[發(fā)明專利]正溫度系數(shù)材料及含該材料的熱敏電阻和它們的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710301867.0
• 申請日: 2007-12-18
• 公開（公告）號: CN101465185A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉占果;周勇;董俊卿
• 申請（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01C7/02
• 分類號: H01C7/02
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王鳳桐;董占敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種材料及含該材料的電阻和它們的制備方法，具體的 說，是關(guān)于一種正溫度系數(shù)材料及含該材料的熱敏電阻和它們的制備方法。

背景技術(shù)

一些高分子導(dǎo)電復(fù)合材料具有正溫度系數(shù)(PTC)效應(yīng)，即，材料的電 阻率隨溫度升高而增大，在臨界溫度附近電阻率呈現(xiàn)數(shù)量級的突變。高分子 正溫度系數(shù)材料的應(yīng)用已受到越來越廣泛的關(guān)注，然而該材料的穩(wěn)定性有待 進(jìn)一步改善。限制正溫度系數(shù)材料應(yīng)用的主要問題有：(1)正溫度系數(shù)材料 的室溫電阻率不穩(wěn)定，由該材料制備的熱敏電阻的電阻率隨著使用過程中所 經(jīng)受的熱循環(huán)而變化；(2)PTC強(qiáng)度穩(wěn)定性較差，PTC強(qiáng)度及材料的輸出功 率隨電阻開關(guān)動作次數(shù)增加而迅速衰減；(3)在高于聚合物熔點(diǎn)以上的溫度 范圍內(nèi)會出現(xiàn)電阻負(fù)溫度系數(shù)(NTC)效應(yīng)，即，材料電阻率隨溫度升高而 減小。正溫度系數(shù)材料室溫電阻率的不穩(wěn)定不利于回路中電流的控制，PTC 強(qiáng)度的衰減及NTC效應(yīng)更是損害了其作為保護(hù)元件的性能。這些缺點(diǎn)降低 了作為限流元件、加熱器件等產(chǎn)品的應(yīng)用穩(wěn)定性和安全性。因此控制正溫度 系數(shù)材料穩(wěn)定的室溫電阻以及良好的PTC強(qiáng)度重復(fù)性有著很重要的意義。

目前，消除高分子正溫度系數(shù)熱敏電阻上述缺陷的主要方法是對高分子 正溫度系數(shù)芯材進(jìn)行輻射交聯(lián)。但正溫度系數(shù)芯材在輻照下，要達(dá)到較高的 交聯(lián)強(qiáng)度就需要較高的輻照劑量，這樣不僅增加了成本，限制了其推廣使用， 而且大的輻照劑量還會使正溫度系數(shù)芯材中的高分子材料發(fā)生降解，破壞材 料中的其它組分，影響正溫度系數(shù)材料的使用性能。

CN1655290A公開了一種高分子正溫度系數(shù)熱敏電阻，該熱敏電阻由高 分子基片和復(fù)合于基片兩面的片狀電極、焊接于電極表面引線狀電極以及包 封在外表面的絕緣層構(gòu)成，其特征在于：基片的原來成份和重量份數(shù)如下：

聚合物40-65，

導(dǎo)電填料30-60，

加工助劑0.2-10，

所述聚合物為均聚物或共聚物，包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、 乙烯丙烯酸共聚物和丙烯酸中的一種或幾種以任意比例的混合物，所述導(dǎo)電 填料為鎳粉、銅粉或炭黑中的一種或幾種，所述加工助劑包括抗氧劑和偶聯(lián) 劑，抗氧劑和偶聯(lián)劑的重量比為1∶1.5-2.5，其中，抗氧劑為丙烯酸醇酯類化 合物，偶聯(lián)劑為鈦酸酯或硅烷類化合物。雖然由該正溫度系數(shù)材料制備的熱 敏電阻的PTC強(qiáng)度得到了一定的改善，但是該正溫度系數(shù)材料的室溫電阻 率的穩(wěn)定性仍然不能滿足要求，在多次使用后，熱敏電阻的PTC強(qiáng)度的穩(wěn) 定性仍然不理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服由現(xiàn)有技術(shù)制備的正溫度系數(shù)材料制備的正 溫度系數(shù)熱敏電阻在多次使用后電阻的室溫電阻穩(wěn)定性及PTC強(qiáng)度穩(wěn)定性 較差的缺陷，提供一種在多次使用后仍具有良好室溫電阻穩(wěn)定性及PTC強(qiáng) 度穩(wěn)定性的熱敏電阻、正溫度系數(shù)材料及它們的制備方法。

本發(fā)明的發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)，在將含有樹脂、導(dǎo)電填料、非導(dǎo)電填料、 助劑、交聯(lián)劑丙烯酸醇酯和/或三甲基丙烯酸三羥基甲基丙烷酯與選自二氯化 硅、氟化鈉和四氯化碳中的一種或幾種添加劑的混合物經(jīng)熔融而得到的正溫 度系數(shù)材料經(jīng)成型、輻照等制備步驟后制得的熱敏電阻的PTC強(qiáng)度得到明 顯改善。推測原因可能是交聯(lián)劑丙烯酸醇酯和/或三甲基丙烯酸三羥基甲基丙 烷酯與本發(fā)明所述添加劑的聯(lián)合作用而使由該P(yáng)TC材料制備的熱敏電阻在 多次使用后電阻的室溫電阻穩(wěn)定性以及PTC強(qiáng)度均得到顯著改善。

本發(fā)明提供了一種正溫度系數(shù)材料，該材料是由一種混合物經(jīng)熔融而形 成的產(chǎn)物，所述混合物含有樹脂、導(dǎo)電填料、非導(dǎo)電填料、助劑和交聯(lián)劑， 其中，該混合物中還含有添加劑，所述添加劑選自二氯化硅、氟化鈉和四氯 化碳中的一種或幾種。

本發(fā)明還提供了該正溫度系數(shù)材料的制備方法，其中，該方法包括將含 有樹脂、導(dǎo)電填料、非導(dǎo)電填料、助劑、交聯(lián)劑和添加劑的混合物加熱熔融， 然后將所得熔融物擠出造粒，所述添加劑選自二氯化硅、氟化鈉和四氯化碳 中的一種或幾種。

本發(fā)明提供了一種正溫度系數(shù)熱敏電阻，該熱敏電阻包括導(dǎo)電基體、正 溫度系數(shù)材料和導(dǎo)電電極，所述正溫度系數(shù)材料位于兩片導(dǎo)電基體中間并附 著在導(dǎo)電基體上，所述導(dǎo)電電極分別位于兩片導(dǎo)電基體上，其中，所述正溫 度系數(shù)材料為本發(fā)明提供的正溫度系數(shù)材料。