專利名稱：：一種具有crt特性的感溫電纜料的材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及材料、化工、電子
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種具有負(fù)臨界溫度畫電阻(CriticalTemperatureResistance,CTR)效應(yīng)的高分子基質(zhì)的電纜料及其制備方法。這種電纜料的使用溫度范圍為-30150。C，可以在可恢復(fù)型線形感溫電纜、火災(zāi)預(yù)警和報(bào)警裝置、溫度測(cè)量、過熱報(bào)警和保護(hù)等場(chǎng)合中應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：目前，半導(dǎo)體火災(zāi)預(yù)警裝置往往是點(diǎn)狀分布的，只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)確定的點(diǎn)狀區(qū)域內(nèi)的感溫探測(cè)，對(duì)于需要大面積、長(zhǎng)距離實(shí)時(shí)監(jiān)控的場(chǎng)合，如輸油管線、大樓電纜井、大型化工儲(chǔ)罐、管道及化工裝置等難以發(fā)揮作用。更加先進(jìn)的作法是使用線形感溫電纜通過特定的排布規(guī)則實(shí)現(xiàn)二維平面內(nèi)的監(jiān)控，負(fù)溫度-電阻系數(shù)效應(yīng)(NegativeTemperatureCoefficient,NTC)是這一類電纜的主要工作原理。如中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?00410067588.9)就公開了一種具有負(fù)溫度電阻系數(shù)效應(yīng)的感溫材料及其制備方法，可以應(yīng)用在可恢復(fù)性報(bào)警電纜、感溫探測(cè)、設(shè)備過熱保護(hù)裝置和溫度控制器等場(chǎng)合。但NTC特性中傳感裝置的電阻率是隨著溫度升高而線性降低的，無法實(shí)現(xiàn)在特定溫度下的突變，因而報(bào)警的靈敏度受到一定的限制。CTR特性是解決這一問題的關(guān)鍵技術(shù)。CTR特性是指在某一溫度下，材料的電阻率隨溫度的增加迅速減小，具有很大的負(fù)溫度系數(shù)，從而使相關(guān)電路迅速?gòu)淖钄酄顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)因溫度改變導(dǎo)致的信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)報(bào)警和預(yù)警功能。常用的CTR特性的材料主要是金屬氧化物或半導(dǎo)體類材料，如中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?00710017713.9)公開了一種臨界負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻線狀測(cè)溫元件及其制備方法，采用了含有Fe、Cr、In、Ni等金屬氧化物制成的陶瓷粉，由于陶瓷材料的剛性特征無法實(shí)現(xiàn)柔性電纜的制造。因而也難以利用該類材料制備長(zhǎng)達(dá)數(shù)百米的柔性的具有普通使用特點(diǎn)的線形感溫電纜。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明提供一種具有CRT特性的感溫電纜料，以實(shí)現(xiàn)解決陶瓷材料的剛性特征無法實(shí)現(xiàn)柔性電纜的制造的問題，以及電阻率是隨著溫度升高而線性降低的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種具有CRT特性的感溫電纜料，該電纜料由熱塑性聚合物、填充劑、增塑劑、功能性添加劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑、潤(rùn)滑劑、抗氧劑和加工助劑組成，其中，各組分的重量配比如下組成按重量計(jì)的分熱塑性聚合物100填充劑0-20增塑劑0-30功能性添加劑0-35穩(wěn)定劑0-5阻燃劑0-10潤(rùn)滑劑0-10抗氧劑0-5加工助劑0-5優(yōu)選的，在上述具有CRT特性的感溫電纜料中，所述熱塑性聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、氯化橡膠、氯丁橡膠、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙丙橡膠、聚偏氟乙烯、聚氨酯和氯化聚氯乙烯聚合物中的一種或多種的混合物。優(yōu)選的，在上述具有CRT特性的感溫電纜料中，所述填充劑包括輕質(zhì)碳酸鉀、氣相白炭黑、炭黑、二氧化鈦、滑石粉、硅灰石、蒙脫土和云母中的一種或幾優(yōu)選的，在上述具有CRT特性的感溫電纜料中，所述功能添加劑包括無機(jī)金屬氧化物經(jīng)燒制、粉碎得到的粉末狀物質(zhì)，所述粉末狀物質(zhì)具體為氧化鎂、氧化鋅、氧化鉻、氧化銅、氧化鐵、氧化釩、氧化鈷、氧化鎳、氧化錫及各種稀土類金屬氧化中的一種或多種。優(yōu)選的，在上述具有CRT特性的感溫電纜料中，所述穩(wěn)定劑包括鉛鹽、金屬皂類、有機(jī)錫類、稀土類以及由這些穩(wěn)定劑組成的復(fù)合穩(wěn)定劑，所述穩(wěn)定劑具體地包括三鹽基硫酸鉛、二鹽基硬脂酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛、硬脂酸鉛、硬脂酸鋇、硬脂酸鉀、二月桂酸二丁基錫、馬來酸二丁基錫、稀土穩(wěn)定劑、液體釣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑和粉狀鋇鎘鉛穩(wěn)定劑中的一種或幾種。優(yōu)選的，在上述具有CRT特性的感溫電纜料中，所述阻燃劑包括氬氧化鋁、三氧化二銻、硼化物、氫氧化鎂、碳酸銨、氯化銨、磷酸三辛酯、三氯乙基磷酸酯、氯化石蠟、四溴雙酚A和多溴聯(lián)苯醚中的一種或幾種。優(yōu)選的，在上述具有CRT特性的感溫電纜料中，所述潤(rùn)滑劑包括金屬皂類、脂肪酸及酯類、烴類和有機(jī)硅化合物，所述潤(rùn)滑劑具體地包括硬脂酸鋅、硬脂酸鋇、硬脂酸釣、硬脂酸、硬脂酸丁酯、石蠟、微晶石蠟和硅油中的一種或幾種。優(yōu)選的，在上述具有CRT特性的感溫電纜料中，所述抗氧劑包括受阻酚類和芳香胺類，所述抗氧劑具體地包括抗氧劑264、抗氧劑1010、抗氧劑1024和抗氧劑246中的一種或幾種。優(yōu)選的，在上述具有CRT特性的感溫電纜料中，所述工助劑包括脫模劑、著色劑、紫外線穩(wěn)定劑、防老劑、殺菌劑、抗靜電劑、偶聯(lián)劑等中的一種或幾種的復(fù)合物。本發(fā)明還提供了一種具有CRT特性的感溫電纜料的制備方法，該方法具體步驟如下利用高速混合機(jī)將各物料按配比加入后先低速混合3-10分鐘，然后高速混合5-10分鐘獲得混合粉料，將混合粉料經(jīng)擠出機(jī)在120-200。C擠出造粒、成型獲得具有CTR特性的感溫電纜料。從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有CTR特性的感溫電纜料該電纜料是以高分子材料為基質(zhì)，并添加具有特殊CTR特性的多元有機(jī)無機(jī)復(fù)合物作為功能性添加劑，具有柔性、可連續(xù)加工、可以像普通電纜料一樣使用的特點(diǎn)。具有CTR特性的感溫電纜料的制備方法，該方法的特征是釆用高速混合機(jī)將各物料混合均勻后經(jīng)擠出、造粒成型獲得具有CTR特性的感溫電纜料。為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有^t支術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是臨界溫度為50°C的CTR電纜料的電阻率-溫度曲線；圖2是臨界溫度為60°C的CTR電纜料的電阻率-溫度曲線；圖3是臨界溫度為70°C的CTR電纜料的電阻率-溫度曲線；圖4是臨界溫度為80。C的CTR電纜料的電阻率-溫度曲線；圖5是臨界溫度為90°C的CTR電纜料的電阻率-溫度曲線；圖6是臨界溫度為100°C的CTR電纜料的電阻率-溫度曲線。具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種具有CRT特性的感溫電纜料由熱塑性聚合物、填充劑、增塑劑、功能性添加劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑、潤(rùn)滑劑、抗氧劑和加工助劑組成，其中，各組分的重量配比如下組成按重量計(jì)的分熱塑性聚合物100填充劑0-20增塑劑0-30功能性添加劑0-35穩(wěn)定劑0-5阻燃劑0-10潤(rùn)滑劑0-10抗氧劑0-5加工助劑0-5本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種具有CRT特性的感溫電纜料的制備方法，其具體步驟為利用高速混合機(jī)將各物料按配比加入后先低速混合3-10分鐘；然后高速混合5-10分鐘獲得混合粉料，將混合粉料經(jīng)擠出機(jī)在120-200°C擠出造粒，成型獲得具有CTR特性的感溫電纜料。實(shí)施例l:取聚氯乙烯100份，氣相白炭黑10份，鄰苯二曱酸二丁酯20份，以氧化鋅為主的有機(jī)無機(jī)復(fù)合功能性添加劑10份，二月桂酸二丁基錫2份，三氧化二銻l份，抗氧劑IOIOl份加入高速混合機(jī)中，先在低速200rpm下混合3分鐘，然后在高速1000rpm下混合5分鐘，得到混合粉料，經(jīng)單螺桿擠出機(jī)在160。C下擠出造粒獲得電纜粒料。取粒料樣品在160。C熱壓成厚度lmm的樣片，在高阻計(jì)上測(cè)量電阻率-溫度變化，得到臨界溫度50。C的具有CTR特性的電纜料。電阻率-溫度變化曲線如圖l。實(shí)施例2:取聚氯乙烯50份，氯化聚乙烯50份，氣相白炭覃10份，亞磷酸三苯酯IO份，鄰苯二曱酸二辛酯10份，以氧化鉻和氧化釩為主的有機(jī)無機(jī)復(fù)合功能性添加劑5份，馬來酸二丁基錫2份，微晶石蠟2份，氫氧化鎂5份，抗氧劑2641份加入高速混合機(jī)中，先在低速200rpm下混合3分鐘，然后在高速1000rpm下混合5分鐘，得到混合粉料，經(jīng)單螺桿擠出機(jī)在160。C下擠出造粒獲得電纜粒料。取粒料樣品在160。C熱壓成厚度lmm的樣片，在高阻計(jì)上測(cè)量電阻率-溫度變化，得到臨界溫度60。C的具有CTR特性的電纜料。電阻率-溫度變化曲線如圖2。8實(shí)施例3:取氯化聚氯乙烯70份，氯化聚乙烯30份，滑石粉10份，鄰苯二甲酸二辛酯10份，環(huán)氧硬脂酸辛酯5份，以氧化釩、氧化鑭和氧化鎂為主的有機(jī)無機(jī)復(fù)合功能性添加劑10份，硬脂酸鋅5份，硬脂酸鋇5份，抗氧劑1024和抗氧劑1010各1份，以顏料紅179為著色劑添加0.1份，先在高速混合機(jī)中以低速300rpm混合5分鐘，然后高速800rpm混合5分鐘，經(jīng)單螺桿擠出機(jī)在150。C下擠出造粒成型獲得紅色的電纜料粒料。取粒料樣品在150。C熱壓成厚度lmm的樣片，在高阻計(jì)上測(cè)量電阻率-溫度變化，得到臨界溫度70。C的具有CTR特性的電纜料。電阻率-溫度變化曲線如圖3。實(shí)施例4:取線型低密度聚乙烯70份，高氯化聚乙烯30份，二氧化鈦10份，以氧化銅、氧化鐵、氧化鈷為主的有機(jī)無機(jī)復(fù)合功能性添加劑15份，環(huán)氧大豆油IO份，氯化石蠟5份，硬脂酸5份，硬脂酸鋇5份，抗氧劑246和抗氧劑1010各1份，以鈷藍(lán)顏料l份為著色劑，先在高速混合機(jī)中以低速300rpm混合5分鐘，然后高速800rpm混合5分鐘，經(jīng)單螺桿擠出機(jī)在150。C下擠出造粒成型獲得電纜料粒料。取粒料樣品在150。C熱壓成厚度lmm的樣片，在高阻計(jì)上測(cè)量電阻率-溫度變化，得到臨界溫度80。C的具有CTR特性的電纜料。電阻率-溫度變化曲線如圖4。實(shí)施例5:取乙丙橡膠60份，氯化聚乙烯20份，高氯化聚氯乙烯20份，蒙脫土10份，鄰苯二甲酸二辛酯10份，以氧化錫、氧化鎳和氧化釓為主的有機(jī)無機(jī)復(fù)合功能性添加劑15份，硬脂酸5份，硬脂酸鋇5份，抗氧劑10102份，先在高速混合機(jī)中以低速300rpm混合5分鐘，然后高速800rpm混合5分鐘，經(jīng)單螺桿擠出機(jī)在160。C下擠出造粒成型獲得紅色的電纜料粒料。取粒料樣品在160。C熱壓成厚度lmm的樣片，在高阻計(jì)上測(cè)量電阻率-溫度變化，得到臨界溫度90。C的具有CTR特性的電纜料。電阻率-溫度變化曲線如圖5。實(shí)施例6:取乙烯-醋酸乙烯共聚物80份，氯化橡膠10份，聚氯乙烯10份，硅灰石IO份，鄰苯二曱酸二辛酯20份，以氧化鎳、氧化鈰和氧化釹為主的有機(jī)無機(jī)復(fù)合功能性添加劑20份，粉狀鋇鎘鉛穩(wěn)定劑2份，三氧化二銻3份，抗氧劑10101份加入高速混合機(jī)中，先在低速200rpm下混合3分鐘，然后在高速1000rpm下混合5分鐘，得到混合粉料，經(jīng)單螺桿擠出機(jī)在160。C下擠出造粒獲得電纜粒料。取粒料樣品在160。C熱壓成厚度lmm的樣片，在高阻計(jì)上測(cè)量電阻率-溫度變化，得到臨界溫度100。C的具有CTR特性的電纜料。電阻率-溫度變化曲線如圖6。實(shí)施例7-30:以下以表格形式說明更多實(shí)施例的基本配方。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表格中各配方的各種物料利用高速混合機(jī)按配比加入后先低速混合3-10分鐘，然后高速混合5-10分鐘獲得混合粉料，將混合粉料經(jīng)擠出機(jī)在120-200。C擠出造粒、成型獲得具有CTR特性的感溫電纜料。有上述實(shí)施例可以看出在不同的物料配比下用高阻計(jì)測(cè)量材料電阻隨溫度的變化值，換算成電阻率與溫度之間變化關(guān)系，在50-110。C時(shí)材料的電阻率開始出現(xiàn)迅速下降的特征，而在這些溫度之前，材料的電阻率變化很小。在臨界溫度前后，材料電阻率的變化幅度為2-5個(gè)數(shù)量級(jí)。從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有CTR特性的感溫電纜料該電纜料是以高分子材料為基質(zhì)，并添加具有特殊CTR特性的多元有機(jī)無機(jī)復(fù)合物作為功能性添加劑，具有柔性、可連續(xù)加工、可以像普通電纜料一樣使用的特點(diǎn)。具有CTR特性的感溫電纜料的制備方法，該方法的特征是采用高速混合機(jī)將各物料混合均勻后經(jīng)擠出、造粒成型獲得具有CTR特性的感溫電纜料。本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。權(quán)利要求1、一種具有CRT特性的感溫電纜料，其特征在于，由熱塑性聚合物、填充劑、增塑劑、功能性添加劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑、潤(rùn)滑劑、抗氧劑和加工助劑組成，其中，各組分的重量配比如下組成按重量計(jì)的份熱塑性聚合物100填充劑0-20增塑劑0-30功能性添加劑0-35穩(wěn)定劑0-5阻燃劑0-10潤(rùn)滑劑0-10抗氧劑0-5加工助劑0-5。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有CRT特性的感溫電纜料，其特征在于，所述熱塑性聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、氯化橡膠、氯丁橡膠、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙丙橡膠、聚偏氟乙烯、聚氨酯和氯化聚氯乙烯聚合物中的一種或多種的混合物。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有CRT特性的感溫電纜料，其特征在于，所述填充劑包括輕質(zhì)碳酸鉀、氣相白炭黑、炭黑、二氧化鈦、滑石粉、硅灰石、蒙脫土和云母中的一種或幾種；所述增塑劑包括苯二曱酸酯類、聚酯類、磷酸酯類和環(huán)氧大豆油類中的一種或幾種。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有CRT特性的感溫電纜料，其特征在于，所述功能添加劑包括無機(jī)金屬氧化物經(jīng)燒制、粉碎得到的粉末狀物質(zhì)，所述粉末狀物質(zhì)具體為氧化鎂、氧化鋅、氧化鉻、氧化銅、氧化鐵、氧化釩、氧化鈷、氧化鎳、氧化錫及各種稀土類金屬氧化中的一種或多種。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有CRT特性的感溫電纜料，其特征在于，所述穩(wěn)定劑包括鉛鹽、金屬皂類、有機(jī)錫類、稀土類以及由這些穩(wěn)定劑組成的復(fù)合穩(wěn)定劑，所述穩(wěn)定劑具體地包括三鹽基硫酸鉛、二鹽基硬脂酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛、硬脂酸鉛、硬脂酸鋇、硬脂酸鈣、二月桂酸二丁基錫、馬來酸二丁基錫、稀土穩(wěn)定劑、液體釣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑和粉狀鋇鎘鉛穩(wěn)定劑中的一種或幾種。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有CRT特性的感溫電纜料，其特征在于，所述阻燃劑包括氫氧化鋁、三氧化二銻、硼化物、氫氧化鎂、碳酸銨、氯化銨、磷酸三辛酯、三氯乙基磷酸酯、氯化石蠟、四溴雙酚A和多溴聯(lián)苯醚中的一種或幾種。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有CRT特性的感溫電纜料，其特征在于，所述潤(rùn)滑劑包括金屬皂類、脂肪酸及酯類、烴類和有枳J圭化合物，所述潤(rùn)滑劑具體地包括硬脂酸鋅、硬脂酸鋇、硬脂酸4丐、硬脂酸、硬脂酸丁酯、石蠟、微晶石蠟和硅油中的一種或幾種。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有CRT特性的感溫電纜料，其特征在于，所述抗氧劑包括受阻酚類和芳香胺類，所述抗氧劑具體地包括抗氧劑264、抗氧劑1010、抗氧劑1024和抗氧劑246中的一種或幾種。9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有CRT特性的感溫電纜料，其特征在于，所述工助劑包括脫模劑、著色劑、紫外線穩(wěn)定劑、防老劑、殺菌劑、抗靜電劑、偶聯(lián)劑等中的一種或幾種的復(fù)合物。10、一種具有CRT特性的感溫電纜料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下利用高速混合機(jī)將各物料按配比加入后先低速混合3-10分鐘，然后高速混合5-10分鐘獲得混合粉料，將混合粉料經(jīng)擠出機(jī)在120-200°C擠出造粒、成型獲得具有CTR特性的感溫電纜料。全文摘要本發(fā)明涉及材料、化工、電子
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種具有CTR效應(yīng)的高分子基質(zhì)的電纜料及其制備方法。一種具有CRT特性的感溫電纜料，由熱塑性聚合物、填充劑、增塑劑、功能性添加劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑、潤(rùn)滑劑、抗氧劑和加工助劑組成，這種電纜料的使用溫度范圍為-30～150℃，可以在可恢復(fù)型線形感溫電纜、火災(zāi)預(yù)警和報(bào)警裝置、溫度測(cè)量、過熱報(bào)警和保護(hù)等場(chǎng)合中應(yīng)用。本發(fā)明實(shí)施例具有CTR特性的感溫電纜料該電纜料是以高分子材料為基質(zhì)，并添加具有特殊CTR特性的多元有機(jī)無機(jī)復(fù)合物作為功能性添加劑，具有柔性、可連續(xù)加工、可以像普通電纜料一樣使用的特點(diǎn)。文檔編號(hào)C08L23/00GK101613504SQ20091016124公開日2009年12月30日申請(qǐng)日期2009年7月24日優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日發(fā)明者弢張,曾學(xué)義,琦趙,鄒志武申請(qǐng)人:青島中陽消防科技有限公司