專利名稱：感溫性高分子組成物及其制備方法
專利說明 本發(fā)明涉及感溫材料及其制備，具體地說，它是一種感溫性高分子組成物及其制備方法。
感溫性高分子組成物適用于熱敏感溫線和感溫電極等地生產(chǎn)。熱敏感溫線業(yè)已成為大面積低溫取暖部件的溫度恒定控制中的溫度傳感元件，它廣泛地應(yīng)用于電熱毯、電熱地毯和電熱掛毯等的安全控溫線路中;感溫電極它作為溫度傳感元件目前已廣泛用在所需的加熱部件(例如管道恒熱加熱、藥物電熱敷器等)的溫度恒定控制中。上面所述的熱敏感溫線或感溫電極中的感溫層系由感溫性高分子組成物組成。
目前感溫性高分子組成物中的高分子材料有采用尼龍材料的，由于尼龍的吸濕性較大，而使信號(hào)傳遞性能不穩(wěn)定;通常選用聚氯乙烯高分子材料，但是其中不添加合適的導(dǎo)電賦于劑時(shí)，其電阻的材料系數(shù)B值＜5000K°，它就沒有實(shí)用價(jià)值。存在的問題是選定怎樣的導(dǎo)電賦于劑以賦于感溫性高分子組成物具有較高的比較穩(wěn)定的B值，以及怎樣選定在感溫高分子組成物中具有良好的相容性、并賦于感溫性高分子組成物均勻分散以及優(yōu)良的力學(xué)性能、電性能和良好透明度的添加劑。
本發(fā)明者經(jīng)反復(fù)研究，找到了在感溫性高分子組成物中的導(dǎo)電賦于劑如包括含氟表面活性劑時(shí)，將使其電阻的材料系數(shù)(B值)大大提高，而且性能穩(wěn)定;其次，找到子在感溫性高分子組成物中添加合適的添加劑有助于分散均勻，并提高本發(fā)明的感溫性高分子組成物的力學(xué)性能、電性能和透明度。
于是，本發(fā)明的目的是提供一種感溫性高分子組成物及其制備方法，以及它應(yīng)用在熱敏感溫線或感溫電極中作為感溫層。
本發(fā)明的目的是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的 一種感溫性高分子組成物，包括聚氯乙烯、穩(wěn)定劑、阻燃劑、潤滑劑、增塑劑和導(dǎo)電賦于劑，其特征在于所述的導(dǎo)電賦于劑包括含氟表面活性劑。
其特征在于所述的含氟表面活性劑選自全氟壬氧基苯磺酸鹽(包括其鈉鹽、鉀鹽或銨鹽)、全氟辛酸鹽(包括其鈉鹽、鉀鹽或銨鹽)全氟2，5-二甲基-3，6-二氧雜壬酸鹽(包括其鈉鹽、鉀鹽或銨鹽)、N-全氟磺酰基季銨鹽，
式中Rf為C8-C11氟烷基、R1、R2和R3分別為相同或不同的C1-C5烷基以及N-全氟?；?NR2基三胺，結(jié)構(gòu)式為
式中Rf為C8-C11氟烷基、R1、R2和R3分別為相同或不同的C1-C5烷基的組的一種或幾種。
其特征在于所述的導(dǎo)電賦于劑中還包括壬基酚聚氧乙烯醚。
其特征在于每100份重量份數(shù)的聚氯乙烯中所述的導(dǎo)電賦于劑壬基酚聚氧乙烯醚占0.1-20份以及全氟壬氧基苯磺酸鹽(鈉鹽、鉀鹽或銨鹽中的一種)占0.1-5份。
其特征在于還可包括添加劑亞磷酸三苯酯0.1-5份。
其特征在于每100份重量份數(shù)的聚氯乙烯中包括穩(wěn)定劑三鹽基硫酸鉛0.1-10份(重量)和/或二鹽基亞磷酸鉛0.1-8份(重量)、潤滑劑硬酯酸鹽(鋇鹽、鉛鹽或鈣鹽中的一種)0.1-3份(重量)、阻燃劑(三氧化二銻、氫氧化鋁或聚磷酸銨中的一種)0.1-10份(重量)、增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯、或偏苯三酸酯30-50份(重量)、添加劑亞磷酸三苯酯3份(重量)以及導(dǎo)電賦于劑壬基酚聚氧乙烯醚5-15份(重量)和全氟壬氧基苯磺酸鹽(包括其鈉鹽、鉀鹽或銨鹽的一種)2-4份組成。
一種感溫高分子組成物的制備方法，包括在一高速加溫混和機(jī)內(nèi)混合所需的聚氯乙烯、穩(wěn)定劑、阻燃劑、潤滑劑、添加劑，攪拌加熱至100℃，其特征在于在此溫度于攪拌下加入增塑劑和包括含氟表面活性劑的導(dǎo)電賦于劑，并于100-110℃保溫?cái)嚢?-30分鐘。
所述的制備方法，其特征在于所述的含氟表面活性劑選自全氟壬氧基苯磺酸鹽(包括其鈉鹽、鉀鹽或銨鹽)、全氟辛酸鹽(包括其鈉鹽、鉀鹽或銨鹽)全氟-2，5-二甲基-3，6-二氧雜壬酸鹽(包括其鈉鹽、鉀鹽或銨鹽)、N-全氟磺?；句@鹽，結(jié)構(gòu)式為
式中Rf為C8-C11氟烷基、R1、R2和R3分別為相同或不同的C1-C5烷基以及N-全氟酰基-NR2基三胺，結(jié)構(gòu)式為
式中Rf為C8-C11氟烷基、R1、R2和R3分別為相同或不同的C1-C5烷基的組的一種或幾種。
所述的感溫高分子組成物，其特征在于用作熱敏感溫線或感溫電極的感溫層。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是明顯的，根據(jù)本發(fā)明的配方和制備方法所制得的產(chǎn)物，具有較高的電阻的材料系數(shù)B(＞5000°K)，并且由于各混合物之間的良好的相容性以及分散均勻，從而使本組成物具有優(yōu)良的力學(xué)性能、電性能和良好的透明度，完全能滿足用作熱敏感溫線或感溫電極的感溫層。本發(fā)明的制備方法簡單易行，并不要求苛刻的工藝條件和特殊的設(shè)備，所以容易實(shí)施并獲得所需的產(chǎn)品和預(yù)期效果。
以下將結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
一、配方(重量份數(shù)) (1)聚氯乙烯100份 (2)穩(wěn)定劑三鹽基硫酸鉛0.1～10份 和/或二鹽基亞磷酸鉛0.1～8份 (3)增塑劑磷苯二甲酸二辛酯30～60份 (4)潤滑劑選自硬酯酸鋇或硬 脂酸鉛或硬脂酸鈣0.1～60份 (5)導(dǎo)電賦于劑選自全氟壬氧基苯磺酸鹽(包括其鈉鹽、鉀鹽或銨鹽)、全氟辛酸鹽(包括其鈉鹽、鉀鹽或銨鹽)、全氟-2.5-二甲基-3，6-二氧雜壬酸鹽(包括其鈉鹽、鉀鹽或銨鹽)、N-全氟磺?；句@鹽，結(jié)構(gòu)式為
式中Rf為C8-C11氟烷基、R1、R2、R3分別為相同或不相同的C1-C5烷基以及全氟?；鵑R2基三胺，結(jié)構(gòu)式為
式中Rf為C8-C11氟烷基、R1、R2、R3分別為相同或不同的C1-C5烷基的組的一種或幾種0.1-5份和壬基酚聚氧乙烯醚0.1～45份 (6)阻燃劑選自三氧化二銻、氫氧化鋁或多聚磷酸胺的一種 0.1～10份以及 (7)添加劑亞磷酸三苯酯0.1～5份組成。
二、制備方法 在一高速攪拌的加熱混和機(jī)中，攪拌混合上述配方的經(jīng)粉碎成至少為60目的(1)聚氯乙烯、(2)穩(wěn)定劑、(4)潤滑劑中的一種或幾種、(6)阻燃劑中的一種、(7)添加劑，邊攪拌(轉(zhuǎn)速為560轉(zhuǎn)/分)邊加熱升溫至100℃，在此溫度下分批加入(3)增塑劑和(5)導(dǎo)電賦于劑中的含氟表面活性劑一種或幾種以及壬基酚聚氧乙烯醚，再在100-110℃保溫10～30分鐘，即得所需的產(chǎn)品。
按照本發(fā)明的配方和制備方法得到的感溫性高分子組成物具有如下的電阻的材料系數(shù) B＝7800°K-10561°K(30℃～60℃ 實(shí)施例(以下均為重量份數(shù)) 在一高速攪拌的加熱混合機(jī)中，攪拌混合上述配方的經(jīng)粉碎成至少為60目的(1)聚氯乙烯(SG3型)100份、(2)穩(wěn)定劑三鹽基硫酸鉛7份、(4)潤滑劑硬脂酸鋇1份、(6)阻燃劑三氧化二銻3份、(7)添加劑亞磷酸三苯酯1份，在轉(zhuǎn)速為560轉(zhuǎn)/分下邊攪拌、邊加熱至100℃，在此溫度下分批加入(3)增塑劑磷苯二甲酸二辛酯1份和壬基酚聚氧乙烯醚3份以及全氟壬氧基苯磺酸鈉1份，再在100-110℃攪拌保溫20分鐘，得到B值為8132°K(30°60℃)的所需的產(chǎn)品。對(duì)比實(shí)施例(以下均為重量份數(shù)) 除了配方中不加入含氟表面活性劑全氟壬氧基苯磺酸鈉外，其它配方和操作方法均與上述實(shí)施例相同，得到B值為7800°K(30℃～60℃)的對(duì)比產(chǎn)品。
本發(fā)明的感溫性高分子組成物可用作如下結(jié)構(gòu)的(附

圖1)熱敏感溫線的感溫層。其結(jié)構(gòu)如下在芯線1上螺旋纏繞銅導(dǎo)線2，它的外部包覆本發(fā)明的感溫性高分子組成物組成的感溫層3，在感溫層3上再反向螺旋纏繞銅導(dǎo)線4，在銅導(dǎo)線4外層包覆防水薄膜5和耐熱絕緣塑料6組成熱敏感溫線，它可用于電熱毯等的安全控溫線路中或藥物電敷器的安全控溫線路中。
本發(fā)明的感溫性高分子組成物可用作如下結(jié)構(gòu)的(附圖2)感溫電極的感溫層。其結(jié)構(gòu)如下所述的感溫電極由三層組成，上下層為選自金、銀、銅、鎳或鍍金、銀、鎳的銅片組成的導(dǎo)電層[7]和[8]，以及中間層為由本發(fā)明的感溫性高分子組成物組成的感溫層，在導(dǎo)電層[7]和[8]上連結(jié)有導(dǎo)引線[10]和[10′]組成，上述感溫電極可以呈長條帶狀、四邊形狀或圓形多種形狀，以適應(yīng)對(duì)各種形狀的保溫加熱體的所需安全控溫。
本發(fā)明已在說明書及具體實(shí)施例中結(jié)合附圖作了詳細(xì)說明，但這些說明和實(shí)施例并不是限定本發(fā)明。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明可以作出許多改進(jìn)、而本發(fā)明權(quán)利要求，將在權(quán)利要求書中體現(xiàn)。
權(quán)利要求
1、一種感溫性高分子組成物，包括聚氯乙烯、穩(wěn)定劑、阻燃劑、潤滑劑、增塑劑和導(dǎo)電賦于劑，其特征在于所述的導(dǎo)電賦于劑包括含氟表面活性劑。
2、如權(quán)利要求1所述的感溫性高分子組成物，其特征在于所述的含氟表面活性劑選自全氟壬氧基苯磺酸鹽(包括其鈉鹽、鉀鹽或銨鹽)、全氟辛酸鹽(包括其鈉鹽、鉀鹽或銨鹽)全氟-2，5-二甲基-3，6-二氧雜壬酸鹽(包括其鈉鹽、鉀鹽或銨鹽)、N-全氟磺?；句@鹽，其結(jié)構(gòu)式為
式中Rf為C0-C11氟烷基、R1、R2、和R3分別為相同或不同的C1-C5烷基以及N-全氟?；?NR2基三胺，其結(jié)構(gòu)式為
式中Rf為C8-C11氟烷基、R1、R2、和R3分別為相同或不同的C1-C5烷基的組的一種或幾種。
3、如權(quán)利要求1或2所述的感溫高分子組成物，其特征在于所述的導(dǎo)電賦于劑中還包括壬基酚聚氧乙烯醚。
4、如權(quán)利要求3所述的感溫高分子組成物，其特征在于每100份重量份數(shù)的聚氯乙烯中所述的導(dǎo)電賦于劑壬基酚聚氧乙烯醚占0.1-20份以及全氟壬氧基苯磺酸鹽(鈉鹽、鉀鹽或銨鹽中的一種)占0.1-5份。
5、如權(quán)利要求4所述的感溫高分子組成物，其特征在于還包括添加劑亞磷酸三苯酯0.1-5份。
6、如權(quán)利要求5所述的感溫高分子組成物，其特征在于每100份重量份數(shù)的聚氯乙烯中，包括穩(wěn)定劑三鹽基硫酸鉛0.1-10份(重量)和/或二鹽基亞磷酸鉛0.1-8份(重量)、潤滑劑硬脂酸鹽選自它的鋇鹽、鉛鹽或鈣鹽中的一種;0.1-3份(重量)、阻燃劑選自三氧化二銻、氫氧化鋁或聚磷酸銨中的一種0.1-10份(重量);增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯或偏苯三酸酯30-50份(重量)、添加劑亞磷酸三苯酯3份(重量)以及導(dǎo)電賦于劑壬基酚聚氧乙烯醚5-15份(重量)和全氟壬氧基苯磺酸鹽選自包括鈉鹽、鉀鹽或銨鹽的一種2-4份組成。
7、一種感溫高分子組成物的制備方法，包括在一高速加溫混和機(jī)內(nèi)混合所需的聚氯乙烯、穩(wěn)定劑、阻燃劑、潤滑劑、添加劑，攪拌加熱至100℃，其特征在于于攪拌下在此溫度加入增塑劑和包括含氟表面活性劑的導(dǎo)電賦于劑，并于100-110℃保溫?cái)嚢?-30分鐘。
8、如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于所述的含氟表面活性劑選自全氟壬氧基苯磺酸鹽(包括其鈉鹽、鉀鹽或銨鹽)、全氟辛酸鹽(包括其鈉鹽、鉀鹽或銨鹽)全氟-2，5-二甲基-3，6-二氧雜壬酸鹽(包括其鈉鹽、鉀鹽或銨鹽)、N-全氟磺?；句@鹽，結(jié)構(gòu)式為
式中Rf為C8-C11氟烷基、R1、R2、和R3分別為相同或不同的C1-C5烷基以及N-全氟?；?NR2基三胺，結(jié)構(gòu)式為
式中Rf為C8-C11氟烷基、R1、R2、和R3分別為相同或不同的C1-C5烷基的組的一種或幾種。
9、如權(quán)利要求1或2所述的感溫高分子組成物，其特征在于用作熱敏感溫線或感溫電極的感溫層。
10、如權(quán)利要求3所述的感溫高分子組成物，其特征在于用作熱敏感溫線或感溫電極的感溫層。
11、如權(quán)利要求6所述的感溫高分子組成物，其特征在于用作熱敏感溫線或感溫電極的感溫層。
12、如權(quán)利要求7或8所述制備方法制造的感溫高分子組成物，其特征在于用作熱敏感溫線或感溫電極的感溫層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種感溫高分子組成物及其制備方法和其應(yīng)用。其特征在于所述的導(dǎo)電賦于劑包括非離子表面活性劑和/或含氟表面活性劑；以及上述的導(dǎo)電賦于劑系在PVC、穩(wěn)定劑、阻燃劑、潤滑劑攪拌混合下與增塑劑一起加入；所制得的感溫性高分子組成物具有高的電阻的材料系數(shù)(B值)，適于熱敏感溫線和感溫電極等的生產(chǎn)，可用于大面積低溫取暖制品例如電熱毯、電熱地毯、以及藥物電熱敷器等的安全控溫裝置中。
文檔編號(hào)C07D493/04GK1037910SQ8910221
公開日1989年12月13日 申請(qǐng)日期1989年4月12日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月13日
發(fā)明者費(fèi)植煌 申請(qǐng)人:上海市家用電器研究所