[01110203]自控温炭黑/聚合物纳米复合材料的制备技术及应用开发

自控温炭黑/聚合物纳米复合材料是一类具有电阻正温度系数的材料，是由纳米炭黑颗粒和结晶性聚合物基体等组分构成的导电纳米复合材料。该材料在一定的转变温度下，其电阻率迅速增加至某一极限值（可增大3～8个数量级），发生（半）导体-绝缘体的可逆转变。以自控温炭黑/聚合物纳米复合材料为核心材料制备的自控温电热带（又名自控温加热电缆），是对传统加热和保温方式的一场革命，与传统的伴热方式相比，有以下优点：1、加热快捷且节约电能；2、可自动限制温度，安全可靠；3、可任意切断或接长使用，安装使用简便；4、自动化水平高，维护方便；5、绿色环保，根治了因热水或蒸汽伴热出现的“跑、冒、滴、漏”；6、使用寿命长等特点。该研究分别选用聚乙烯或结晶性含氟树脂为聚合物基体，以改性炭黑为导电填料，集成导电高分子对炭黑的表面修饰、引入极性接枝聚合物、添加成核剂、退火热处理等新技术和新原理，研制出高性能的自控温炭黑/聚合物复合材料，解决了炭黑/聚合物复合材料电阻和自控温特性的长期热电循环稳定性差的问题。在此基础上，集成连续式混炼、自动化控制、热电处理、辐射交联等技术，成功实现了自控温电热带的工业化生产。该自控温电热带产品经国家电线电缆质量监督检验中心、国家防爆电气产品质量监督检验中心和中国船检社的检验，其性能指标完全符合应用要求。该自控温电热带产品的专项和应用性能指标已经达到和部分超过美国Raychem公司同类产品指标。自控温电热带应用领域十分广阔，适应于管道、设备、容器及仪表支管的防冻、伴热和保温。在石油开采、石油化工、电力、建筑消防、冶金、食品、电热采暖、环保、轻工、太阳能、农副产品生产加工及其它部门具有广泛的用途。