[發明專利]干法復合法及所得的高分子PTC熱敏材料

無效

• 申請號: 200710028916.8
• 申請日: 2007-06-29
• 公開（公告）號: CN101333299A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 蔡朝輝;吳耀根;沈勇;蔡敏杰
• 申請（專利權）人: 佛山塑料集團股份有限公司
• 主分類號: C08J5/12
• 分類號: C08J5/12;C08J7/04;C08J3/24;B32B15/08
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司
• 代理人: 戴建波

技術領域

本發明涉及一種高分子PTC熱敏材料、其制備方法以及其用途。

背景技術

眾所周知，在結晶性或半結晶性高分子聚合物中添加導電因子，可表現正溫度系數(Positive?Temperature?Coefficient即PTC)特性：電阻率在一個比較短的溫度范圍內可以隨溫度的上升而快速增加，由于高分子PTC熱敏電阻器具有較低的初始阻值，并且在較快的時間內迅速增加近5個數量級，可有效防止電路發生故障，如短路、搭接、感應等情況發生時，避免電路中產生大電流對電路中其他重要元件的破壞。當電路故障排除后，熱敏電阻的溫度下降，其阻值有恢復到低阻值狀態，不需要人工進行更換，所以高分子PTC熱敏電阻又稱為自恢復保險絲。

高分子PTC熱敏材料所具有的這種溫度開關效應可被用于電路過流保護、自控溫加熱器等諸多場合。如作為一次性保險絲的替代品，廣泛地應用到通信、計算機、汽車、工業控制、家用電器等眾多領域中；作為伴熱產品，如伴熱電纜在石油鉆探、原油運輸、化學化工、鐵路運輸、電信傳送、園林園藝等諸多戶外作業領域發揮獨特的作用。

中國專利申請200510112415.9中公開了一種高分子PTC芯片多層復合制造方法。該專利申請的高分子PTC芯片多層復合結構，包括高分子PTC材料層及復合在材料層外面的電極，其中，高分子PTC材料層可以為二層或二層以上，在各高分子PTC材料層之間可以加入有銅片層。其優點是：采用此結構所制得的高分子PTC熱敏電阻器芯片，能有效降低恢復后的電阻漂移。但其制備方法采用的是壓制法，即：這種高分子PTC芯片多層復合結構是通過高分子芯材與表層的復合電極片壓制而成。這類方法特別適合制備單片或一定數量的電子元件，但不適合制備可卷繞PTC電子元件材料。中國專利02137202.0、02137203.9、02145483.3中也公開了類似的方法。

中國專利申請200610026057也公開了一種高分子PTC熱敏材料及其制備方法，其包括如下的步驟：

①按常規制備PTC熱敏電阻的母料；

②將上述母料制成薄膜；

③將步驟②制得的薄膜進行表面處理，提高表面張力；

④在表面處理過的薄膜兩面鍍上金屬電極；

⑤將鍍上金屬電極的薄膜進行輻照交聯。

上述專利申請的方法能夠制備出可卷繞的PTC產品，從而提高了產品的生產效率。但由于采用電鍍的方式復合電極，設備投入較大流程比較復雜，而且常因金屬電極和高分子基質的復合不夠緊密，增大了熱敏電阻常溫下的阻值，并且難以保證金屬鍍層的均勻性，阻值通常在1-10Ω之間，難以達到熱敏電阻mΩ級的使用要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種柔軟可卷繞的高分子PTC熱敏材料以及能夠生產這種高分子PTC熱敏材料的制備方法。

為實現上述發明的目的，一方面，本發明提供了一種包括如下步驟的高分子PTC熱敏材料的制備方法：

①制備高分子PTC熱敏材料所需要的的薄膜基材；

②通過干法復合的方法，將步驟①制得的薄膜基材與金屬箔進行復合，制得半成品的復合薄膜；

③將步驟②得到的復合薄膜在恒溫室中進行時效處理；

④將步驟③得到的復合薄膜進行輻照交聯。

其中，步驟①中可以將選用的母料，經過流延、拉伸、吹膜等常規的方式，制備出PTC熱敏材料所需的薄膜基材。

優選地，步驟②中的干法復合的方法為粘合法，該方法可通過在薄膜基材的兩側涂上導電膠粘劑，然后與金屬箔進行復合。例如，可以通過涂布機、粘膠輥以及其它的方式，在薄膜基材的兩側涂布上一層導電膠粘劑。

其中，導電膠粘劑的可以是雙組分或者單組分的聚氨酯膠粘劑，其中添加了碳黑、銅粉、鎳粉、銀粉或其它金屬粉以及聚苯胺等高分子導電填料。為了實現膠粘劑體系良好的流動性，潤濕能力，需要配比好一定量的溶劑，如二甲苯、丙酮、乙酸乙酯等。涂上導電膠后，在薄膜基材的兩側復合上金屬箔(電極)，制得半成品的復合薄膜。

步驟③將步驟②中得到的復合薄膜放在恒溫室中恒溫、恒濕一段時間后，例如1～7天，取出備用。恒溫室的溫度可控制在20～90℃之間。

步驟④中的輻照劑量可參考現有技術。通常將上述復合的熱敏薄膜用γ射線(Co⁶⁰)或電子束輻照交聯，劑量為5～100Mrad。