[發(fā)明專利]提高PTC熱敏電阻芯材強(qiáng)度的熱處理方法

無效

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• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN102543329A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王煒;劉正平;劉玉堂
• 申請（專利權(quán)）人: 上海長園維安電子線路保護(hù)股份有限公司
• 主分類號: H01C7/02
• 分類號: H01C7/02
• 代理公司: 上海東亞專利商標(biāo)代理有限公司 31208
• 代理人: 董梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提高PTC熱敏電阻芯材強(qiáng)度的熱處理方法，涉及一種提高以結(jié)晶高聚物、碳黑填料為主要原料組成的PTC過流過溫保護(hù)元件用芯材強(qiáng)度的熱處理方法。

背景技術(shù)

在正常條件下，在電路中與負(fù)載串聯(lián)的保護(hù)元件處在低溫、低電阻的狀態(tài)下。當(dāng)發(fā)生過電流或過熱的條件下，保護(hù)元件的電阻急劇升高，達(dá)到切斷電源的目的。這種保護(hù)元件一方面要求在室溫下的電阻足夠低，以降低對被保護(hù)電路的影響。另一方面，在高溫狀態(tài)下要求電阻足夠高，以耐受較高的電壓等級。受結(jié)晶高聚物和碳系導(dǎo)電填料等原材料的性能限制，要達(dá)到低的電阻率，導(dǎo)電填料的添加量很大，使得碳黑導(dǎo)電粒子易發(fā)生團(tuán)聚，導(dǎo)致在高溫狀態(tài)下，碳黑導(dǎo)電粒子形成的導(dǎo)電鏈無法斷開，高溫電阻達(dá)不到要求。

因此，需要在PTC材料的熱處理工藝上尋求改進(jìn)，通過熱處理，使碳黑粒子更加均勻地分散在結(jié)晶聚合物基體中，降低碳黑粒子團(tuán)聚的可能性，從而有效地提高PTC材料在高溫或過流狀態(tài)下的電阻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種提高PTC熱敏電阻芯材強(qiáng)度的熱處理方法。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述方法獲得的產(chǎn)品。

本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種提高PTC強(qiáng)度熱敏電阻芯材的熱處理方法，所述的熱敏電阻芯材包括高密度聚乙烯和碳黑，其特征在于按重量百分比計(jì)：

高密度聚烯烴??45～50份

碳黑??????????50～55份，

其中，所述的聚烯烴為具有高結(jié)晶度的高密度聚乙烯，結(jié)晶度不低于70%，密度不低于0.94g/cm³；

所述的炭黑為導(dǎo)電性好的爐法碳黑，粒徑為20～100nm，DBP吸油值不低于70ml/100g；所述復(fù)合材料的熱處理方法為在聚合物熔點(diǎn)以上10至30℃退火，退火時間為4～6小時。

在上述方案基礎(chǔ)上，所述的退火后復(fù)合材料以2℃/min的速率降至50℃。

提供一種用提高PTC強(qiáng)度熱敏電阻芯材的熱處理方法獲得的產(chǎn)品：

將配方量的聚烯烴與碳黑在180℃～200℃的雙螺桿擠出機(jī)中擠出粒料，所得的粒料經(jīng)一體化復(fù)合機(jī)復(fù)合電極片，制成所需厚度的片材，在劑量為5～25Mrad的條件下輻照一次，制成高強(qiáng)度PTC熱敏電阻芯材。

用上述用于提高PTC強(qiáng)度的退火方式得到的PTC復(fù)合材料制作的PTC熱敏電阻元件，在原有電阻率的條件下，PTC強(qiáng)度提高了一個數(shù)量級，其在140℃時電阻達(dá)到3000Ω。

本發(fā)明的有益效果在于：

在原材料性能不變的情況下，通過退火溫度及退火方式的優(yōu)化，大幅度提高了復(fù)合材料的PTC強(qiáng)度，為高耐壓等級的PTC熱敏電阻元器件的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的過電流保護(hù)元件的電阻-溫度曲線圖。

具體實(shí)施方式

一種高分子PTC熱敏電阻器芯材的制造方法，高分子PTC熱敏電阻器芯材配料、成片及制成芯片的過程中，經(jīng)過輻照工藝之后，將芯片置于高分子聚合物熔點(diǎn)以上10～30℃的烘箱中一定的時間，一般為4～6個小時，然后使其以2℃/min的速度緩慢降溫，降至50℃時取出。所述的芯片是由聚烯烴、碳黑、分散劑通過擠出機(jī)擠出，然后用擠出復(fù)合一體化機(jī)在芯材兩面復(fù)合電極片后形成的芯片。

用于熱處理的聚烯烴/碳黑導(dǎo)電復(fù)合材料的成分按重量計(jì)包括：

聚烯烴???45～50份

碳黑?????50～55份

?分散劑????5～10份。

具體的，高密度聚烯烴的用量可以為45、46、47、48、49或50份；

碳黑的用量可以為50、51、52、53、54或55份。

其中，所述的聚烯烴為具有高結(jié)晶度的高密度聚乙烯，結(jié)晶度不低于70%，密度不低于0.94g/cm³。?

所述的碳黑為中等粒徑、導(dǎo)電性好的爐法炭黑，粒徑為20～100nm，DBP吸油值不低于70ml/100g。

實(shí)施例1????

高密度聚乙烯??50份

碳黑??????????50份。

其中，所述的高密度聚乙烯，結(jié)晶度不低于70%，密度不低于0.94g/cm³；所述的炭黑為爐法碳黑，粒徑為20～100nm，DBP吸油值不低于70ml/100g。