胺、铁粉、十溴二苯乙烷、陶土在150-180℃下混炼20-30分钟,得到混合料;将前述各所得物料及其它剩余原料混合,加热至150-200℃,混合18-25分钟,挤出造粒得到。
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