CN113400509A - 一种具有ntc效应的改性pvc材料制备方法、装置及应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有NTC效应的改性PVC材料制备方法、装置及应用，包括以下步骤：步骤（1），将原料按质量百分比组分称取出相应分量的原料；步骤（2），将所述原料放置入立式搅拌缸内，并由所述立式搅拌缸将所述原料混合搅拌至塑化得到半成品；步骤（3），所述半成品放入押出机内，并利用所述押出机进行押出造粒，即得出具有NTC效应的改性PVC材料。本发明方便人们快速更换不同的模头，从而切换生产不同尺寸的塑料颗粒，且在更换模头后，将模头与连接通道之间进行压紧，从而增加密封性，防止原料溢出，稳定性较高，并且方便清理。

Description

一种具有NTC效应的改性PVC材料制备方法、装置及应用

技术领域

本发明涉及PVC材料制备技术领域，尤其涉及一种具有NTC效应的改性PVC材料制备方法、装置及应用。

背景技术

NTC是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和材料。该材料是利用锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等两种或两种以上的金属氧化物进行充分混合、成型、烧结等工艺而成的半导体陶瓷，可制成具有负温度系数（NTC）的热敏电阻。其电阻率和材料常数随材料成分比例、烧结气氛、烧结温度和结构状态不同而变化。现在还出现了以碳化硅、硒化锡、氮化钽等为代表的非氧化物系NTC热敏电阻材料；

PVC即聚氯乙烯，是氯乙烯经加成聚合反应得到的高分子材料，其为聚乙烯和聚丙烯之后，第三种最广泛生产的合成塑胶聚合物，因性能优异、价格便宜而得到广泛应用。

目前市面上应用于电线电缆的PVC材料，其特性为随着温度上升，分子作用力减少，极性增强，而体积电阻率会缓慢下降，但在300℃甚至300℃以上的温度下，该种PVC材料仍有一定的电阻存在，以保持其绝缘性能；

在对PVC材料进行制备时，将塑化后的原料加入押出机内，然后再进行成型切粒，最后生产出塑料颗粒；

但是现有的用于生产PVC材料的押出机在使用时，在需要生产不同粒径的塑料颗粒时，无法快速更换押出机的模头，不方便人们操作。

因此，有必要提供一种具有NTC效应的改性PVC材料制备方法、装置及应用解决上述技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明是提供一种具有NTC效应的改性PVC材料制备方法、装置及应用。

本发明提供的一种具有NTC效应的改性PVC材料制备方法，包括以下步骤：

步骤（1），将原料按质量百分比组分称取出相应分量的原料；

步骤（2），将所述原料放置入立式搅拌缸内，并由所述立式搅拌缸将所述原料混合搅拌至塑化得到半成品；

步骤（3），所述半成品放入押出机内，并利用所述押出机进行押出造粒，即得出具有NTC效应的改性PVC材料。

所述步骤（1）中原料包括以下质量分数的各组分：50-55份的聚氯乙烯树脂、8-11份的碳酸钙、10-13份的偏苯酯类可塑剂、11-15份的聚酯可塑剂、2-4份硬脂酸锌/硬脂酸钙复合物、1-3份的三氧化二锑、4-7份的高分子酰胺复合物、4-7份的硅系复合物。

优选地，所述立式搅拌缸升温至125℃以实现所述原料的塑化；所述押出机的下料段温度为140℃，逐段递增至145℃，模头（12）段温度则是设定为155℃。

本发明还提供一种具有NTC效应的改性PVC材料的制备装置，用于本发明的制备方法，所述制备装置包括立式搅拌缸、押出机，所述押出机包括底板、支撑板、押出机外壳、挤出螺杆、减速器、伺服电机、进料斗、加热装置和切粒机，所述底板上表面对称固定有支撑板，两个所述支撑板顶部固定有押出机外壳，所述押出机外壳内壁通过轴承转动连接有挤出螺杆，所述底板上表面一端固定有减速器，所述减速器的输出端与挤出螺杆固定连接，所述减速器一端固定有伺服电机，且伺服电机的输出端与减速器的输入端固定连接，所述押出机外壳顶部靠近减速器的一端固定有进料斗，所述押出机外壳外侧等距固定有加热装置，所述押出机外壳远离减速器的一端固定有出料口，所述出料口一端铰接有开合机构，所述开合机构一端固定有切换机构，所述切换机构一侧等距固定有模头，且四个模头的直径不同，所述底板上表面靠近模头的一端固定有冷却槽，所述冷却槽内壁通过轴承对称转动连接有导向辊，所述底板上表面靠近冷却槽的一端固定有切粒机。

优选的，所述开合机构包括固定环、连接通道、第一U形块、第二U形块、螺栓和螺帽，所述出料口一端通过铰链铰接有固定环，所述固定环中部固定有连接通道，所述固定环外侧固定有第一U形块，所述出料口外侧第二U形块，所述第二U形块内壁通过轴销转动连接有螺栓，所述螺栓一端插入到第一U形块内壁螺纹连接有螺帽。

优选的，所述切换机构包括第一固定板、第一转轴、限位块、第一固定筒、限位槽、转盘、第二固定板、压紧机构、蜗轮和蜗杆，所述固定环外侧顶部固定有第一固定板，所述第一固定板中部通过轴承转动连接有第一转轴，所述第一转轴外侧对称固定有限位块，所述第一转轴外侧套设有第一固定筒，所述第一固定筒内壁对称开设有限位槽，且限位块与限位槽滑动连接，所述第一固定筒一端固定有转盘，所述模头等距固定在转盘表面，所述第一固定板一侧对称固定有第二固定板，所述第一转轴一端固定有的蜗轮，两个所述第二固定板靠近蜗轮的一端固定有蜗杆，且蜗杆与蜗轮啮合连接，所述第一固定板一端固定有压紧机构。

优选的，所述压紧机构包括转环、第一固定块、第二固定块、螺纹杆、螺纹孔、定位孔、定位杆、第一锥齿轮、第二转轴和第二锥齿轮，所述第一固定筒外侧通过轴承转动连接有转环，所述转环外侧对称固定有第一固定块，所述第一固定板一端对称固定有第二固定块，所述第二固定块一端通过轴承转动连接有螺纹杆，所述第一固定块一端开设有螺纹孔，且螺纹杆与螺纹孔螺纹连接，所述转环外侧等距开设有定位孔，所述定位孔内壁滑动连接有定位杆，且定位杆与第一固定板固定连接，所述螺纹杆一端固定有第一锥齿轮，两个所述第二固定板一端通过轴承转动连接有第二转轴，所述第二转轴两端对称固定有第二锥齿轮，且第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合连接。

优选的，所述蜗杆一端固定有第一六角旋钮，所述第二转轴中部固定有第二六角旋钮，所述第一六角旋钮中部开设有内六角槽。

优选的，所述转盘远离模头的一侧等距固定有第一限位环，所述连接通道一端开设有第一环形槽，且第一限位环与第一环形槽内壁插接，所述固定环一侧固定有密封环，所述出料口一侧开设有密封槽，且密封环与密封槽内壁插接。

本发明制备的具有NTC效应的改性PVC材料可以应用于高温环境线材上绝缘材料的制造。

与相关技术相比较，本发明提供的具有NTC效应的改性PVC材料制备方法、装置及应用具有如下有益效果：

本发明提供具有NTC效应的改性PVC材料制备方法、装置及应用：

由于本发明的制备方法使用了本发明提供的装置，在具体的使用时，通过扳手旋转第二六角旋钮，通过第一锥齿轮和第二锥齿轮带动螺纹杆转动，使得螺纹杆通过螺纹孔带动第一固定块移动，进而可带动转环移动，使得转环通过第一固定筒带动转盘移动一定位置，而后再通过蜗轮和蜗杆驱动第一转轴转动，从而通过第一固定筒驱动转盘旋转，来对模头的位置进行切换，方便人们快速更换不同的模头，从而切换生产不同尺寸的塑料颗粒；

通过压紧机构可在更换模头后，将模头与连接通道之间进行压紧，从而增加密封性，防止原料溢出，且稳定性较高；

通过旋转螺帽，饭后翻转螺栓，解除第一U形块和第二U形块的固定，人们可翻转固定环，从而方便押出机外壳内原料的清理以及模头内部原料的清理。

本发明所涉及的一种具有NTC效应的改性PVC材料及其制备方法，解决了现有的电热毯发热线中发热丝故障或其他不受控的情况下容易产生发出过高的温度，导致电热毯发生起火情况，对使用者造成安全威胁的问题。

附图说明

图1为现有的一种电热毯用发热线的结构示意图；

图2为本发明所涉及的一种具有NTC效应的改性PVC材料制成的内管在80℃下烘烤不同时长后电阻值随温度变化的数据表；

图3为根据图2的数据表所绘制出的曲线图。

图4为本发明提供的制备流程图

图5为本发明提供的整体结构示意图；

图6为本发明提供的密封槽结构示意图；

图7为本发明提供的切换机构结构示意图之一；

图8为本发明提供的模头结构示意图；

图9为本发明提供的压紧机构结构示意图；

图10为本发明提供的第一固定筒结构示意图；

图11为本发明提供的切换机构结构示意图之二；

图12为图5中的A处放大图；

图13为本发明提供的第一六角旋钮结构示意图。

图中标号：

100、绝缘外管；200、内管；300、发热丝；400、感温丝；1、底板；2、支撑板；3、押出机外壳；4、挤出螺杆；5、减速器；6、伺服电机；7、开合机构；71、固定环；72、连接通道；73、第一U形块；74、第二U形块；75、螺栓；76、螺帽；8、切换机构；81、第一固定板；82、第一转轴；83、限位块；84、第一固定筒；85、限位槽；86、转盘；87、第二固定板；88、压紧机构；881、转环；882、第一固定块；883、第二固定块；884、螺纹杆；885、螺纹孔；886、定位孔；887、定位杆；888、第一锥齿轮；889、第二转轴；8810、第二锥齿轮；89、蜗轮；810、蜗杆；9、进料斗；10、加热装置；11、出料口；12、模头；13、冷却槽；14、导向辊；15、切粒机；16、第二六角旋钮；17、第一限位环；18、第一环形槽；19、密封环；20、密封槽；21、第一六角旋钮。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

在具体实施过程中，如图4及图13所示，一种具有NTC效应的改性PVC材料制备方法，包括以下步骤：

步骤（1），将原料按质量百分比组分称取出相应分量的原料；所述原料包括以下质量分数的各组分：50-55份的聚氯乙烯树脂、8-11份的碳酸钙、10-13份的偏苯酯类可塑剂、11-15份的聚酯可塑剂、2-4份硬脂酸锌/硬脂酸钙复合物、1-3份的三氧化二锑、4-7份的高分子酰胺复合物、4-7份的硅系复合物。

步骤（2），将所述原料放置入立式搅拌缸内，并由所述立式搅拌缸将所述原料混合搅拌至塑化得到半成品；

步骤（3），所述半成品放入押出机内，并利用所述押出机进行押出造粒，即得出具有NTC效应的改性PVC材料。以上步骤种，所述立式搅拌缸升温至125℃保持以实现所述原料的塑化；所述押出机的下料段温度为140℃，逐段递增至145℃，模头12段温度则是设定为155℃。

如图5、图6和图8所示，本发明还包括一种具有NTC效应的改性PVC材料的制备装置，该制备装置包括立式搅拌缸、押出机，立式搅拌缸为现有技术，本发明的重点在于本发明装置种所使用的押出机，所述押出机包括底板1、支撑板2、押出机外壳3、挤出螺杆4、减速器5、伺服电机6、进料斗9、加热装置10和切粒机15，所述底板1上表面对称固定有支撑板2，两个所述支撑板2顶部固定有押出机外壳3，所述押出机外壳3内壁通过轴承转动连接有挤出螺杆4，所述底板1上表面一端固定有减速器5，所述减速器5的输出端与挤出螺杆4固定连接，所述减速器5一端固定有伺服电机6，且伺服电机6的输出端与减速器5的输入端固定连接，所述押出机外壳3顶部靠近减速器5的一端固定有进料斗9，所述押出机外壳3外侧等距固定有加热装置10，所述押出机外壳3远离减速器5的一端固定有出料口11，所述出料口11一端铰接有开合机构7，所述开合机构7一端固定有切换机构8，所述切换机构8一侧等距固定有模头12，且四个模头12的直径不同，所述底板1上表面靠近模头12的一端固定有冷却槽13，所述冷却槽13内壁通过轴承对称转动连接有导向辊14，所述底板1上表面靠近冷却槽13的一端固定有切粒机15。

参考图7、图9和图12所示，所述开合机构7包括固定环71、连接通道72、第一U形块73、第二U形块74、螺栓75和螺帽76，所述出料口11一端通过铰链铰接有固定环71，所述固定环71中部固定有连接通道72，所述固定环71外侧固定有第一U形块73，所述出料口11外侧第二U形块74，所述第二U形块74内壁通过轴销转动连接有螺栓75，所述螺栓75一端插入到第一U形块73内壁螺纹连接有螺帽76，通过旋转螺帽76，饭后翻转螺栓75，解除第一U形块73和第二U形块74的固定，人们可翻转固定环71，从而方便押出机外壳3内原料的清理以及模头12内部原料的清理。

参考图7、图8、图9、图10、图11和图12所示，所述切换机构8包括第一固定板81、第一转轴82、限位块83、第一固定筒84、限位槽85、转盘86、第二固定板87、压紧机构88、蜗轮89和蜗杆810，所述固定环71外侧顶部固定有第一固定板81，所述第一固定板81中部通过轴承转动连接有第一转轴82，所述第一转轴82外侧对称固定有限位块83，所述第一转轴82外侧套设有第一固定筒84，所述第一固定筒84内壁对称开设有限位槽85，且限位块83与限位槽85滑动连接，所述第一固定筒84一端固定有转盘86，所述模头12等距固定在转盘86表面，所述第一固定板81一侧对称固定有第二固定板87，所述第一转轴82一端固定有的蜗轮89，两个所述第二固定板87靠近蜗轮89的一端固定有蜗杆810，且蜗杆810与蜗轮89啮合连接，所述第一固定板81一端固定有压紧机构88，人们通过扳手旋转第一六角旋钮21，带动蜗杆810转动，进而可带动蜗轮89转动，使得蜗轮89带动第一转轴82转动，通过限位块83带动第一固定筒84转动，进而可带动转盘86旋转，使得转盘86将需要使用的模头12旋转至连接通道72的一端，并与连接通道72对齐。

参考图7、图8、图9、图10、图11和图13所示，所述压紧机构88包括转环881、第一固定块882、第二固定块883、螺纹杆884、螺纹孔885、定位孔886、定位杆887、第一锥齿轮888、第二转轴889和第二锥齿轮8810，所述第一固定筒84外侧通过轴承转动连接有转环881，所述转环881外侧对称固定有第一固定块882，所述第一固定板81一端对称固定有第二固定块883，所述第二固定块883一端通过轴承转动连接有螺纹杆884，所述第一固定块882一端开设有螺纹孔885，且螺纹杆884与螺纹孔885螺纹连接，所述转环881外侧等距开设有定位孔886，所述定位孔886内壁滑动连接有定位杆887，且定位杆887与第一固定板81固定连接，所述螺纹杆884一端固定有第一锥齿轮888，两个所述第二固定板87一端通过轴承转动连接有第二转轴889，所述第二转轴889两端对称固定有第二锥齿轮8810，且第一锥齿轮888与第二锥齿轮8810啮合连接，通过扳手旋转第二六角旋钮16，进而带动第二转轴889转动，进而可通过第一锥齿轮888和第二锥齿轮8810带动螺纹杆884转动，使得螺纹杆884通过螺纹孔885带动第一固定块882移动，进而可带动转环881移动，使得转环881通过第一固定筒84带动转盘86移动一定位置，使得转盘86上的第一限位环17与第一环形槽18脱离，使得人们可旋转转盘86，通过驱动第一限位环17插进第一环形槽18内，可增加模头12与连接通道72的连接强度和密封性。

参考图13所示，所述蜗杆810一端固定有第一六角旋钮21，所述第二转轴889中部固定有第二六角旋钮16，所述第一六角旋钮21中部开设有内六角槽，通过第一六角旋钮21和第二六角旋钮16，方便人们通过扳手旋转蜗杆810和第二转轴889。

参考图6、图9、图10和图13所示，所述转盘86远离模头12的一侧等距固定有第一限位环17，所述连接通道72一端开设有第一环形槽18，且第一限位环17与第一环形槽18内壁插接，通过第一限位环17和第一环形槽18可对模头12进行定位 并增加密封性，所述固定环71一侧固定有密封环19，所述出料口11一侧开设有密封槽20，且密封环19与密封槽20内壁插接。

采用本发明的装置及方法制出的PVC是一种高分子式的热敏电阻材料，其具备NTC效应。NTC效应具体是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象。

根据本发明制备方法的步骤（1），作为本发明的一种具有NTC效应的改性PVC材料的制备方法，包括以下质量分数的各组分：

50-55份的聚氯乙烯树脂、8-11份的碳酸钙、10-13份的偏苯酯类可塑剂、11-15份的聚酯可塑剂、2-4份硬脂酸锌/硬脂酸钙复合物、1-3份的三氧化二锑、4-7份的高分子酰胺复合物、4-7份的硅系复合物。

在一个具体实施例中，一种具有NTC效应的改性PVC材料，包括以下质量分数的各组分：

50份的聚氯乙烯树脂、11份的碳酸钙、10份的偏苯酯类可塑剂、11份的聚酯可塑剂、4份硬脂酸锌/硬脂酸钙复合物、2份的三氧化二锑、6份的高分子酰胺复合物、6份的硅系复合物。

在另一个具体实施例中，一种具有NTC效应的改性PVC材料，包括以下质量分数的各组分：

55份的聚氯乙烯树脂、8份的碳酸钙、12份的偏苯酯类可塑剂、14份的聚酯可塑剂、2份硬脂酸锌/硬脂酸钙复合物、1份的三氧化二锑、4份的高分子酰胺复合物、4份的硅系复合物。

在另一个具体实施例中，一种具有NTC效应的改性PVC材料，包括以下质量分数的各组分：

52份的聚氯乙烯树脂、9份的碳酸钙、11份的偏苯酯类可塑剂、12份的聚酯可塑剂、3份硬脂酸锌/硬脂酸钙复合物、3份的三氧化二锑、5份的高分子酰胺复合物、5份的硅系复合物。

在另一个具体实施例中，一种具有NTC效应的改性PVC材料，包括以下质量分数的各组分：

53份的聚氯乙烯树脂、8份的碳酸钙、10份的偏苯酯类可塑剂、15份的聚酯可塑剂、2份硬脂酸锌/硬脂酸钙复合物、3份的三氧化二锑、5份的高分子酰胺复合物、7份的硅系复合物。

上述原料均为现有材料，在此不做赘述；按照上述各重量比来称取适当分量的聚氯乙烯树脂、碳酸钙、偏苯酯类可塑剂、聚酯可塑剂、硬脂酸锌/硬脂酸钙复合物、三氧化二锑、高分子酰胺复合物、硅系复合物混合制出的PVC是一种高分子式的热敏电阻材料，其具备NTC效应。NTC效应是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象。

与现有的电线、电缆所用PVC材料的配方不同之处在于，本发明的配方增添了一定比重的高分子酰胺复合物和硅系复合物，借由这两种复合物的特性，使得制备出的PVC材料具有NTC效应。

在具体地实施例中，因该配方中除了高分子酰胺复合物、硅系复合物外仍保留有电线、电缆所用PVC材料的制备原料，故由上述配方制成的PVC材料，除了具有NTC效应外，依然保持传统电线所用PVC材料的基本特性，如抗压性、抗撕扯性、抗干扰性等，如此，保证由该种具有NTC效应的改性PVC材料制成的电线在受外力撕扯、挤压时，线体不会有断裂的情况发生，即保证电线的正常工作，保持其对导线间起到应有的绝缘性能。

参阅图1，为现有的一种电热毯用发热线，包括绝缘外管100、内管200、发热丝300及感温丝400；其中，发热丝300设于内管200的内部，主要用以发热使电热毯达到并恒定在特定温度值；感温丝400以缠绕方式包覆于内管200的外壁上，其主要用以传输温控信息，以驱使发热丝300产生特定的温度；内管200作为绝缘介质将发热丝300和感温丝400分隔，以保证二者间的正常工作；绝缘外管100则起到发热线的整体保护及与外部绝缘作用。与该种电热毯用发热线不同的是，本发明所涉及的发热线其内管采用本发明制备的具有NTC效应的改性PVC材料制成，如此，电热丝发生故障而发出过高的温度时，该内管的电阻值随温度变化至成为一电阻值趋近于零的导体，即使得电热丝与感温丝相连通而形成短路，破坏电路中的正常回路，可有效避免因电热丝产生过高温度而导致电热毯着火的情况发生，保证用户的安全。

为保证由具有NTC效应的改性PVC材料制成的内管在长时间的使用后仍能保持其NTC特性，本发明对该内管进行老化测试，即将内管放置于高温环境下烘烤，随后再检测其随温度值改变电阻值的变化。

该测试操作如下：

步骤（1），选取若干由具有NTC效应的改性PVC材料制成的内管；

步骤（2），将各内管置于80℃的温度进行不同时长的烘烤，该测试中的具体烘烤时间为烘烤48小时、烘烤96小时、烘烤144小时和烘烤192小时，且该测试中设有一组未经烘烤的内管作为参照组；

步骤（3），对各烘烤过的内管进行一个小时的放置冷却，随后进行不同温度下的电阻值检测；该测试中所选取的温度值为35℃-100℃中，每隔开10℃作为一个温度档进行一次电阻值测试，在100℃-140℃中，每隔开5℃作为一个温度档进行一次电阻值测量。

进一步的，前述各内管均由同一质量份的聚氯乙烯树脂、碳酸钙、偏苯酯类可塑剂、聚酯可塑剂、硬脂酸锌/硬脂酸钙复合物、三氧化二锑、高分子酰胺复合物、硅系复合物混合制备出的具有NTC效应的改性PVC材料制成。

具体的，选取一内管作为第一测试件在80℃的环境温度下烘烤48小时的测试进行两次，如此，以检测出该内管在重复使用，且时长接近的状态下，其电阻值所产生的变化，初步判定本发明所涉及的PVC材料的NTC效应的稳定性；作为优选方案，第一测试件在80℃的环境温度下烘烤48小时的测试不限于两次，可为两次或两次以上，以保证测试的精准；

在经上述测试，初步确保该PVC材料的NTC效应具有稳定性后，选择一内管作为第二测试件分别做了80℃环境温度下烘烤48小时、烘烤96小时、烘烤144小时和烘烤192小时的测试，该项测试数值可体现出同一内管在多次使用，且使用时长不同的状态下，内管是否会老化，即能否保持应有的NTC特性，进一步判定本发明所涉及的PVC材料具有稳定的NTC效应。

作为优选的，上述第一测试件和第二测试件所选用的内管为同一根，即一根内管经两次或两次以上的80℃环境温度下烘烤48小时的测试，初步确定该内管的NTC效应具有稳定性后，再进行80℃环境温度下烘烤96小时、烘烤144小时、烘烤192小时的测试，如此，可体现内管的长效实用性。

作为优选的，上述各段内管的长度均选用五米。

根据上述测试得出的数值绘制内管在80℃下烘烤不同时长后电阻值随温度变化的数据表及曲线图，具体参考图2、图3；

由图2、图3可知，在35℃至140℃这一区间内，由上述配方以及上述制备方法所制出的具有NTC效应的改性PVC材料在80℃的环境温度下经过不同时长的烘烤后，在同一温度下检测该PVC材料电阻值的变化极小，其电阻值随温度的变化仍呈同一指数关系变化。故可得出结论，该PVC材料的NTC效应具有稳定性，即在长期的使用下该PVC材料仍能具有原有的NTC效应。

家庭中所用电热毯使用温度多处于35℃-75℃这一范围内，当温度高于75℃即不属于相对人体舒适的温度，由图2、图3可知，在35℃-75℃这一温度范围内，内管的电阻值由原有的1200KΩ随温度升高呈一特定指数关系出现急剧下降的趋势，但其电阻值仍保持在50KΩ以上，有足够的绝缘性能保证感温丝和电热丝间互不干扰；当电热毯温度在75℃往上升时，内管的电阻值持续下降，当达到140℃时，电阻值趋近于零，即内管成为一个导体介质，使得电热丝与感温丝相连通，二者间发生短路，使电路无法形成正常的回路传导，即电热丝不再发热；现有的电热毯为保证自身的舒适感，多会填充棉花或其他纤维材料在电热毯内，而棉花及大部分纤维材料的着火点在300℃以上，该由具有NTC效应的改性PVC材料制成的内管在140℃时即能促使发热丝与感温丝之间形成短路，以此保证电热丝升温至电热毯的着火点前即停止升温。

在本发明中，该具有NTC效应的改性PVC材料应用于但不限于作为发热线的内管，其可作为绝缘材料应用于其他作业于高温环境的线材上；具体的，该具有NTC效应的改性PVC材料以任意形式、任意结构作为绝缘层设置于电线、电缆中任意两根或多根互不干扰的导线之间，在导线发生不正常升温，并达到一定温度值时，该PVC材料成为电阻值极小的导体，使导线之间相互短路，破坏电路的正常回路，保证用户的安全。

本发明所涉及的一种具有NTC效应的改性PVC材料及其制备方法，解决了现有的发热线中发热丝故障或其他不受控的情况下容易产生发出过高的温度，导致电热毯发生起火情况，对使用者造成安全威胁的问题。

本发明的一种具有NTC效应的改性PVC材料的制备方法在使用本发明提供制备装置的应用时，具体的装置使用方法可以概括为：

1、通过立式搅拌缸混合塑化后的原料经过滤后排进进料斗9内，伺服电机6通过减速器5驱动挤出螺杆4转动，将进料斗9内的原料向出料口11的一端输送，并在输送过程中通过加热装置10进行加热，原料通过连接通道72进入模头12内，通过模头12进行挤压呈细长条状；

2、条状原料穿过冷却槽13，冷却槽13内循环加入冷水，对原料进行降温定型，然后定型后的条状原料进入切粒机15内进行切粒处理；

3、在需要更换不同的模头12时，人们通过扳手旋转第二六角旋钮16，进而带动第二转轴889转动，进而可通过第一锥齿轮888和第二锥齿轮8810带动螺纹杆884转动，使得螺纹杆884通过螺纹孔885带动第一固定块882移动，进而可带动转环881移动，使得转环881通过第一固定筒84带动转盘86移动一定位置，使得转盘86上的第一限位环17与第一环形槽18脱离；

4、人们通过扳手旋转第一六角旋钮21，带动蜗杆810转动，进而可带动蜗轮89转动，使得蜗轮89带动第一转轴82转动，通过限位块83带动第一固定筒84转动，进而可带动转盘86旋转，使得转盘86将需要使用的模头12旋转至连接通道72的一端，并与连接通道72对齐；

5、通过扳手旋转第二六角旋钮16，使得转盘86带动第一限位环17插入第一环形槽18内，使得模头12与连接通道72连通，即完成模头12的更换，方便人们可自由切换不同型号的模头12；

6、通过旋转螺帽76，饭后翻转螺栓75，解除第一U形块73和第二U形块74的固定，人们可翻转固定环71，从而方便押出机外壳3内原料的清理以及模头12内部原料的清理。

本发明中涉及的电路以及控制均为现有技术，在此不进行过多赘述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种具有NTC效应的改性PVC材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤（1），将原料按质量百分比组分称取出相应分量的原料；

步骤（2），将所述原料放置入立式搅拌缸内，并由所述立式搅拌缸将所述原料混合搅拌至塑化得到半成品；

步骤（3），所述半成品放入押出机内，并利用所述押出机进行押出造粒，即得出具有NTC效应的改性PVC材料；所述步骤（1）中原料包括以下质量分数的各组分：50-55份的聚氯乙烯树脂、8-11份的碳酸钙、10-13份的偏苯酯类可塑剂、11-15份的聚酯可塑剂、2-4份硬脂酸锌/硬脂酸钙复合物、1-3份的三氧化二锑、4-7份的高分子酰胺复合物、4-7份的硅系复合物。

2.根据权利要求1所述的具有NTC效应的改性PVC材料制备方法，其特征在于，所述立式搅拌缸升温至125℃以实现所述原料的塑化；所述押出机的下料段温度为140℃，逐段递增至145℃，模头（12）段温度则是设定为155℃。

3.一种具有NTC效应的改性PVC材料的制备装置，用于权利要求1所述的制备方法，所述制备装置包括立式搅拌缸、押出机，其特征在于，所述押出机包括底板（1）、支撑板（2）、押出机外壳（3）、挤出螺杆（4）、减速器（5）、伺服电机（6）、进料斗（9）、加热装置（10）和切粒机（15），其特征在于，所述底板（1）上表面对称固定有支撑板（2），两个所述支撑板（2）顶部固定有押出机外壳（3），所述押出机外壳（3）内壁通过轴承转动连接有挤出螺杆（4），所述底板（1）上表面一端固定有减速器（5），所述减速器（5）的输出端与挤出螺杆（4）固定连接，所述减速器（5）一端固定有伺服电机（6），且伺服电机（6）的输出端与减速器（5）的输入端固定连接，所述押出机外壳（3）顶部靠近减速器（5）的一端固定有进料斗（9），所述押出机外壳（3）外侧等距固定有加热装置（10），所述押出机外壳（3）远离减速器（5）的一端固定有出料口（11），所述出料口（11）一端铰接有开合机构（7），所述开合机构（7）一端固定有切换机构（8），所述切换机构（8）一侧等距固定有模头（12），且四个模头（12）的直径不同，所述底板（1）上表面靠近模头（12）的一端固定有冷却槽（13），所述冷却槽（13）内壁通过轴承对称转动连接有导向辊（14），所述底板（1）上表面靠近冷却槽（13）的一端固定有切粒机（15）。

4.根据权利要求3所述的具有NTC效应的改性PVC材料的制备装置，其特征在于，所述开合机构（7）包括固定环（71）、连接通道（72）、第一U形块（73）、第二U形块（74）、螺栓（75）和螺帽（76），所述出料口（11）一端通过铰链铰接有固定环（71），所述固定环（71）中部固定有连接通道（72），所述固定环（71）外侧固定有第一U形块（73），所述出料口（11）外侧第二U形块（74），所述第二U形块（74）内壁通过轴销转动连接有螺栓（75），所述螺栓（75）一端插入到第一U形块（73）内壁螺纹连接有螺帽（76）。

5.根据权利要求4所述的具有NTC效应的改性PVC材料的制备装置，其特征在于，所述切换机构（8）包括第一固定板（81）、第一转轴（82）、限位块（83）、第一固定筒（84）、限位槽（85）、转盘（86）、第二固定板（87）、压紧机构（88）、蜗轮（89）和蜗杆（810），所述固定环（71）外侧顶部固定有第一固定板（81），所述第一固定板（81）中部通过轴承转动连接有第一转轴（82），所述第一转轴（82）外侧对称固定有限位块（83），所述第一转轴（82）外侧套设有第一固定筒（84），所述第一固定筒（84）内壁对称开设有限位槽（85），且限位块（83）与限位槽（85）滑动连接，所述第一固定筒（84）一端固定有转盘（86），所述模头（12）等距固定在转盘（86）表面，所述第一固定板（81）一侧对称固定有第二固定板（87），所述第一转轴（82）一端固定有的蜗轮（89），两个所述第二固定板（87）靠近蜗轮（89）的一端固定有蜗杆（810），且蜗杆（810）与蜗轮（89）啮合连接，所述第一固定板（81）一端固定有压紧机构（88）。

6.根据权利要求5所述的具有NTC效应的改性PVC材料的制备装置，其特征在于，所述压紧机构（88）包括转环（881）、第一固定块（882）、第二固定块（883）、螺纹杆（884）、螺纹孔（885）、定位孔（886）、定位杆（887）、第一锥齿轮（888）、第二转轴（889）和第二锥齿轮（8810），所述第一固定筒（84）外侧通过轴承转动连接有转环（881），所述转环（881）外侧对称固定有第一固定块（882），所述第一固定板（81）一端对称固定有第二固定块（883），所述第二固定块（883）一端通过轴承转动连接有螺纹杆（884），所述第一固定块（882）一端开设有螺纹孔（885），且螺纹杆（884）与螺纹孔（885）螺纹连接，所述转环（881）外侧等距开设有定位孔（886），所述定位孔（886）内壁滑动连接有定位杆（887），且定位杆（887）与第一固定板（81）固定连接，所述螺纹杆（884）一端固定有第一锥齿轮（888），两个所述第二固定板（87）一端通过轴承转动连接有第二转轴（889），所述第二转轴（889）两端对称固定有第二锥齿轮（8810），且第一锥齿轮（888）与第二锥齿轮（8810）啮合连接。

7.根据权利要求6所述的具有NTC效应的改性PVC材料的制备装置，其特征在于，所述蜗杆（810）一端固定有第一六角旋钮（21），所述第二转轴（889）中部固定有第二六角旋钮（16），所述第一六角旋钮（21）中部开设有内六角槽。

8.根据权利要求7所述的具有NTC效应的改性PVC材料的制备装置，其特征在于，所述转盘（86）远离模头（12）的一侧等距固定有第一限位环（17），所述连接通道（72）一端开设有第一环形槽（18），且第一限位环（17）与第一环形槽（18）内壁插接，所述固定环（71）一侧固定有密封环（19），所述出料口（11）一侧开设有密封槽（20），且密封环（19）与密封槽（20）内壁插接。

9.根据权利要求1所述的具有NTC效应的改性PVC材料的应用，其特征在于，用于高温环境线材上绝缘材料的制造。

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