本發明涉及一種復合材料，尤其涉及一種PTC型炭黑高分子復合材料及其制備方法。

背景技術：

PTC 高分子發熱材料作為過熱、過流保護和自控溫加熱材料廣泛應用于通信、計算機、汽車、工業控制、家用電器等眾多領域中。目前的有機PTC 材料主要存在室溫電阻分布較寬，PTC 強度小、穩定性較低、耐高溫性能較弱等問題。

技術實現要素：

本發明的目的在于針對現有技術的缺陷和不足，提供一種PTC型炭黑高分子復合材料及其制備方法，其具有較低的室溫電阻率、穩定的導電性能、較高的PTC強度及較弱的NTC效應及較好的重復性，耐高溫性能較強。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案。

一種PTC型炭黑高分子復合材料，它是由下述重量份的原料組成的：聚丙烯70-77、高密度聚乙烯65-70、碳纖維T300 20-25、炭黑N750 17-22、鈦酸丁酯0.7-0.9、甘油0.3-0.4、異丙醇0.1-0.2、三乙酰胺0.2-0.4、對甲苯磺酸0.9-1、抗氧劑1010 0.6-0.8、氫氧化鋁0.2-0.4、三嗪成炭劑0.1-0.3、順丁烯二酸二丁酯1-3、麥飯石粉10-12。

進一步地，它是由下述重量份的原料組成的：聚丙烯73、高密度聚乙烯68、碳纖維T300 22、炭黑N750 19、鈦酸丁酯0.8、甘油0.35、異丙醇0.15、三乙酰胺0.3、對甲苯磺酸0.95、抗氧劑1010 0.7、氫氧化鋁0.3、三嗪成炭劑0.2、順丁烯二酸二丁酯2、麥飯石粉11。

一種PTC型炭黑高分子復合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將上述聚丙烯、高密度聚乙烯及鈦酸丁酯充分混合，將混合料加入雙螺桿擠出機，在螺桿轉速100-110r/min、擠出溫度160-180℃條件下擠出，制成基體樹脂；

（2）將制成的基體樹脂傾入雙棍筒煉塑機內，混煉至均勻成片，再均勻地加入上述炭黑N750與碳纖維T300,控制塑煉時間為10-20min；

（3）將塑煉后的復合材料與剩余各原料混合，并加入混合料重量30-40倍的去離子水，升溫至80-90℃，將反應產物烘干后裝入模具中硫化，硫化溫度為130-170℃，保溫預熱10-15min，在壓力8-10MPa下熱壓10-15min,保壓冷卻至常溫后脫模，即得到所需PTC型炭黑高分子復合材料。

本發明的優點為：本發明制備的復合材料，采用兩種聚合物作為基體 ，反應過程中能夠發生雙逾滲行為，提高了材料電阻的重現性；加入抗氧劑1010，使得復合材料的長期通電穩定性和反復通斷電穩定性得以提高；加入氫氧化鋁和三嗪成炭劑，有效提高了復合材料的耐高溫性能；采用鈦酸丁酯作為交聯劑，在交聯反應的同時，有效提高了聚合物的粘合性。本發明具有較低的室溫電阻率、穩定的導電性能、較高的PTC強度及較弱的NTC效應及較好的重復性。

具體實施方式

以下是本發明的實施例一。

一種PTC型炭黑高分子復合材料，它是由下述重量份的原料組成的：聚丙烯70、高密度聚乙烯65、碳纖維T300 20、炭黑N750 17、鈦酸丁酯0.7、甘油0.3、異丙醇0.1、三乙酰胺0.2、對甲苯磺酸0.9、抗氧劑1010 0.6、氫氧化鋁0.2、三嗪成炭劑0.1、順丁烯二酸二丁酯1、麥飯石粉10。

以下是本發明的實施例二。

一種PTC型炭黑高分子復合材料，它是由下述重量份的原料組成的：聚丙烯73、高密度聚乙烯68、碳纖維T300 22、炭黑N750 19、鈦酸丁酯0.8、甘油0.35、異丙醇0.15、三乙酰胺0.3、對甲苯磺酸0.95、抗氧劑1010 0.7、氫氧化鋁0.3、三嗪成炭劑0.2、順丁烯二酸二丁酯2、麥飯石粉11。

以下是本發明的實施例三。

一種PTC型炭黑高分子復合材料，它是由下述重量份的原料組成的：聚丙烯77、高密度聚乙烯70、碳纖維T300 25、炭黑N750 22、鈦酸丁酯0.9、甘油0.4、異丙醇0.2、三乙酰胺0.4、對甲苯磺酸1、抗氧劑1010 0.8、氫氧化鋁0.4、三嗪成炭劑0.3、順丁烯二酸二丁酯3、麥飯石粉12。

一種如權利要求1所述的PTC型炭黑高分子復合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將上述聚丙烯、高密度聚乙烯及鈦酸丁酯充分混合，將混合料加入雙螺桿擠出機，在螺桿轉速110r/min、擠出溫度180℃條件下擠出，制成基體樹脂；

（2）將制成的基體樹脂傾入雙棍筒煉塑機內，混煉至均勻成片，再均勻地加入上述炭黑N750與碳纖維T300,控制塑煉時間為20min；

（3）將塑煉后的復合材料與剩余各原料混合，并加入混合料重量40倍的去離子水，升溫至90℃，將反應產物烘干后裝入模具中硫化，硫化溫度為150℃，保溫預熱15min，在壓力10MPa下熱壓15min,保壓冷卻至常溫后脫模，即得到所需PTC型炭黑高分子復合材料。