一种居里温度可调的聚合物基PTC复合材料及其制备

一种居里温度可调的聚合物基ptc复合材料及其制备
技术领域
1.本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种居里温度可调的聚合物基ptc电热材料及其制备。


背景技术：

2.随着聚合物基导电复合材料(conductive polymer composite)在工业生产及日常生活中的应用越来越广泛，聚合物基ptc材料作为自限温电热材料受到人们的广泛关注及研究，这种材料的特点是当温度达到其居里温度时，材料体积膨胀，使导电通路破坏，材料由导体转变为绝缘体，材料停止加热，当温度低于居里温度时，材料恢复导电，继续加热，最终实现材料温度稳定在略低于居里温度。
3.目前使用的聚合物基ptc材料居里温度略低于熔点，例如，liu等人制备了高密度聚乙烯(hdpe)/热塑性弹性体(tpe)/石墨烯纳米片(gnp)电热复合材料，其居里温度在100℃～120℃，略低于hdpe熔点(y.liu et al.journal of materials chemistry c.2018,6(11),2760-2768)。这种ptc电热材料居里温度受限于熔点，且相变体积膨胀效应明显，限制了ptc电热材料的应用场景，因此寻找一种居里温度可调且远低于熔点的ptc电热材料是很有必要的。


技术实现要素：

4.针对目前聚合物基ptc电热材料受限于熔点导致其应用范围受局限的问题，本发明提供一种居里温度远低于熔点且居里温度可调控的ptc电热材料。
5.本发明的技术方案：
6.本发明要解决的第一个技术问题是提供一种聚合物基ptc复合材料，所述电热材料包括聚烯烃和导电填料，其中，所述导电填料为具有表面微纳结构的镍粒子。
7.所述具有表面微纳结构的镍粒子指：粒子表面具有微米级和纳米级尖刺状突起结构的镍粒子；该尖刺状突起的密度可调节；换言之，即所述导电填料为具有突起结构的海胆状镍粒子。
8.进一步，所述聚合物基ptc复合材料能够实现居里温度远低于熔点：聚合物基ptc复合材料的起始熔融温度-聚合物基ptc复合材料的居里温度≥20℃。
9.进一步，上述聚合物基ptc复合材料中，复合材料的逾渗阈值≤导电填料的体积分数≤复合材料的逾渗阈值+10vol％，其中，复合材料的逾渗阈值指能够使复合材料具备导电性(电阻率《106ωcm)的最低填料含量。导电填料的体积分数指导电填料占总的复合材料(包含聚烯烃和镍粒子)的体积百分数。
10.进一步，所述聚烯烃为聚乙烯或聚丙烯。
11.优选的，所述的聚烯烃为聚乙烯。
12.更优选的，所述聚乙烯为：低密度聚乙烯(ldpe)、高密度聚乙烯(hdpe)或双峰聚乙烯(bpe)。
13.进一步，当所述聚烯烃为聚乙烯，导电填料的添加量为聚烯烃体积分数的25vol％～35vol％。
14.本发明要解决的第二个技术问题是提供上述聚合物基ptc复合材料的制备方法，所述制备方法为：先将聚烯烃粒料或粉料与导电填料熔融共混，然后热压成型即可；其中，所述导电填料为具有表面微纳结构的镍粒子。
15.进一步，所述热压成型的条件为：温度160～200℃，压力5～20mpa。
16.本发明要解决的第三个技术问题是提供一种调控聚合物基ptc复合材料居里温度的方法，所述方法为：以聚烯烃为基体，表面具有微米级和纳米级尖刺状凸起结构的镍粒子为导电填料，将基体和导电填料通过熔融共混法制备聚合物基复合材料，通过选择不同的聚烯烃能够实现对聚合物基ptc复合材料居里温度的调控。
17.进一步，当所述聚烯烃为聚乙烯时，所述调控聚合物基ptc复合材料居里温度的方法为：
18.当选择低密度聚乙烯为基体时，35℃《所得聚合物基ptc复合材料的居里温度《40℃；
19.当选择双峰聚乙烯为基体时，60℃《所得聚合物基ptc复合材料的居里温度《70℃；
20.当选择高密度聚乙烯为基体时，70℃《所得聚合物基ptc复合材料的居里温度《80℃。
21.本发明的有益效果：
22.(1)本发明所得聚合物基ptc复合材料由于居里温度远低于熔点，发生ptc效应时体积膨胀较小，可以应用于对形变要求严格的场景；
23.(2)本发明可实现聚合物基ptc复合材料居里温度的可调控，由于居里温度可调控，可根据需求选择合适的聚烯烃树脂作为基体，设计制备居里温度不同的电热材料，应用前景更为宽广。
附图说明：
24.图1(a)为本发明实施例1～3中所使用的镍粒子，图1(b)、图1(c)和图1(d)分别为本发明实施例1～3中ldpe/ni、bpe/ni和hdpe/ni复合材料的扫描电子显微镜图像；由图1(a)可知：本发明选用的镍粒子表面具有多级结构，呈现褶皱的样貌；由图1(b)～(d)可知：镍粒子在三种聚乙烯基体中分散均匀，没有表现出明显的团聚。
25.图2(a)、图2(b)和图2(c)分别为本发明实施例1～3所得ldpe/ni、bpe/ni和hdpe/ni复合材料的电阻率随温度变化曲线图及相应的差示扫描量热曲线图；由图2可知：ldpe熔点约109℃，bpe熔点约125℃，hdpe熔点约135℃；三种复合材料呈现出明显不相同的ptc行为，且均表现出远低于熔点的居里温度，其中ldpe/ni居里温度约为40℃，bpe/ni居里温度约为70℃，hdpe/ni居里温度约80℃；这一结果表明，复合材料表现出居里温度的可调节性；由于三种复合材料的居里温度均远低于熔点，因此其ptc效应可能与室温至熔点范围内基体的某种力学性能转变有关。
26.图3(a)、图3(b)和图3(c)分别为本发明实施例1～3所得ldpe/ni、bpe/ni和hdpe/ni复合材料的损耗角正切随温度变化曲线图及相应的电阻率随温度变化曲线；由图3可知：三种复合材料在室温至熔点范围内的动态力学损耗随温度升高呈现的变化趋势不同，说明
三者具有不同的α松弛行为；且α峰(或肩部)温度与居里温度一致，说明α松弛引起的体积膨胀是导致ptc效应的原因。
27.图4(a)、图4(b)和图4(c)分别为本发明实施例1～3所得ldpe/ni、bpe/ni和hdpe/ni复合材料在施加不同直流电压时的表面温度随时间变化曲线；由图4可知：三种复合材料均表现出稳定的电热性能，同时具有高的升降温速率，各复合材料在不同电压下均在2min内达到稳定温度，断开电源后复合材料可以在2min内降温到接近室温。
28.图5(a)、图5(b)和图5(c)分别为本发明实施例1～3所得ldpe/ni、bpe/ni和hdpe/ni复合材料在电热工作过程中以梯度升温方式模拟外部热失控条件下的过热保护功能；由图5可知：未施加外部热源时，三种复合材料均表现出稳定的电热效应，随外部温度升高，材料电阻值略有升高，当温度升至高于某一临界值，材料在短时间内转变为绝缘(r》108ω)，说明该复合材料具有可靠的过热保护性能，而三种复合材料表现出不同的临界值，ldpe/ni临界温度处于40℃～50℃区间，bpe/ni临界温度在70℃左右，hdpe/ni临界温度约为100℃，均略高于其居里温度点；在移除外部热源后，材料电阻值迅速恢复至加热前状态，说明该复合材料的导电网络具有良好的恢复能力。
29.图6a为对比例1所得bpe/cb复合材料的扫描电子显微镜图像，图6b为对比例1所得bpe/cb复合材料的电阻率随温度变化曲线及相应的差示扫描量热曲线图；由图6a可知，cb在bpe树脂基体中分散较均匀，没有大范围的团聚；由图6b可知，bpe/cb复合材料的居里温度约为110℃，略低于其起始熔融温度(117.08℃)。
具体实施方式
30.本发明通过在聚烯烃树脂中添加具有表面微纳结构的镍粒子(表面具有突起结构的海胆状镍粒子)，通过熔融共混，在聚乙烯熔融流动过程中与具有表面微纳结构的镍粒子充分均匀混合，随后再热压成型，镍粒子网络之间是体积足够多的聚乙烯树脂层，类似于聚乙烯树脂中均匀分布着镍粒子的“海岛”，海岛和海岛是相对独立的，当树脂基体发生体积变化时，基体中的镍粒子(岛结构)-镍粒子之间的距离就会发生变化，从而产生电阻剧烈变化；构建了对体积膨胀敏感的导电通路，制备了居里温度点可调控且远低于基体熔点的聚合物基正温度系数(ptc,positive temperature coefficient)电热材料。
31.本发明中，导电网络由分散于聚烯烃基体中的镍粒子构成，导电通路包括镍粒子连接导电以及隧穿导电，由于采用的是具有表面微纳结构的镍粒子，导电通路完善程度较低，因此其构建的导电通路以隧穿效应为主，对基体体积变化敏感，而基体在室温至熔点范围内发生的片晶间系带分子松弛引起体积膨胀，使镍粒子间距增大至隧穿距离以上，导电网络被破坏，使复合材料的体积电阻急剧增加，从而实现在低于熔点温度下的ptc现象——材料由导电转变为绝缘，具备远低于熔点的居里温度；并且通过调控树脂基体分子链支链结构或共聚单元序列分布等，使聚合物基体的松弛行为发生在不同的温度范围内，进而基体具有不同的热膨胀行为，从而调控复合材料的居里温度点。
32.下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实例范围之中。
33.实施例1
34.(1)将ldpe(牌号18d，密度0.92g/cm3，中国石化)粒料与ni粉末(牌号t123，粒径中
位数6.3μm，加拿大vale公司)在60℃条件下干燥12h后，按树脂：ni粒子体积比为70：30(此体系的逾渗阈值为29.4vol％)的比例混合均匀后加入转矩流变仪(xss-300，上海科创橡塑机器设备有限公司)，在60rpm、180℃条件下混炼10min；
35.(2)将(1)所得共混物用平板硫化机(型号bl-6170-b-30t，东莞宝轮精密检测仪器有限公司)在10mpa、180℃条件下热压5min后，在20℃条件下冷压5min成50*10*2mm3的矩形条，两端熔接铜网并在熔接处涂覆导电银胶，用于ptc测试；部分试样裁剪成30*10*2mm3，用于dma测试，部分试样压制前在模具中预置两平行铜导线，用于电热测试。
36.(3)测试表征：
37.试样的微观形态表征：将压制成型的试样在液氮中浸泡1h后脆断，表面喷金后利用扫描电子显微镜(型号：jeol jsm-5600lv,日本jeol公司)对其断面进行观察，加速电压为10kv，观察结果如附图1中所示。
38.熔融及结晶行为表征：取约5mg试样置于铝坩埚中，用差示扫描量热仪(dsc，型号q20，美国ta公司)测试，测试温度范围20℃-180℃，升温速率5℃/min，降温速率2℃/min，氮气氛围。ptc性能测试采用绝缘电阻测试仪(型号：keithley 6517b,美国keithley公司)测试试样实时电阻值，试样置于硅油中，使用高精度程序控温仪(型号ministat 230，德国huber公司)进行控温，程序设置为5℃/min从20℃升至140℃，恒温5min后以2℃/min速率降温至20℃。ptc测试及dsc测试结果见于附图2a，可以看出试样居里温度约为40℃，远低于基体熔点(约109℃)。
39.分子链松弛行为表征：使用动态力学测试仪(dma，型号q800，美国ta公司)采用三点弯曲模式，测试频率1hz，温度范围20℃-180℃，测试结果见附图3a，可以看出试样在40℃左右出现α松弛峰的肩部，说明在此温度基体片晶间系带分子开始松弛，导致晶区体积膨胀，引起ptc效应。
40.电热测试使用直流稳压电源(型号it6720，中国艾德克斯电子公司)施加6v,12v,18v,24v直流电压，使用热电偶测量温度并用无纸记录仪(omega公司)记录实时温度，结果见附图4a，可以看出试样在24v直流电压条件下平衡温度约30℃，略低于其居里温度(约40℃)。
41.过热保护性能测试使用电阻计(型号keithley 2400，美国keithley公司)作为电压源并采集电阻数据，外部热源使用微电脑加热平台(型号jf-966b，广东jftools公司)提供梯度升温，使用热电偶测量温度并用无纸记录仪(omega公司)记录实时温度，结果见附图5a，可以看出未施加外部热源时，材料表现出稳定的电热效应，随外部温度升高，材料电阻值略有升高，当温度升至40℃～50℃区间时，材料在短时间内转变为绝缘(r》108ω)，说明该复合材料具有可靠的过热保护性能。在移除外部热源后，材料电阻值迅速恢复至加热前状态，说明该复合材料的导电网络具有良好的恢复性。
42.实施例2
43.(1)将bpe(牌号fb2310，密度0.93g/cm3，奥地利北欧化工)粒料与ni(牌号t123，粒径中位数6.3μm，加拿大vale公司)粉末在60℃条件下干燥12h后，按树脂：无机ni粒子体积比为70：30(此体系的逾渗阈值为25.8vol％)混合均匀后加入转矩流变仪(xss-300，上海科创橡塑机器设备有限公司)，在60rpm、180℃条件下混炼10min；
44.(2)将(1)所得共混物用平板硫化机(型号bl-6170-b-30t，东莞宝轮精密检测仪器
有限公司)在10mpa、180℃条件下热压5min后，在20℃条件下冷压5min成50*10*2mm3的矩形条，两端熔接铜网并在熔接处涂覆导电银胶，用于ptc测试；部分试样裁剪成30*10*2mm3，用于dma测试，部分试样压制前在模具中预置两平行铜导线，用于电热测试。
45.(3)测试表征：
46.试样的微观形态表征：将压制成型的试样在液氮中浸泡1h后脆断，表面喷金后利用扫描电子显微镜(型号：jeol jsm-5600lv,日本jeol公司)对其断面进行观察，加速电压为10kv，观察结果如附图1b所示。
47.熔融及结晶行为表征：取约5mg试样置于铝坩埚中，用差示扫描量热仪(dsc，型号q20，美国ta公司)测试，测试温度范围20℃-180℃，升温速率5℃/min，降温速率2℃/min，氮气氛围。ptc性能测试采用绝缘电阻测试仪(型号：keithley 6527b,美国keithley公司)测试试样实时电阻值，试样置于硅油中，使用高精度程序控温仪(型号ministat 230，德国huber公司)进行控温，程序设置为5℃/min从20℃升至140℃，恒温5min后以2℃/min速率降温至20℃。ptc测试及dsc测试结果见于附图2b，可以看出试样居里温度为60～70℃，远低于基体熔点(约125℃)。
48.分子链松弛行为表征：使用动态力学测试仪(dma，型号q800，美国ta公司)采用三点弯曲模式，测试频率1hz，温度范围20℃-180℃，测试结果见附图3b，可以看出试样在整个测试温度区间没有表现出明显的松弛峰，这可能是由于bpe分子量分布宽，片晶间具有不同长度的系带分子，在不同温度时均有系带分子处于松弛过程中。电热测试使用直流稳压电源(型号it6720，中国艾德克斯电子公司)施加6v,12v,18v,24v直流电压，使用热电偶测量温度并用无纸记录仪(omega公司)记录实时温度，结果见附图4b，可以看出试样在24v直流电压条件下平衡温度约35℃，略低于其居里温度(60～70℃)。
49.过热保护性能测试使用电阻计(型号keithley 2400，美国keithley公司)作为电压源并采集电阻数据，外部热源使用微电脑加热平台(型号jf-966b，广东jftools公司)提供梯度升温，使用热电偶测量温度并用无纸记录仪(omega公司)记录实时温度，结果见附图5b，可以看出未施加外部热源时，材料表现出稳定的电热效应，随外部温度升高，材料电阻值略有升高，当温度升至70℃左右时，材料在短时间内转变为绝缘(r》108ω)，说明该复合材料具有可靠的过热保护性能。在移除外部热源后，材料电阻值迅速恢复至加热前状态，说明该复合材料的导电网络具有良好的恢复性。
50.实施例3
51.(1)将hdpe(牌号5960，密度0.96g/cm3，美国dow公司)粒料与ni(牌号t123，粒径中位数6.3μm，加拿大vale公司)粉末在60℃条件下干燥12h后，按树脂：无机粒子体积比为70：30(此体系的逾渗阈值为25.3vol％)混合均匀后加入转矩流变仪(xss-300，上海科创橡塑机器设备有限公司)，在60rpm、180℃条件下混炼10min；
52.(2)将(1)所得共混物用平板硫化机(型号bl-6170-b-30t，东莞宝轮精密检测仪器有限公司)在10mpa、180℃条件下热压5min后，在20℃条件下冷压5min成50*10*2mm3的矩形条，两端熔接铜网并在熔接处涂覆导电银胶，用于ptc测试；部分试样裁剪成30*10*2mm3，用于dma测试，部分试样压制前在模具中预置两平行铜导线，用于电热测试。
53.(3)测试表征：
54.试样的微观形态表征：将压制成型的试样在液氮中浸泡1h后脆断，表面喷金后利
用扫描电子显微镜(型号：jeol jsm-5600lv,日本jeol公司)对其断面进行观察，加速电压为10kv，观察结果如附图1c中所示。
55.熔融及结晶行为表征：取约5mg试样置于铝坩埚中，用差示扫描量热仪(dsc，型号q20，美国ta公司)测试，测试温度范围20℃-180℃，升温速率5℃/min，降温速率2℃/min，氮气氛围。
56.ptc性能测试采用绝缘电阻测试仪(型号：keithley 6527b,美国keithley公司)测试试样实时电阻值，试样置于硅油中，使用高精度程序控温仪(型号ministat 230，德国huber公司)进行控温，程序设置为5℃/min从20℃升至140℃，恒温5min后以2℃/min速率降温至20℃。ptc测试及dsc测试结果见于附图2c，可以看出试样居里温度约为80℃，远低于基体熔点(约135℃)。
57.分子链松弛行为表征：使用动态力学测试仪(dma，型号q800，美国ta公司)采用三点弯曲模式，测试频率1hz，温度范围20℃-180℃，测试结果见附图3a，可以看出试样在80℃左右出现弱的α松弛峰，说明在此温度基体片晶间系带分子松弛，导致晶区体积膨胀，引起ptc效应。电热测试使用直流稳压电源(型号it6720，中国艾德克斯电子公司)施加6v,12v,18v,24v直流电压，使用热电偶测量温度并用无纸记录仪(omega公司)记录实时温度，结果见附图4c，可以看出试样在24v直流电压条件下平衡温度约50℃，略低于其居里温度(约80℃)。
58.过热保护性能测试使用电阻计(型号keithley 2400，美国keithley公司)作为电压源并采集电阻数据，外部热源使用微电脑加热平台(型号jf-966b，广东jftools公司)提供梯度升温，使用热电偶测量温度并用无纸记录仪(omega公司)记录实时温度，结果间附图5a，可以看出未施加外部热源时，材料表现出稳定的电热效应，随外部温度升高，材料电阻值略有升高，当温度升至100℃附近时，材料在短时间内转变为绝缘(r》108ω)，说明该复合材料具有可靠的过热保护性能。在移除外部热源后，材料电阻值迅速恢复至加热前状态，说明该复合材料的导电网络具有良好的恢复性。
59.由上述实施例可知，本发明中导电网络由分散于聚烯烃基体中的镍粒子构成，导电通路包括镍粒子连接导电以及隧穿导电，以隧穿导电为主，完善程度较低。当树脂基体在熔点温度以下发生某种体积膨胀时，会破坏镍粒子的隧穿导电通路，从而使复合材料的体积电阻急剧增加，从而实现在低于熔点温度下的ptc现象。
60.对比例1
61.(1)将bpe(牌号fb2310，密度0.93g/cm3，奥地利北欧化工)粒料与碳黑(carbon black,cb牌号vxc-72，粒径30nm，美国cabot公司)粉末在60℃条件下干燥12h后，按树脂：无机粒子体积比为91.61：8.39(此体系的逾渗阈值为5～6vol％)混合均匀后加入转矩流变仪(xss-300，上海科创橡塑机器设备有限公司)，在60rpm、180℃条件下混炼10min；
62.(2)将(1)所得共混物用平板硫化机(型号bl-6170-b-30t，东莞宝轮精密检测仪器有限公司)在10mpa、180℃条件下热压5min后，在20℃条件下冷压5min成50*10*2mm3的矩形条，两端熔接铜网并在熔接处涂覆导电银胶，用于ptc测试。
63.(3)测试表征：
64.试样的微观形态表征：将压制成型的试样在液氮中浸泡1h后脆断，表面喷金后利用扫描电子显微镜(型号：inspect f，美国fei公司)对其断面进行观察，加速电压为5kv，观
察结果如附图6a所示。
65.熔融及结晶行为表征：取约5mg试样置于铝坩埚中，用差示扫描量热仪(dsc，型号q20，美国ta公司)测试，测试温度范围20℃-180℃，升温速率5℃/min，降温速率2℃/min，氮气氛围。ptc性能测试采用绝缘电阻测试仪(型号：keithley 6517b,美国keithley公司)测试试样实时电阻值，试样置于硅油中，使用高精度程序控温仪(型号ministat 230，德国huber公司)进行控温，程序设置为5℃/min从20℃升至140℃，恒温5min后以2℃/min速率降温至20℃。ptc测试及dsc测试结果见于附图6b，可以看出试样居里温度为100.0℃，略低于基体熔点(125℃)。由对比例1可得出的结论：使用球形碳黑粒子作为导电填料，所得复合材料不具备居里温度远低于熔点的特性，相较于实施例2中的复合材料居里温度升高30～40℃，说明在聚烯烃树脂中引入表面具有多级结构的镍粒子作为导电填料能使复合材料具备居里温度远低于熔点的特性。
66.对比例2
67.(1)将bpe(牌号fb2310，密度0.93g/cm3，奥地利北欧化工)粒料与ni(牌号t123，粒径中位数6.3μm，加拿大vale公司)粉末在60℃条件下干燥12h后，按树脂：无机粒子体积比为80：20(此体系的逾渗阈值为25.8vol％)混合均匀后加入转矩流变仪(xss-300，上海科创橡塑机器设备有限公司)，在60rpm、180℃条件下混炼10min；
68.(2)将(1)所得共混物用平板硫化机(型号bl-6170-b-30t，东莞宝轮精密检测仪器有限公司)在10mpa、180℃条件下热压5min后，在20℃条件下冷压5min成50*10*2mm3的矩形条，两端熔接铜网并在熔接处涂覆导电银胶，用于室温电阻测试。
69.(3)测试表征：
70.采用绝缘电阻测试仪(型号：keithley 6517b,美国keithley公司)测试试样室温电阻，显示试样的室温电阻超出量程(109ω)，说明该试样在室温状态下绝缘，因此在升温时不具备ptc效应，无居里温度。

技术特征：
1.一种聚合物基ptc复合材料，其特征在于，所述电热材料包括聚烯烃和导电填料，其中，所述导电填料为具有表面微纳结构的镍粒子。2.根据权利要求1所述的一种聚合物基ptc复合材料，其特征在于，所述具有表面微纳结构的镍粒子指：粒子表面具有微米级和纳米级尖刺状突起结构的镍粒子。3.根据权利要求1或2所述的一种聚合物基ptc复合材料，其特征在于，所述聚合物基ptc复合材料能够实现居里温度远低于熔点：聚合物基ptc复合材料的起始熔融温度-聚合物基ptc复合材料的居里温度≥20℃。4.根据权利要求1或2所述的一种聚合物基ptc复合材料，其特征在于，所述聚合物基ptc复合材料中，复合材料的逾渗阈值≤导电填料的体积分数≤复合材料的逾渗阈值+10vol％，其中，复合材料的逾渗阈值指能够使复合材料具备导电性的最低填料含量。5.根据权利要求1或2所述的一种聚合物基ptc复合材料，其特征在于，所述聚烯烃为聚乙烯或聚丙烯。6.根据权利要求5所述的一种聚合物基ptc复合材料，其特征在于，所述的聚烯烃为聚乙烯；进一步，所述聚乙烯为：低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或双峰聚乙烯。7.根据权利要求6所述的一种聚合物基ptc复合材料，其特征在于，当所述聚烯烃为聚乙烯，导电填料的添加量为聚烯烃体积分数的25vol％～35vol％。8.权利要求1～7任一项述聚合物基ptc复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：先将聚烯烃粒料或粉料与导电填料熔融共混，然后热压成型即可；进一步，所述热压成型的条件为：温度160～200℃，压力5～20mpa。9.一种调控聚合物基ptc复合材料居里温度的方法，其特征在于，所述方法为：以聚烯烃为基体，表面具有微米级和纳米级尖刺状突起结构的镍粒子为导电填料，将基体和导电填料通过熔融共混法制备聚合物基复合材料，通过选择不同的聚烯烃能够实现对聚合物基ptc复合材料居里温度的调控。10.根据权利要求9所述的一种调控聚合物基ptc复合材料居里温度的方法，其特征在于，当所述聚烯烃为聚乙烯时，所述调控聚合物基ptc复合材料居里温度的方法为：当选择低密度聚乙烯为基体时，35℃<所得聚合物基ptc复合材料的居里温度<40℃；当选择双峰聚乙烯为基体时，60℃<所得聚合物基ptc复合材料的居里温度<70℃；当选择高密度聚乙烯为基体时，70℃<所得聚合物基ptc复合材料的居里温度<80℃。

技术总结
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种居里温度可调的聚合物基PTC电热材料及其制备。本发明提供一种聚合物基PTC复合材料，所述电热材料包括聚烯烃和导电填料，其中，所述导电填料为具有表面微纳结构的镍粒子。本发明所得聚合物基PTC复合材料由于居里温度远低于熔点，发生PTC效应时体积膨胀较小，可以应用于对形变要求严格的场景。对形变要求严格的场景。对形变要求严格的场景。


技术研发人员：刘正英 刘仁鹏 杜天龙 杨伟 杨鸣波
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：2021.12.16
技术公布日：2022/3/8