本发明涉及电阻材料制造领域，具体涉及一种碳掺杂热敏电阻的制备方法。
背景技术：
热敏电阻器是一类对温度敏感、在不同的温度下表现出不同的电阻值的敏感元件，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(ptc)和负温度系数热敏电阻器(ntc)。
正温度系数(ptc)热敏电阻具有在温度较低时电阻值较低，而温度上升到一定程度时电阻急剧上升的特性，有时候达到3～4个以上的数量级；因此ptc通电后通过自身发热温度上升而导致电阻增大，在电路中限制了电流，具有很好的安全性能。目前已被广泛应用于过流保护组件上。具有正温度系数特性的高分子基导电复合材料（以下简称ptc材料)，通常是由高分子聚合物、导电粒子、无机填料和其他助剂等原料熔融共混而成。现有成熟技术中多采用炭黑、石墨、碳纤维、镍粉等非导电填料来进行ptc材料的制备，但却仍有其各自无法克服的缺点。
目前该类设备上通用的低电阻率正温度系数热敏电阻多采用传统方法：在batio3中直接添加sio2作为玻璃相降低电阻率，缺点是烧结温度较高，可靠性较低，只能在30v以下使用，在目前的需求下已越来越不能适应使用要求。
技术实现要素：
本发明提供一种碳掺杂热敏电阻的制备方法，本发明所得产品具有内阻低、耐氧化性好、导电性能佳的优点，所述热敏电阻具有特殊工艺制备的碳材料作为导电填料，在增强热敏电阻的导电性能的同时，还与高分子聚合物、非导电填料之间存在着较强的相互作用，充分发挥了碳材料的导热性能和机械性能，提升了热敏电阻的使用寿命。
为了实现上述目的，本发明提供了一种碳掺杂热敏电阻的制备方法，该方法包括如下步骤：
（1）制备复合碳材料导电填料
石墨预处理，在纳米石墨粉中掺入氟化钠，并加入金属催化剂，混匀，在惰性气体保护下在600-650℃加热，加热时间控制在10-15min，将氟化钠固定在纳米石墨粉表面上；
纳米碳纤维预处理，将纳米碳纤维用浓硫酸与高锰酸钾进行混合酸氧化，经超声剧烈搅拌之后，得到羧基化的纳米碳纤维，加入表面处理剂，在150-200℃加热处理10-15min，在氮气和氦气的混合气体保护下在400-450℃加热30-45min，得到预处理的纳米碳纤维材料；
将预处理的石墨和预处理的纳米碳纤维置于容器内，用150-250份异丙醇溶解，用强力混合器共混，然后再用超声波分散仪进行超声分散，超声频率为25-30khz，时间为1-2h，形成均质的纳米碳导电纤维材料溶液；
将得到的纳米碳导电纤维材料溶液与化学共混物进行化学共混，所述化学共混物为聚氯乙烯，所述化学共混物的质量分数占原溶液的25-30％，用静电纺丝法制备出复合碳材料，球磨粉碎得到复合碳材料导电填料；
（2）按照如下重量份配料:
高分子聚合物45-67份
上述复合碳材料导电填料4-6.5份
氧化铝1-3份
二氧化钛1.5-2份
抗氧化剂0.1-0.2份
三氧化二钇0.05-0.1份；
（3）按上述各组成的配比选择相应的粉体，按比例混合均匀得到混合粉体；
然后将所述混合粉体进行挤出造粒，以便得到粒料；将所述粒料进行热压复合即可得到所述碳掺杂热敏电阻。
优选的，所述高分子聚合物为高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯（pp)、聚偏氟乙烯、聚偏氯乙烯中的至少一种。
具体实施方式
实施例一
石墨预处理，在纳米石墨粉中掺入氟化钠，并加入金属催化剂，混匀，在惰性气体保护下在600℃加热，加热时间控制在10min，将氟化钠固定在纳米石墨粉表面上。
纳米碳纤维预处理，将纳米碳纤维用浓硫酸与高锰酸钾进行混合酸氧化，经超声剧烈搅拌之后，得到羧基化的纳米碳纤维，加入表面处理剂，在150℃加热处理10min，在氮气和氦气的混合气体保护下在400℃加热30min，得到预处理的纳米碳纤维材料。
将预处理的石墨和预处理的纳米碳纤维置于容器内，用150份异丙醇溶解，用强力混合器共混，然后再用超声波分散仪进行超声分散，超声频率为25khz，时间为1h，形成均质的纳米碳导电纤维材料溶液。
将得到的纳米碳导电纤维材料溶液与化学共混物进行化学共混，所述化学共混物为聚氯乙烯，所述化学共混物的质量分数占原溶液的25％，用静电纺丝法制备出复合碳材料，球磨粉碎得到复合碳材料导电填料。
按照如下重量份配料:
高分子聚合物45份
上述复合碳材料导电填料4份
氧化铝1份
二氧化钛1.5份
抗氧化剂0.1份
三氧化二钇0.05份；
按上述各组成的配比选择相应的粉体，按比例混合均匀得到混合粉体。
所述高分子聚合物为聚偏氯乙烯。
然后将所述混合粉体进行挤出造粒，以便得到粒料；将所述粒料进行热压复合即可得到所述碳掺杂热敏电阻。
实施例二
石墨预处理，在纳米石墨粉中掺入氟化钠，并加入金属催化剂，混匀，在惰性气体保护下在650℃加热，加热时间控制在15min，将氟化钠固定在纳米石墨粉表面上。
纳米碳纤维预处理，将纳米碳纤维用浓硫酸与高锰酸钾进行混合酸氧化，经超声剧烈搅拌之后，得到羧基化的纳米碳纤维，加入表面处理剂，在200℃加热处理15min，在氮气和氦气的混合气体保护下在450℃加热45min，得到预处理的纳米碳纤维材料。
将预处理的石墨和预处理的纳米碳纤维置于容器内，用250份异丙醇溶解，用强力混合器共混，然后再用超声波分散仪进行超声分散，超声频率为30khz，时间为2h，形成均质的纳米碳导电纤维材料溶液。
将得到的纳米碳导电纤维材料溶液与化学共混物进行化学共混，所述化学共混物为聚氯乙烯，所述化学共混物的质量分数占原溶液的30％，用静电纺丝法制备出复合碳材料，球磨粉碎得到复合碳材料导电填料。
按照如下重量份配料:
高分子聚合物67份
上述复合碳材料导电填料6.5份
氧化铝3份
二氧化钛2份
抗氧化剂0.2份
三氧化二钇0.1份；
按上述各组成的配比选择相应的粉体，按比例混合均匀得到混合粉体。
所述高分子聚合物为聚偏氯乙烯。
然后将所述混合粉体进行挤出造粒，以便得到粒料；将所述粒料进行热压复合即可得到所述碳掺杂热敏电阻。