專利名稱：用于提高ptc熱敏元件開關(guān)溫度的導電復合材料及制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及PTC熱敏元件的芯材材料，屬于聚合物加工領(lǐng)域，尤其是一種用于提 高PTC熱敏元件開關(guān)溫度的導電復合材料及制法。
背景技術(shù)：
正溫度系數(shù)(PTC)聚合物復合材料或聚合物材料是目前國內(nèi)外研究開發(fā)較為熱門 的智能高分子材料之一，并已發(fā)現(xiàn)在眾多的電工和電子電器中已廣泛用作PTC可恢復保險 絲。包括這些聚合物復合材料的PTC器件的主要功能是防止電子線路的過載和/或過熱。 PTC器件之所以有這種功能是因為PTC聚合物復合材料的特點在于在預定的溫度范圍內(nèi)伴 隨著溫度一個比較小的增加，聚合物復合材料的電阻會有突然的升高，從而可以在較高的 溫度下減小或切斷電流，起到過流、過熱、過壓保護的目的。在實際的電子線路保護方案中，PTC元件的電阻值、保持電流、動作時間、開關(guān) 溫度等參數(shù)對其使用性能和電子線路保護方案的設計都有著至關(guān)重要的影響。由于高分子 材料的蠕變特性，PTC元件在實際使用中會出現(xiàn)保持不住或者燒片等問題的存在，為了解決 上述問題，可以通過對開關(guān)溫度的調(diào)整來滿足產(chǎn)品需求。在實際生產(chǎn)過程中，對PTC元件的 開關(guān)溫度的控制主要是通過產(chǎn)品附件的設計或選擇具有不同熔融溫度的聚烯烴進行的，如 HDPE, LDPE, LLDPE, EVA、PVDF, PP等，但是其開關(guān)溫度不能進行連續(xù)調(diào)節(jié)。有報道稱將不同 的聚烯烴進行共混以調(diào)節(jié)基體的熔點，從而對PTC的開關(guān)溫度進行控制。但是，一方面，報 道較多的是將開關(guān)溫度降低，顯有提高轉(zhuǎn)折溫度的報道。另一方面，多種聚合物的共混會對 炭黑在基體中的分布產(chǎn)生影響，造成PTC元件的電性能不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種用于提高PTC熱敏元件開關(guān)溫度的導 電復合材料，可以在實際生產(chǎn)中解決PTC熱敏元件保持不住的問題。本發(fā)明所要解決的再一技術(shù)問題在于提供上述用于提高PTC熱敏元件開關(guān)溫度 的導電復合材料的制備方法。本發(fā)明所要解決的又一技術(shù)問題在于提供一種利用上述導電復合材料的PTC熱 敏元件。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種用于提高PTC熱敏元件開 關(guān)溫度的導電復合材料，其中，所述的復合材料為聚烯烴/炭黑的復合材料，按重量份計包 括
高密度聚烯烴45 50份 炭黑50 55份，
其中，所述的聚烯烴為具有高結(jié)晶度的高密度聚乙烯，結(jié)晶度不低于70%，密度不低于 0. 94g/cm3 ；
所述的炭黑為大粒徑、導電性好的燈煙法炭黑，粒徑為80 lOOnm，DBP吸油值不低于65ml/100go具體的，高密度聚烯烴的用量可以為45、46、47、48、49或50份； 炭黑的用量可以為50、51、52、53、M或55份。本發(fā)明采用高結(jié)晶度的高密度聚乙烯(HDPE)，大粒徑、導電性好的炭黑，提高了聚 烯烴/炭黑導電復合材料的熔點，從而提高PTC元件的開關(guān)溫度。本發(fā)明提供針對上述用于提高PTC熱敏元件開關(guān)溫度的導電復合材料的制備方 法，其中，將配方量的聚烯烴與炭黑在170°C 180°c的密煉機中低速密煉，轉(zhuǎn)速在10 30 轉(zhuǎn)/min，密煉時間10 20min，經(jīng)熱壓制成厚度在0. 30 0. 32mm的片材，在劑量為5 25Mrad的條件下輻照一次，制成導電復合材料。本發(fā)明提供利用上述用于提高PTC熱敏元件開關(guān)溫度的導電復合材料制成的 PTC熱敏元件，以導電復合材料作為PTC熱敏元件的芯材，該PTC熱敏元件開關(guān)溫度為 100 103 。本發(fā)明的有益效果是
試驗結(jié)果表明，本發(fā)明選擇高結(jié)晶度的高密度聚乙烯，調(diào)整PTC導電復合材料的熔融 溫度，并對加工工藝進行控制，使聚乙烯/炭黑復合材料的開關(guān)溫度由94°c提高到103°C， 有效地解決了 PTC元件保持不住的問題，且避免了 PTC元件繁雜的結(jié)構(gòu)設計。


圖1為標準樣品與本發(fā)明改善樣品的R-T曲線對比圖。
具體實施例方式實施例
一種用于提高PTC熱敏元件開關(guān)溫度的導電復合材料，為聚烯烴/炭黑的復合材料， 按重量份計包括
高密度聚乙烯48份 炭黑52份。其中，所述的高密度聚乙烯，結(jié)晶度不低于70%，密度不低于0. 94g/cm3 ；所述的炭 黑為大粒徑、導電性好的燈煙法炭黑，粒徑為80 lOOnm，DBP吸油值不低于65ml/100g。制備方法為將配方量的高密度聚乙烯與炭黑在175°C左右的密煉機中低速密 煉，轉(zhuǎn)速在20轉(zhuǎn)/min，密煉時間15min，經(jīng)熱壓制成厚度在0. 30 0. 32mm的片材，在劑量 為16Mrad的條件下輻照一次，制成導電復合材料。應用例
以實施例制得的導電復合材料作為PTC熱敏元件的芯材制成的PTC熱敏元件，經(jīng)測 試，該PTC熱敏元件開關(guān)溫度由傳統(tǒng)的94°C提高到103°C，R-T曲線明顯向高溫方向移動， 曲線如圖1所示。其中開關(guān)溫度是PTC電阻值為初始電阻值兩倍時對應的溫度。
權(quán)利要求
1.一種用于提高PTC熱敏元件開關(guān)溫度的導電復合材料，其特征在于所述的復合材 料為聚烯烴/炭黑的復合材料，按重量份計包括高密度聚烯烴45 50份炭黑50 55份，其中，所述的聚烯烴為具有高結(jié)晶度的高密度聚乙烯，結(jié)晶度不低于70%，密度不低于 0. 94g/cm3 ；所述的炭黑為大粒徑、導電性好的燈煙法炭黑，粒徑為80 lOOnm，DBP吸油值 不低于 65ml/100g。
2.針對權(quán)利要求1所述的用于提高PTC熱敏元件開關(guān)溫度的導電復合材料的制備方 法，其特征在于將配方量的聚烯烴與炭黑在170°C 180°C的密煉機中低速密煉，轉(zhuǎn)速在 10 30轉(zhuǎn)/min，密煉時間10 20min，經(jīng)熱壓制成厚度在0. 30 0. 32mm的片材，在劑量 為5 25Mrad的條件下輻照一次，制成導電復合材料。
3.利用權(quán)利要求1所述的用于提高PTC熱敏元件開關(guān)溫度的導電復合材料制成的PTC 熱敏元件，以導電復合材料作為PTC熱敏元件的芯材，該PTC熱敏元件開關(guān)溫度為100 103 °C。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于提高PTC熱敏元件開關(guān)溫度的導電復合材料及制備方法，復合材料為聚烯烴/炭黑的復合材料，按重量份計包括高密度聚烯烴45～50份，結(jié)晶度不低于70%，密度不低于0.94g/cm3；大粒徑、導電性好的燈煙法炭黑50～55份，粒徑為80～100nm，DBP吸油值不低于65ml/100g。制備方法將配方量的聚烯烴與炭黑在170-180℃，轉(zhuǎn)速10-30轉(zhuǎn)/min，低速密煉10-20min，熱壓制成0.30-0.32mm片材，在劑量為5-25Mrad條件下輻照一次，制成導電復合材料。優(yōu)點是選擇高結(jié)晶度的高密度聚乙烯，調(diào)整PTC導電復合材料的熔融溫度，并對加工工藝進行控制，使聚乙烯/炭黑復合材料的開關(guān)溫度由94℃提高到103℃，有效地解決了PTC元件保持不住的問題，且避免了PTC元件繁雜的結(jié)構(gòu)設計。
文檔編號C08K3/04GK102134345SQ20111003376
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者劉正平, 劉玉堂, 王軍, 王煒 申請人:上海長園維安電子線路保護股份有限公司