CN106046528A - 一种高分子ptc热敏电阻器导热材料及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及加热器生产技术领域，具体涉及一种高分子PTC热敏电阻器导热材料以及它的应用。所述导热材料由如下重量份的原料组成：高分子聚合物基体：20.2‑32.8wt％；导电填料：48.4‑60.3wt％；非导电性填料：10.3‑11.9wt％；助剂：4.2‑8.5wt％。本发明提供的高分子PTC热敏电阻器导热材料电阻稳定性好，温升均匀，抗拉伸强度高。

Description

一种高分子PTC热敏电阻器导热材料及其应用
技术领域
本发明涉及加热器生产技术领域，具体涉及一种高分子PTC热敏电阻器导热材料以及它的应用。
背景技术
功能高分子材料是目前材料科学研究的热点，具有PTC特性的高分子复合导电材料便是其中的佼佼者，迄今学术界产业界都在踊跃地对它进行研究开发。所谓高分子PTC复合导电材料，就是具有PTC(positive temperature coefficient“正温度系数”)电阻特性的高分子复合导电材料。也就是说，在一定的温度范围内，这种导电材料自身的电阻率会随温度的升高而增大。利用高分子PTC复合导电材料制成高分子过流过温保护元件，可以作为电路的过流过温保护装置。其串联在电路中使用，电路正常工作时，通过高分子过流过温保护元件的电流较低，其温度较低，呈现低电阻状态，不会影响电路正常工作。而当由电路故障引起的大电流通过此高分子过流过温保护元件时，其温度会突然升高，引起其自身电阻值骤然变大，这样就使电路呈现近似断路状态，从而起到保护电路作用。当故障排除后，高分子过流过温保护元件的温度下降，其电阻值又可恢复到低阻值状态。因此，其实这是一种可以自动恢复的保险丝，已广泛地应用到计算机、通信设备、汽车电子、家用及工业控制电器设备等领域中。
PTC电加热器是由采用PTC陶瓷热敏电阻作为发热的元件，与波纹铝条经高温胶黏合而成，是一款结构紧凑，体积小，安装简便，安全耐用的加热供暖设备。PTC电加热器中的核心材料即其内部的导热材料，目前国内PTC热敏电阻器导热材料仍采用上个世纪90年代的配方，加上在生产中由于加工条件和环境条件的限制，使产品的抗拉伸强度性能不高，同时产品的结晶行为不稳定、结晶不完善，并且PTC导热材料内部残余热应力，这都会使加热器的电阻不稳定、温度升降不均匀、PTC特性不稳定、PTC特性重演性下降，从而进一步的减短加热器的使用寿命。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种电阻稳定性好，温升均匀，抗拉伸强度高的高分子PTC热敏电阻器导热材料。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种高分子PTC热敏电阻器导热材料，由如下重量份的原料组成：
高分子聚合物基体：20.2-32.8wt％；
导电填料：48.4-60.3wt％；
非导电性填料：10.3-11.9wt％；
助剂：4.2-8.5wt％。
进一步的，所述的高分子PTC热敏电阻器导热材料，由如下重量份的原料组成：
高分子聚合物基体：28.5wt％；
导电填料：53.8wt％；
非导电性填料：11.4wt％；
助剂：6.3wt％。
进一步的，所述高分子聚合物基体为乙烯-丁烯共聚物，PET中的其中一种。
进一步的，所述导电填料选自铁粉，铜粉，改性铝矾土，活性竹炭粉中的至少两种组合物。
进一步的，所述非导电性填料选自蛭石粉，玻璃纤维，改性高岭土粉，滑石粉中的至少一种。
进一步的，所述助剂为偶联剂，光稳定剂，防老剂，抗氧剂，促进剂，交联剂的组合物。
进一步的，所述的高分子PTC热敏电阻器导热材料的制备方法，步骤如下：按照配比将高分子聚合物放入密炼机塑化，调整密炼机温度为125-138℃，加入导电填料和非导电性填料，熔融共混1.5-3h后，即得高分子PTC热敏电阻器导热材料。
一种高分子PTC热敏电阻器导热材料在加热器中的应用。
本发明的有益效果在于：
本发明在高分子聚合物基体中加入导电填料、非导电性填料和助剂，有助于提高导热材料的弹性模量和断裂点应力值，增强材料本身抗拉伸性能；各物质混合密炼后，能增加成分间的兼容性和分子间的网格结构；此外，各物质实行一次混料，具有加强耐热和提高电阻变化稳定性的作用，使得PTC导热材料特性稳定，使用寿命长。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种高分子PTC热敏电阻器导热材料，由如下重量份的原料组成：
乙烯-丁烯共聚物：28.5wt％；
铜粉、改性铝矾土：53.8wt％；
蛭石粉、改性高岭土粉：11.4wt％；
钛酸酯偶联剂，炭黑，防老剂MB，抗氧剂264，促进剂PZ，交联剂MBA：6.3wt％。
其制备方法为，步骤如下：按照配比将高分子聚合物放入密炼机塑化，调整密炼机温度为130℃，加入导电填料和非导电性填料，熔融共混3h后，即得高分子PTC热敏电阻器导热材料。
实施例2：
一种高分子PTC热敏电阻器导热材料，由如下重量份的原料组成：
PET：32.8wt％；
铁粉、活性竹炭粉：50.4wt％；
蛭石粉，滑石粉：10.5wt％；
钛酸酯偶联剂，炭黑，防老剂MB，抗氧剂264，促进剂PZ，交联剂MBA：6.3wt％。
其制备方法为，步骤如下：按照配比将高分子聚合物放入密炼机塑化，调整密炼机温度为138℃，加入导电填料和非导电性填料，熔融共混2h后，即得高分子PTC热敏电阻器导热材料。
实施例3：
一种高分子PTC热敏电阻器导热材料，由如下重量份的原料组成：
乙烯-丁烯共聚物：31.2wt％；
铜粉、改性铝矾土，活性竹炭粉：48.4wt％；
玻璃纤维：11.9wt％；
钛酸酯偶联剂，炭黑，防老剂MB，抗氧剂264，促进剂PZ，交联剂MBA：8.5wt％。
其制备方法为，步骤如下：按照配比将高分子聚合物放入密炼机塑化，调整密炼机温度为135℃，加入导电填料和非导电性填料，熔融共混3h后，即得高分子PTC热敏电阻器导热材料。
实施例4：
一种高分子PTC热敏电阻器导热材料，由如下重量份的原料组成：
PET：25.2wt％；
铜粉、活性竹炭粉：60.3wt％；
改性高岭土粉，滑石粉，蛭石粉：10.3wt％；
钛酸酯偶联剂，炭黑，防老剂MB，抗氧剂264，促进剂PZ，交联剂MBA：4.2wt％。
其制备方法为，步骤如下：按照配比将高分子聚合物放入密炼机塑化，调整密炼机温度为128℃，加入导电填料和非导电性填料，熔融共混2h后，即得高分子PTC热敏电阻器导热材料。
实施例5：
一种高分子PTC热敏电阻器导热材料，由如下重量份的原料组成：
PET：20.2wt％；
铁粉、活性竹炭粉：60.3wt％；
高岭土粉，滑石粉：11.2wt％；
钛酸酯偶联剂，炭黑，防老剂MB，抗氧剂264，促进剂PZ，交联剂MBA：8.3wt％。
其制备方法为，步骤如下：按照配比将高分子聚合物放入密炼机塑化，调整密炼机温度为135℃，加入导电填料和非导电性填料，熔融共混2.5h后，即得高分子PTC热敏电阻器导热材料。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种高分子PTC热敏电阻器导热材料，其特征在于，由如下重量份的原料组成：
高分子聚合物基体：20.2-32.8wt％；
导电填料：48.4-60.3wt％；
非导电性填料：10.3-11.9wt％；
助剂：4.2-8.5wt％。
2.如权利要求1所述的高分子PTC热敏电阻器导热材料，其特征在于，由如下重量份的原料组成：
高分子聚合物基体：28.5wt％；
导电填料：53.8wt％；
非导电性填料：11.4wt％；
助剂：6.3wt％。
3.如权利要求1所述的高分子PTC热敏电阻器导热材料，其特征在于，所述高分子聚合物基体为乙烯-丁烯共聚物，PET中的其中一种。
4.如权利要求1所述的高分子PTC热敏电阻器导热材料，其特征在于，所述导电填料选自铁粉，铜粉，改性铝矾土，活性竹炭粉中的至少两种组合物。
5.如权利要求1所述的高分子PTC热敏电阻器导热材料，其特征在于，所述非导电性填料选自蛭石粉，玻璃纤维，改性高岭土粉，滑石粉中的至少一种。
6.如权利要求1所述的高分子PTC热敏电阻器导热材料，其特征在于，所述助剂为偶联剂，光稳定剂，防老剂，抗氧剂，促进剂，交联剂的组合物。
7.如权利要求1-6中任一种所述的高分子PTC热敏电阻器导热材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：按照配比将高分子聚合物放入密炼机塑化，调整密炼机温度为125-138℃，加入导电填料和非导电性填料，熔融共混1.5-3h后，即得高分子PTC热敏电阻器导热材料。
8.一种高分子PTC热敏电阻器导热材料在加热器中的应用。
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