CN103804826A - 一种聚偏氟乙烯／炭黑ptc复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种聚偏氟乙烯／炭黑ptc复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103804826A CN103804826A CN201210451917.4A CN201210451917A CN103804826A CN 103804826 A CN103804826 A CN 103804826A CN 201210451917 A CN201210451917 A CN 201210451917A CN 103804826 A CN103804826 A CN 103804826A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon black
- pvdf
- matrix material
- ptc
- particle diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 title claims abstract description 31
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title abstract description 6
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 title abstract 5
- BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N [3-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCC(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 14
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 7
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims description 7
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims description 3
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 abstract 2
- KOMNUTZXSVSERR-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-tris(prop-2-enyl)-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione Chemical compound C=CCN1C(=O)N(CC=C)C(=O)N(CC=C)C1=O KOMNUTZXSVSERR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000003679 aging effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000006235 reinforcing carbon black Substances 0.000 abstract 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
Abstract
本发明公开了一种聚偏氟乙烯／炭黑PTC复合材料，所述PTC复合材料由下述重量百分比的组分组成：PVDF为60～70%；粒径为40～60nm的低结构通用炭黑10～20%；粒径为60～100nm的高结构半补强炭黑 5～10%；抗氧剂1010为1～3%；交联敏化剂TAlC为5～10%。由本发明制备的伴热电缆有良好的电阻稳定性和老化性能，在高温下的功率接近于0w/h，具有优异的安全可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚合物PTC材料，具体涉及一种聚偏氟乙烯／炭黑PTC复合材料，本发明还涉及该PTC复合材料的制备方法。
背景技术
PTC (Positive Temperature Coefficient)材料是具有正温度系数的导电热敏材料，在较窄的温度范围内，该材料的电阻率会随着温度的上升急剧增加(可增大1.5～1.8个数量级)。即存在着一个使其导电性发生剧变的温度(居里温度Tc，在这一温度以下它有半导体的特性，而在这一温度以上却转呈绝缘体特性)。利用这一特性制成的自控加热元件，在施加一定交流或直流电压后，能迅速升温，电阻也迅速增大，并恒定在预定温度，从而起到调温功能和灵敏的开关效应。
聚合物基PTC材料以高分子材料为基体，通过加入导电填料(炭黑、碳纤维、金属粉末、金属纤维等)，采用分散复合、层积复合以及形成表面导电膜等方式而制得的一种多相复合高分子导电体系。最常用的聚合物基PTC材料是聚乙烯/炭黑(PE/CB)体系，其居里温度在110～120℃之间。但由于聚乙烯的熔融温度较低，为非极性，长期使用的发热稳定性差，以至会失去PTC导电行为。因而需要研究开发新的复合导电体系以适应稳定好、使用寿命长的高温智能PTC自控温加热电缆。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种耐高温、耐腐蚀、阻燃的聚偏氟乙烯／炭黑PTC复合材料。
本发明的上述目的是通过如下方案实现的：
一种聚偏氟乙烯／炭黑PTC复合材料，所述PTC复合材料由下述重量份的组分组成：PVDF为60～70%；粒径为40～60nm的低结构通用炭黑10～20%；粒径为60～100nm的高结构半补强炭黑 5～10%；抗氧剂1010为1～3%；交联敏化剂TAlC为5～10%。
进一步优选地，上述PTC复合材料由下述重量份的组分组成：PVDF为65%；粒径为50nm的低结构通用炭黑15%；粒径为80nm的高结构半补强炭黑 10%；抗氧剂1010为2%；交联敏化剂TAlC为8%。
一种聚偏氟乙烯／炭黑PTC复合材料的制备方法，包括如下步骤：按配方百分比含量准确称取各组分，控制炼塑机辊筒温度为150～200℃，加入PVDF，待熔融包辊后，再加入其它组分，混炼均匀后出薄片备用；控制平板硫化机温度为200～250℃左右．将裁切好的薄片预热软化后，置于伴热电缆试样模具中，安放好两根铜芯后合模，热压成型，压力5～15 MPa，时间为10～20 min，再经冷压定型，压力5～15MPa，时间10～20 min，从而制得内含两根平行放置的间距为5～10mm的铜芯伴热电缆。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明具有良好的PTC性质，经测试其轴向电阻均匀性良好，电阻离散度小，连续通电1000hr，温度、功率及电阻均无明显下降趋势，经按国标测试拉伸性能、弯曲性能及浸油老化性等均未发现下降趋势。本发明制备伴热电缆时，无需特别设备，由本发明制备的伴热电缆有良好的电阻稳定性和老化性能，在高温下的功率接近于0 w/h，具有优异的安全可靠性。
具体实施方式
实施例1
各组分的重量百分比如下：
PVDF为65%（在230℃，50 N 下，MFR 为7.9g／10 min，上海三爱富新材料股份有限公司生产）；粒径为50nm的低结构通用炭黑15%（N660型，比表面积35 m2／g，吸碘值36 rng/g，DBP吸收值0.90 mL／g，南京江北炭黑厂生产）；粒径为80nm的高结构半补强炭黑 10%（N660型，比表面积35 m2／g，吸碘值31 rng/g，DBP吸收值1.15 mL／g，南京江北炭黑厂生产）；抗氧剂1010为2%；交联敏化剂TAlC为8%。
准确称取各组分，控制炼塑机辊筒温度为150～200℃，加入PVDF，待熔融包辊后，再加入其它组分，混炼均匀后出薄片备用；控制平板硫化机温度为200～250℃左右．将裁切好的薄片预热软化后，置于伴热电缆试样模具中，安放好两根铜芯后合模，热压成型，压力10 MPa，时间为15 min，再经冷压定型，压力10 MPa，时间15min，从而制得内含两根平行放置的间距为8 mm的铜芯伴热电缆。
长期通电运行实验：试管规格300×25mm，内充甲基硅油，外用玻璃棉保温，取电缆1m，裁成4根25cm电缆，并联捆绑在试管周围。在220V、50Hz交流电压下连续运行3600h，每24 h记录一次电流、电压和油温的变化。结果显示：随着通断电循环次数增加，加热电缆的室温电阻初期有所增加，约增5倍左右，之后趋于稳定，变化率小于4～5％，说明本发明制备的伴热电缆有良好的电阻稳定性，老化性能好。
自限温度测定：将与220V、50Hz交流电连接的伴热电缆试样放入内装有硅油、外面绝热保温的试管内，记录温度-时间变化值、自限温度取发热24 h后的恒定温度。加热电缆经7200 h运行试验的功率约17±1w／m (23℃条件下测定)，发热温度为135±5℃，具有良好的限温加热作用，通电过程中不需继电器等控制元件，依靠材料自身的功率，电阻对环境温度的响应来实现温度控制，制得稳定发热温度135±5℃ ，发热功率17w／m的自控温加热电缆，在高温下的功率接近于0 w/h，具有优异的安全可靠性。
实施例2
各组分的重量百分比如下：
PVDF为70%（在230℃，50 N 下，MFR 为7.9g／10 min，上海三爱富新材料股份有限公司生产）；粒径为50nm的低结构通用炭黑12%（N660型，比表面积35 m2／g，吸碘值36 rng/g，DBP吸收值0.90 mL／g，南京江北炭黑厂生产）；粒径为80nm的高结构半补强炭黑 5%（N660型，比表面积35 m2／g，吸碘值31 rng/g，DBP吸收值1.15mL／g，南京江北炭黑厂生产）；抗氧剂1010为3%；交联敏化剂TAlC为10%。
实施例3
各组分的重量百分比如下：
PVDF为70%（在230℃，50 N 下，MFR 为7.9g／10 min，上海三爱富新材料股份有限公司生产）；粒径为50nm的低结构通用炭黑20%（N660型，比表面积35 m2／g，吸碘值36 rng/g，DBP吸收值0.90 mL／g，南京江北炭黑厂生产）；粒径为80nm的高结构半补强炭黑 5%（N660型，比表面积35 m2／g，吸碘值31 rng/g，DBP吸收值1.15mL／g，南京江北炭黑厂生产）；抗氧剂1010为2%；交联敏化剂TAlC为3%。
Claims (3)
1. 一种聚偏氟乙烯／炭黑PTC复合材料，其特征在于所述PTC复合材料由下述重量百分比的组分组成：
PVDF 60～70%
粒径为40～60nm的低结构通用炭黑 10～20%
粒径为60～100nm的高结构半补强炭黑 5～10%
抗氧剂1010 1～3%
交联敏化剂TAlC 5～10%。
2.根据权利要求1所述的一种聚偏氟乙烯／炭黑PTC复合材料，其特征在于所述PTC复合材料由下述重量百分比的组分组成：
PVDF 65%
粒径为50nm的低结构通用炭黑炭黑 15%
粒径为80nm的高结构半补强炭黑 10%
抗氧剂1010 2%
交联敏化剂TAlC 8%。
3.一种聚偏氟乙烯／炭黑PTC复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：按配方准确称取各组分，控制炼塑机辊筒温度为150～200℃，加入PVDF，待熔融包辊后，再加入其它组分，混炼均匀后出薄片备用；控制平板硫化机温度为200～250℃左右．将裁切好的薄片预热软化后，置于伴热电缆试样模具中，安放好两根铜芯后合模，热压成型，压力5～15 MPa，时间为10～20 min，再经冷压定型，压力5～15 MPa，时间10～20 min，从而制得内含两根平行放置的间距为5～10 mm的铜芯伴热电缆。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210451917.4A CN103804826A (zh) | 2012-11-13 | 2012-11-13 | 一种聚偏氟乙烯／炭黑ptc复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210451917.4A CN103804826A (zh) | 2012-11-13 | 2012-11-13 | 一种聚偏氟乙烯／炭黑ptc复合材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103804826A true CN103804826A (zh) | 2014-05-21 |
Family
ID=50702243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210451917.4A Pending CN103804826A (zh) | 2012-11-13 | 2012-11-13 | 一种聚偏氟乙烯／炭黑ptc复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103804826A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106543607A (zh) * | 2015-09-21 | 2017-03-29 | 上海凯波特种电缆料厂有限公司 | 一种航天航空用交联氟塑料电缆料及其制备方法 |
| WO2017093869A1 (en) | 2015-12-01 | 2017-06-08 | Tubitak | Method for fast shaping carbon supported metal catalyst powders into flexible plates via subsequent cold and hot compression moulding |
| CN109755464A (zh) * | 2017-11-08 | 2019-05-14 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 一种电极极片、电化学装置及安全涂层 |
| CN113614159A (zh) * | 2019-03-08 | 2021-11-05 | 泰科电子英国有限公司 | 弹性材料 |
-
2012
- 2012-11-13 CN CN201210451917.4A patent/CN103804826A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106543607A (zh) * | 2015-09-21 | 2017-03-29 | 上海凯波特种电缆料厂有限公司 | 一种航天航空用交联氟塑料电缆料及其制备方法 |
| WO2017093869A1 (en) | 2015-12-01 | 2017-06-08 | Tubitak | Method for fast shaping carbon supported metal catalyst powders into flexible plates via subsequent cold and hot compression moulding |
| CN109755464A (zh) * | 2017-11-08 | 2019-05-14 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 一种电极极片、电化学装置及安全涂层 |
| CN113614159A (zh) * | 2019-03-08 | 2021-11-05 | 泰科电子英国有限公司 | 弹性材料 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102307403B (zh) | Ptc高分子导电纤维自限温电热膜及其制备方法 | |
| CN103804826A (zh) | 一种聚偏氟乙烯／炭黑ptc复合材料及其制备方法 | |
| CN102522161B (zh) | 具有温度监测功能的绝缘子 | |
| CN103854734B (zh) | 一种可恢复式灵敏感温电缆 | |
| CN113365377B (zh) | 一种防爆自控温发热带及其制备方法 | |
| CN101697649B (zh) | 一种防爆型高分子自控温伴热带 | |
| CN103214857A (zh) | 具备自限温性能的硅橡胶 | |
| CN105348617A (zh) | 一种低烟无卤中高压直流电缆用聚烯烃电缆料及制备方法 | |
| CN107945916B (zh) | 一种具有良好的导电和导热性的绕组线及其加工方法 | |
| CN202679676U (zh) | 一种自限式电热带 | |
| CN1826024B (zh) | 温控伴热电缆及生产方法 | |
| CN205305140U (zh) | 一种硅胶复合加热片 | |
| CN201247607Y (zh) | Ptc伴热电缆 | |
| CN110484105B (zh) | 一种石墨烯高分子智热浆料及其制备方法 | |
| CN202599029U (zh) | 一种节能型电烘干架 | |
| CN202488789U (zh) | Ptc高分子导电复合材料自限温伴热带 | |
| CN103804778A (zh) | 一种自控温伴热带的制备方法 | |
| CN103151105A (zh) | 低烟无卤绝缘挤压软铜排及其制作方法 | |
| Yang et al. | Preparation of self-limiting heating cables with excellent processability, mechanical properties and PTC effect via thermal and electrical treatments | |
| CN205944857U (zh) | 一种新型保护pt手车 | |
| CN203409996U (zh) | 注塑机加热圈三相电流平衡控制电路 | |
| CN203826036U (zh) | 一种可恢复式灵敏感温电缆 | |
| CN103607797A (zh) | 一种发热电缆 | |
| CN203721307U (zh) | 一种建筑工程用耐热软电缆 | |
| CN203895139U (zh) | 一种可恢复式感温综合电缆 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140521 |