[發(fā)明專(zhuān)利]過(guò)電流保護(hù)元件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910247880.1
• 申請(qǐng)日: 2009-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101728039A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高道華;劉正平;王軍;吳國(guó)臣
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海長(zhǎng)園維安電子線(xiàn)路保護(hù)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01C7/13
• 分類(lèi)號(hào): H01C7/13;H01C7/02;C08L23/06;C08K3/08;C08K3/22;C08K3/14
• 代理公司: 上海東亞專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 31208
• 代理人: 董梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種過(guò)電流保護(hù)元件，尤其是指一種具有PTC導(dǎo)電復(fù)合材 料的過(guò)電流保護(hù)元件，所述的過(guò)電流保護(hù)元件具有優(yōu)秀的體積電阻值、電 阻再現(xiàn)性和長(zhǎng)期的電阻耐候性，特別適用于移動(dòng)通信器材及數(shù)碼產(chǎn)品電源 的保護(hù)。

背景技術(shù)

由于具有正溫度系數(shù)(PositiveTemperatureCoefficient；PTC)特 性的導(dǎo)電復(fù)合材料的電阻具有對(duì)溫度變化反應(yīng)敏銳的特性，可作為電流敏 感元件的材料，且目前已被廣泛應(yīng)用于電流保護(hù)元件或電路元件上。基于 高分子芯材的正溫度系數(shù)過(guò)流防護(hù)元件(PTC)已廣泛地應(yīng)用到通信、計(jì)算 機(jī)、汽車(chē)、工業(yè)控制、家用電器等眾多領(lǐng)域中，應(yīng)用于電路的過(guò)流保護(hù)設(shè) 置。在通常狀態(tài)下，電路中的電流相對(duì)較小，熱敏電阻器溫度較低，而當(dāng) 由電路故障引起的大電流通過(guò)此自復(fù)性保險(xiǎn)絲時(shí)，其溫度會(huì)突然升高到 “關(guān)斷”溫度，導(dǎo)致其電阻值變得很大，這樣就使電路處于一種近似“開(kāi) 路”的狀態(tài)，從而保護(hù)了電路中其他元件。而當(dāng)故障排除后，熱敏電阻器 的溫度下降，其電阻值又可恢復(fù)到低阻值狀態(tài)。

一般的說(shuō)，PTC導(dǎo)電復(fù)合材料由一種或一種以上具有結(jié)晶性的聚合物 和導(dǎo)電填料所組成，所述導(dǎo)電填料均勻分散于上述聚合物中，所述聚合物 一般為聚烯烴類(lèi)聚合物，如：聚乙烯，聚丙烯。而導(dǎo)電填料一般由碳黑、 金屬顆粒(如鎳粉或鈷粉)或無(wú)氧陶瓷粉末(如碳化鈦或碳化鎢等)。

所述導(dǎo)電復(fù)合材料的導(dǎo)電度視導(dǎo)電填料的種類(lèi)和含量而定。一般而言， 由于碳黑表面呈凹凸?fàn)睿c聚烯烴類(lèi)聚合物的附著性較好，所以具有較好 的電阻再現(xiàn)性。但是碳黑所能提供的導(dǎo)電度比金屬顆粒低，由于金屬顆粒 易被空氣氧化，造成產(chǎn)品長(zhǎng)期放置后電阻升高，現(xiàn)在的常規(guī)做法為在產(chǎn)品 表面包封一層環(huán)氧樹(shù)脂，以防止產(chǎn)品的氧化。陶瓷粉末由于不像碳黑具有 凹凸的表面，與聚烯烴類(lèi)聚合物的附著性比碳黑差，電阻再現(xiàn)性很難控制， 常規(guī)做法為在導(dǎo)電填料中添加一種耦合劑以增加聚烯烴類(lèi)聚合物與陶瓷粉 末間的附著性。

目前市面是上具有低電阻(10mΩ左右)的PTC產(chǎn)品是以鎳粉(Ni)作為 導(dǎo)電填料，由于鎳粉容易被空氣氧化，導(dǎo)致產(chǎn)品在長(zhǎng)期放置后或經(jīng)過(guò)一次觸 發(fā)，電阻再現(xiàn)性不好，所以現(xiàn)在的Ni粉系PTC表面必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的處理， 以隔絕鎳粉與空氣接觸。常見(jiàn)做法為在產(chǎn)品表面包裹一層環(huán)氧樹(shù)脂膠。由 于產(chǎn)品本身的體積較小，此種工藝比較復(fù)雜，且也不能保證產(chǎn)品被完全包 封。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種過(guò)電流保護(hù)元件，通過(guò)加入 一些具有特定粒徑分布的導(dǎo)電填料使所述的過(guò)電流保護(hù)元件具有優(yōu)異的電 阻值及電阻再現(xiàn)性。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：一種過(guò)電流保護(hù)元件， 由PTC材料層和貼附于PTC材料層上下表面的兩片金屬箔片構(gòu)成，其中， 兩個(gè)金屬箔片的粗糙表面與PTC材料層直接物理性接觸，且過(guò)電流保護(hù)元 件的體積電阻值小于0.1Ω/cm，所述的PTC材料層由下述組分混合制備而 成，包含：

至少一種結(jié)晶性高分子聚合物；

無(wú)氧導(dǎo)電陶瓷粉末，粒徑為0.1～1.0μm，體積電阻小于500μΩ/cm， 具體的，粒徑可以為0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9或 1.0μm；

金屬導(dǎo)電粉末，粒徑為0.5～5μm，體積電阻值小于500μΩ/cm具體的， 粒徑可以為0.5，0.8，1.0，1.2，1.5，1.8，2，2.2，2.5，2.8，3，3.2， 3.5，3.8，4，4.2，4.5，4.8或5μm；以及，

非導(dǎo)電填料。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的結(jié)晶性高分子聚合物為高密度聚乙烯、 低密度聚乙烯、聚丙烯中的一種或多種。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的無(wú)氧導(dǎo)電陶瓷粉末為金屬碳化物、金屬 硼化物、金屬氮化物中的一種或多種，具體為碳化鈦，硼化鈦、氮化鈦中 的一種或多種。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的金屬導(dǎo)電粉末為鎳粉或鈷粉。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的非導(dǎo)電填料為氧化鋅、氧化鎂、氧化鋁、 氫氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鋇中的一種或多種。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的PTC材料層的優(yōu)選配方按重量份計(jì)為：

高密度聚乙烯100

碳化鈦350～400

鎳粉400～500

氫氧化鎂10～50

加工助劑0.1～1。