CN1556133A - 一种高分子ptc材料辐射交联方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种高分子PTC材料辐射交联方法，高分子PTC材料由高分子聚合物—导电粒子复合导电材料组成，首先用电子束或γ射线(Co60)辐射交联达到最大交联度，然后用浸泡的方式，使交联剂扩散渗透进入材料基体，然后再次辐射交联，进一步提高高分子聚合物交联度，从而消除NTC现象提高PTC强度。
Description
所属技术领域
本发明一种高分子PTC材料辐射交联方法涉及一种高分子PTC材料制造方法，尤其是指以辐射交联加工高分子PTC材料的制造方法。
背景技术
高分子聚合物--导电粒子复合导电材料的正温度系数PTC(positive temperature coefficient)特性于1945年由Frydman发现后，成为研究和开发的热点，迄今，这类PTC材料作为新型导电功能材料已开发为工业产品。所谓的PTC现象也就是在一定的温度范围内，材料自身的电阻率会随温度的升高而增大。这些高分子聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯，以及它们的共聚物。导电粒子包括碳黑、石墨、碳纤维、金属粉末(如银粉、铜粉、铝粉、镍粉、不锈钢粉)。具有PTC特性的这类导电体制成的热敏电阻器，应用于电路的过流保护设置；也可以制成自控温加热体，应用于保温采暖设施。高分子PTC材料已广泛地应用到通信、计算机、汽车、工业控制、家用电器、保温采暖等众多领域中。但目前高分子PTC材料所面临的问题是，未交联的高分子PTC材料在温度超过转变温度后，会出现负温度系数(NTC)特性，影响了该材料的实际应用。所谓的NTC现象也就是在超过一定的温度范围后，材料自身的电阻率会随温度的升高而降低。辐射交联可以改善高分子PTC材料的NTC特性，随着辐射剂量的增加，高分子聚合物交联度提高，NTC现象逐渐减小。高分子聚合物一般存在辐射交联度理论最大值，即达到此理论最大值后，提高辐射剂量，交联度不再增加。交联剂的加入，能有效的提高交联效率，但是对交联度的影响很小，原因是在反应初期交联剂即消耗掉。为了解决上述问题，本发明提供一种新的技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以辐射交联加工高分子PTC材料的制造方法，提高高分子聚合物辐射交联度，消除NTC现象提高PTC强度。
本发明目的可通过下述技术方案实现：一种高分子PTC材料，它由高分子聚合物--导电粒子复合导电材料组成，首先用电子束或γ射线(Co60)辐射交联达到最大交联度，然后用浸泡的方式，使交联剂扩散渗透进入材料基体，然后再次辐射交联，进一步提高高分子聚合物交联度，从而消除NTC现象提高PTC强度。
本发明与现有技术相比，突破了高分子聚合物普通辐射交联方式可以得到的交联度最大值，进一步消除NTC现象提高PTC强度。
附图说明
图1，通常方法辐照交联对交联度的影响曲线图。
图2，通常方法辐照交联对聚乙烯-碳黑复合导电材料PTC特性的影响曲线图。
图3，本发明方法辐照交联对交联度的影响曲线图(第二次辐照前已经15Mrad预辐照交联)。
图4，本发明方法辐照交联对聚乙烯-碳黑复合导电材料PTC特性的影响曲线图。
具体实施方式
表1 单位：g
| 粉末状导电高分子复合材料 | 高密度聚乙烯 | 碳黑 | 抗氧剂 |
| 1 | 500 | 300 | 8 |
注：高密度聚乙烯：扬子石化公司5000S
碳黑：卡博特公司XC-72
抗氧剂：美国大湖化工有限公司ANOX70
将表1中各组分在190℃温度下于密炼机中混炼均匀，经冷却，粉碎磨粉后，夹在垫上涤纶薄膜两片钢板中，用平板硫化机压制约0.5毫米厚的聚乙烯片，压片温度控制在150～160℃，要尽量保证压片光滑、平整、均匀，用电子加速器进行辐照交联，辐照剂量为3Mrad至30Mrad。然后将交联后试样剪成合适的形状，加入交联剂三缩丙二醇双丙烯酸酯中，并将它们放在玻璃皿中，盖好盖子。然后恒温和计时，到预期的时候将样品取出，并在丙酮中涮一下，洗掉表面的交联剂，然后擦干，再放在干燥箱中烘干。浸交联剂的时间为48小时；浸交联剂的温度为50℃。然后进行第二次辐射交联，辐照剂量为3Mrad至15Mrad。
辐照交联度的测定：准确称取样品约0.2克，放在不锈钢网兜中，再放入脂肪抽提器中抽提，溶剂为二甲苯。抽提结束后，放入烘箱中烘干至恒重(温度控制在60～70℃)，并算出其凝胶含量。
PTC强度的测定：将辐照交联好的试样两面用平板硫化机复合铜箔作为电极，裁成10*10mm大小的小片，用R-T测试仪测试电阻-温度曲线。
采用通常方法得到的试样辐照交联度与PTC强度如图1，通常方法辐照交联对交联度的影响曲线图和图2通常方法辐照交联对聚乙烯-碳黑复合导电材料PTC特性的影响所示，随着幅照剂量的增加交联度达到最大值后就不再增加。
采用本发明方法得到的试样辐照交联度与PTC强度如图3本发明方法辐照交联对交联度的影响曲线图(第二次辐照前已经15Mrad预辐照交联)和图4本发明方法辐照交联对聚乙烯-碳黑复合导电材料PTC特性的影响曲线图所示，采用本发明方法可以进一步提高高分子聚合物交联度，从而消除NTC现象提高PTC强度。
Claims (2)
1.一种以辐射交联加工高分子PTC材料的制造方法，其特征在于高分子PTC材料由高分子聚合物--导电粒子复合导电材料组成，首先用电子束或γ射线(Co60)辐射交联达到最大交联度，然后用浸泡的方式，使交联剂扩散渗透进入材料基体，然后再次用电子束或γ射线(Co60)辐射交联。
2.根据权利要求1所述的一种以辐射交联加工高分子PTC材料的制造方法，其特征在于，以辐射交联加工高分子PTC材料的制造方法制造的高分子PTC材料，再次用浸泡的方式，使交联剂扩散渗透进入材料基体，然后再次用电子束或γ射线(Co60)辐射交联。
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