[發(fā)明專利]高分子正溫度系數(shù)液體材料

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980129252.1
• 申請日: 2009-05-28
• 公開（公告）號: CN102105948A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發(fā)明（設計）人: 米查·萊特納
• 申請（專利權(quán)）人: 米查·萊特納
• 主分類號: H01C7/02
• 分類號: H01C7/02
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李帆

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子正溫度系數(shù)材料。

背景技術(shù)

正溫度系數(shù)材料(或簡稱PTC材料)是其電阻隨著它們的溫度可逆地增加的材料。典型地，這使其自身表現(xiàn)為一種低的固有電阻結(jié)合了在特定的溫度范圍內(nèi)(被稱為切換溫度)隨著溫度增加而在電阻上的一個突然增加。

這種不需要任何移動部件而顯著地改變它的電阻的能力已經(jīng)導致PTC材料在恒溫控制加熱器以及電路保護元件中的使用。

由于它們的獨特性質(zhì)，作為電子電路保護元件，PTC材料具有帶來一個全范圍的更進一步利益的潛能。例如，表現(xiàn)為一種為了提供電涌保護的可重置保險絲的能力(例如當電子設備接通時)具有顯著潛能。

US?2006/0049385披露了一種包括散布有碳黑顆粒的聚乙烯基質(zhì)的PTC材料。

由于經(jīng)鄰近的顆粒提供的連接，這樣的安排提供了一個固有導電率。該聚乙烯基質(zhì)經(jīng)加熱后膨脹，引起這些顆粒的分離并且由此中斷該連接并且增加了電阻。

聚乙烯在約125℃經(jīng)受了顯著的熱膨脹，提供了所希望的在電阻方面的快速增加以及一個短的溫度范圍。

然而，特別是在涉及電路保護的應用中聚乙烯具有實際的困難。例如，聚乙烯不能使它本身很好地適宜于經(jīng)印刷(一種方便的在需要它們的地方直接施用材料的方法)的應用。

此外，聚乙烯由于膨脹它還軟化而變得機械地不穩(wěn)定，這可能導致可重復性的缺少。此外，聚乙烯的簡單的分子結(jié)構(gòu)限制了所能實現(xiàn)的PTC特性的范圍。具體而言，對于將它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度安排在大大高于或低于125℃是困難的。

發(fā)明概述

在一個第一方面，本發(fā)明涉及一種包括導電顆粒的液體組合物，該組合物是可印刷的并且在印刷到一種基底上之后是可固化的從而產(chǎn)生一種高分子熱塑性正溫度系數(shù)材料。

在一個第二方面，本發(fā)明涉及一種包括導電顆粒的高分子熱塑性正溫度系數(shù)材料，通過印刷一種液體組合物隨后進行它的固化的方法，該材料是能得到的。

在一個第三方面，本發(fā)明涉及一種將包括導電顆粒的液體組合物進行印刷之后固化該組合物由此產(chǎn)生一種高分子熱塑性正溫度系數(shù)材料的方法。

由于它們是可印刷的，本發(fā)明生產(chǎn)的這些PTC材料可以更方便地結(jié)合到電子電路中。此外，由于本發(fā)明不依賴于聚乙烯，更寬范圍的材料特性是可能的。

由此形成的該PTC材料優(yōu)選地具有在25℃下小于10ohm?cm的電阻率，優(yōu)選地小于1ohm?cm，更優(yōu)選地小于0.1ohm?cm。

此外，當它的溫度從25℃增加至125℃時，優(yōu)選地由此形成的該PTC材料增加其電阻率一千倍，優(yōu)選地它增加一萬倍，更優(yōu)選地十萬倍。

可以采用任何適合的印刷方法，然而優(yōu)選的印刷方法包括絲網(wǎng)印刷和噴墨印刷。絲網(wǎng)印刷是最優(yōu)選的。

優(yōu)選的固化方法包括聚合作用以及溶劑蒸發(fā)。聚合作用是優(yōu)選的。

可以包括一個寬范圍的導電顆粒，然而碳黑顆粒和金屬顆粒是優(yōu)選的。具有在從20nm至160nm范圍內(nèi)的一個平均粒度的顆粒已經(jīng)提供了良好的結(jié)果。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)基于該液體的從10重量％至60重量％的一個導電顆粒濃度給出了良好的結(jié)果。

當該固化方法是聚合作用時，該液體組合物包括可聚合的材料，例如優(yōu)選處于從該液體的40重量％至90重量％的水平的單體和/或低聚物。

優(yōu)選地該可聚合的材料包括一種丙烯酸酯。適當?shù)谋┧狨グň埘ケ┧狨ァ⒁环N二丙烯酸酯、一種三丙烯酸酯以及它們的混合物。甲基丙烯酸甲酯是一種優(yōu)選的丙烯酸酯。二丙烯酸酯和三丙烯酸酯的混合物是特別優(yōu)選的。

一種優(yōu)選的聚酯丙烯酸酯具有以下化學式

CH₂＝CHCO₂[R-O₂CR¹CO₂R]_nO₂CCH＝CH₂

R優(yōu)選是一種芳香族、脂肪族或脂環(huán)族醇，優(yōu)選甲醇。R¹優(yōu)選是一種芳香族、脂肪族或脂環(huán)族羧酸，優(yōu)選甲基丙烯酸。優(yōu)選地，n是從10到3000。一種這樣的優(yōu)選的聚酯丙烯酸酯是來自高分子技術(shù)有限公司(Polymer?Technologies?Limited)的UVP6000。

一種優(yōu)選的二丙烯酸酯是二丙烯酸羥基二乙酯，一種具有以下化學式的材料

CH₂＝CH-C(O)-O-[CH₂]_n-O-C(O)-CH＝CH₂，