本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料，尤其涉及一種自控溫PTC電發(fā)熱材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

PTC 高分子發(fā)熱材料作為過熱、過流保護和自控溫加熱材料廣泛應(yīng)用于通信、計算機、汽車、工業(yè)控制、家用電器等眾多領(lǐng)域中。目前的有機PTC 材料主要以石墨和炭黑為導(dǎo)電填料，主要存在室溫電阻分布較寬，PTC 強度小、穩(wěn)定性較低等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種自控溫PTC電發(fā)熱材料及其制備方法，其具有較低的室溫電阻率、穩(wěn)定的導(dǎo)電性能、較高的PTC強度及較弱的NTC效應(yīng)及較好的重復(fù)性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

一種自控溫PTC電發(fā)熱材料，它是由下述重量份的原料組成的：碳粉56-78、N，N-二甲基甲酰胺0.6-1.4、納米碳2-3、氮化硼0.7-1.3、氧化亞砜11-16、鈦酸丁酯0.7-1、季戊四醇四丙烯酸酯3-4、低密度聚乙烯30-37、對甲苯磺酸1.5-1.8、2,4,6-三叔丁基苯酚0.7-1、苯乙烯60-70、過氧化二異丙苯0.2-0.4、烯基琥珀酸酐3-4、異丙醇0.1-0.2、三乙醇胺0.3-0.4。

進一步地，它是由下述重量份的原料組成的：碳粉65、N，N-二甲基甲酰胺1.1、納米碳2.5、氮化硼0.9、氧化亞砜14、鈦酸丁酯0.8、季戊四醇四丙烯酸酯3.5、低密度聚乙烯33、對甲苯磺酸17、2,4,6-三叔丁基苯酚0.8、苯乙烯65、過氧化二異丙苯0.3、烯基琥珀酸酐3.5、異丙醇0.15、三乙醇胺0.35。

一種自控溫PTC電發(fā)熱材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）取上述對甲苯磺酸，加入到起重量130-160倍的蒸餾水中，攪拌均勻，送入到40-45℃的水浴中，保溫攪拌10-15分鐘，出料，加入上述碳粉，超聲15-20分鐘，過濾，將沉淀真空干燥1-2小時，得酸化碳粉；

（2）將上述氧化亞砜與N，N-二甲基甲酰胺混合，攪拌均勻，加入上述酸化碳粉，在60-65℃的水浴中保溫攪拌20-22小時，將反應(yīng)產(chǎn)物抽濾并真空干燥，得?；挤?；

（3）將上述鈦酸丁酯、異丙醇、三乙醇胺混合，攪拌均勻，加熱至60-90℃，并保溫1.5-2小時，得有機鈦交聯(lián)劑；

（4）將上述低密度聚乙烯、氮化硼、季戊四醇四丙烯酸酯、2,4,6-三叔丁基苯酚在80-90℃下混煉10-15分鐘，得混合料；

（5）將上述混合料、?；挤?、有機鈦交聯(lián)劑及其他剩余原料混合，加熱至105-110攝氏度，混煉17-25分鐘，再通入γ射線處理5-7分鐘，擠出造粒，即得到所述自控溫PTC電發(fā)熱材料。

本發(fā)明的優(yōu)點為：

本發(fā)明首先將碳粉用對甲苯磺酸處理，引入含氧基團，改善其分散性，然后經(jīng)過胺化處理，可以降低碳粉的表面能，消除其表面電荷，提高了碳粉的分散能力，使得室溫電阻率較低，復(fù)合體系的PTC強度較高；采用鈦酸丁酯制成的有機鈦交聯(lián)劑，在交聯(lián)反應(yīng)的同時，有效提高了聚合物的粘合性；在混合制備過程中采用γ射線進行處理，使得復(fù)合體系的NTC效應(yīng)大大降低，而且還提高了體系的熱循環(huán)和電熱平衡溫度重現(xiàn)性；加入2,4,6-三叔丁基苯酚，使得復(fù)合材料的長期通電穩(wěn)定性和反復(fù)通斷電穩(wěn)定性得以提高，而且2,4,6-三叔丁基苯酚也在加工過程中起到了潤滑聚合物的作用。

具體實施方式

以下是本發(fā)明的實施例一。

一種自控溫PTC電發(fā)熱材料，它是由下述重量份的原料組成的：碳粉56、N，N-二甲基甲酰胺0.6、納米碳2、氮化硼0.7、氧化亞砜11、鈦酸丁酯0.7、季戊四醇四丙烯酸酯3、低密度聚乙烯30、對甲苯磺酸1.5、2,4,6-三叔丁基苯酚0.7、苯乙烯60、過氧化二異丙苯0.2、烯基琥珀酸酐3、異丙醇0.1、三乙醇胺0.3。

以下是本發(fā)明的實施例二。

一種自控溫PTC電發(fā)熱材料，它是由下述重量份的原料組成的：碳粉65、N，N-二甲基甲酰胺1.1、納米碳2.5、氮化硼0.9、氧化亞砜14、鈦酸丁酯0.8、季戊四醇四丙烯酸酯3.5、低密度聚乙烯33、對甲苯磺酸17、2,4,6-三叔丁基苯酚0.8、苯乙烯65、過氧化二異丙苯0.3、烯基琥珀酸酐3.5、異丙醇0.15、三乙醇胺0.35。

以下是本發(fā)明的實施例三。

一種自控溫PTC電發(fā)熱材料，它是由下述重量份的原料組成的：碳粉78、N，N-二甲基甲酰胺1.4、納米碳3、氮化硼1.3、氧化亞砜16、鈦酸丁酯1、季戊四醇四丙烯酸酯4、低密度聚乙烯37、對甲苯磺酸1.8、2,4,6-三叔丁基苯酚1、苯乙烯70、過氧化二異丙苯0.4、烯基琥珀酸酐4、異丙醇0.2、三乙醇胺0.4

一種自控溫PTC電發(fā)熱材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）取上述對甲苯磺酸，加入到起重量140倍的蒸餾水中，攪拌均勻，送入到45℃的水浴中，保溫攪拌13分鐘，出料，加入上述碳粉，超聲17分鐘，過濾，將沉淀真空干燥1.5小時，得酸化碳粉；

（2）將上述氧化亞砜與N，N-二甲基甲酰胺混合，攪拌均勻，加入上述酸化碳粉，在63℃的水浴中保溫攪拌21小時，將反應(yīng)產(chǎn)物抽濾并真空干燥，得?；挤郏?/p>

（3）將上述鈦酸丁酯、異丙醇、三乙醇胺混合，攪拌均勻，加熱至80℃，并保溫2小時，得有機鈦交聯(lián)劑；

（4）將上述低密度聚乙烯、氮化硼、季戊四醇四丙烯酸酯、2,4,6-三叔丁基苯酚在90℃下混煉13分鐘，得混合料；

（5）將上述混合料、?；挤?、有機鈦交聯(lián)劑及其他剩余原料混合，加熱至110攝氏度，混煉19分鐘，再通入γ射線處理7分鐘，擠出造粒，即得到所述自控溫PTC電發(fā)熱材料。