[發明專利]一種復合型高分子熱敏電阻

有效

• 申請號: 201310565449.8
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN103594215A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 王海峰
• 申請（專利權）人: 興勤（常州）電子有限公司
• 主分類號: H01C7/02
• 分類號: H01C7/02;C08L23/06;C08K3/14
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 路接洲

技術領域

本發明涉及一種熱敏電阻，尤其是一種利用高分子基/納米TiC增強填充型PTC復合材料及TiC/Ni復合鍍銅箔制成的復合型高分子熱敏電阻。

背景技術

TIC粉末填充型高分子基PTC復合材料已成為開發超低阻渦流保護組件基礎材料的優選之一，原因是它的較低的阻抗，耐高溫能力和優異的耐老化性能。

數據顯示，聚合物基無機納米復合材料不僅具有納米材料的表面效應、量子尺寸效應等性質，且能將無機物的剛性、尺寸穩定性和熱穩定性與聚合物的韌性，加工性及介電性能糅合在一起，從而產生許多特異的性能。目前，以納米材料為分散相（如納米金屬，納米氧化物，納米陶瓷等）構成的有機基納米復合材料日漸增多。

納米TIC粉末具有高強度，高硬度，低熱膨脹率，優良的導熱導電能力和抗熱震性，被廣泛用作復合材料的增強體。近年來，研究發現在高分子中加入少量納米無機材料既可以達到傳統有機/無機復合材料要達到的性質，主因原因是納米無機粉體有效的分散在高分子基材中造成總體性質的展現有別于傳統材料的特性，這是因為在納米復合材料中無機物與有機高分子兩相間界面面積變大，造成兩相間作用力增強的緣故。

目前市面上具有低電阻（約20mQ）的PTC導電復合材料以鎳(Ni)作為導電填料，其可承受的電壓僅6V。其中，如果鎳不經嚴密保護與空氣絕緣，那么經一段時間后容易氧化，導致電阻上升。另外，導電復合材料經過觸發(trip)之后，其電阻再現性不好。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提出一種復合型高分子熱敏電阻，將具有高導電導熱，耐熱性優良的納米TIC粉末作為增強導電填充粒子和微米TIC粒子作為主要導電填充粒子以一定的比例加入到高分子基的聚合物中，構成高分子基/納米TIC增強填充型PTC復合材料；并利用一種TIC/NI復合鍍銅箔，用作高分子基/納米TIC增強填充型PTC復合材料所制渦流保護組件的電極材料。

本發明所采用的技術方案為：一種復合型高分子熱敏電阻，包括作為中間層的PTC復合材料以及包覆在PTC復合材料表面的復合鍍銅箔，所述的PTC復合材料包括至少一結晶性高分子聚合物；所述的結晶性高分子聚合物中均勻分布有至少一粒徑在1～50nm的TiC高導電納米粒子粉末和一粒徑在0.1～10μm的TiC導電微米粒子粉末；所述的粒徑在1～50nm的TiC高導電納米粒子粉末和粒徑在0.1～10μm的TiC導電微米粒子粉末質量之比為0.1～1：9～9.9。其中結晶性高分子聚合物為高密度聚乙烯或低密度聚乙烯中的一種或其組合。

本發明所述的復合鍍銅箔為TiC/Ni復合鍍銅箔；其包括一TiC鍍層；所述的TiC鍍層采用電鍍方法形成；所述的TiC鍍層中的TiC粒子尺寸為1～50nm。所述的TiC/Ni復合鍍銅箔用于制作所述的熱敏電阻的電極材料。

本發明所述的PTC復合材料與TiC/Ni復合鍍銅箔內的TiC粒子間形成一穩定的納米作用能。所述的1～50nm的TiC高導電納米粒子的硬度、熱膨脹系數以及導電性與TiC/Ni復合鍍銅箔內的TiC粒子的硬度、熱膨脹系數以及導電性相同。所述的PTC復合材料的電阻率高溫循環變化率小于2。

本發明的有益效果是：本發明將尺寸在1～50nm的TiC納米粒子加入結晶性高分子聚合物中，可以起到增強0.1～10μm的TIC微米粒子間電子傳導能力的作用；該復合材料具有較一般TiC粉末填充高分子復合材料更為穩定的溫阻變化率，主要歸因于TIC納米粒子穿插在大粒徑的TIC微米粒子之間，減小了大粒徑粒子間的阻抗，同時在經歷高溫循環后仍然保持原有的粒子密度，從而保持復合材料的阻抗在一個較為穩定的狀態。并且具有優異的高溫循環穩定性，主要歸因于TiC納米粒子能夠有效的減少導電性聚合物層和電極板之間熱膨脹系數的不匹配程度。

具體實施方式

現在結合實施例對本發明作進一步詳細的說明。

實施例1

一種復合型高分子熱敏電阻，包括作為中間層的PTC復合材料以及包覆在PTC復合材料表面的復合鍍銅箔，所述的PTC復合材料包括至少一結晶性高分子聚合物；所述的結晶性高分子聚合物中均勻分布有至少一粒徑在40nm的TiC高導電納米粒子粉末和一粒徑在5μm的TiC導電微米粒子粉末；所述的粒徑在40nm的TiC高導電納米粒子粉末和粒徑在5μm的TiC導電微米粒子粉末質量之比為0.1：9.9。其中結晶性高分子聚合物為高密度聚乙烯或低密度聚乙烯中的一種或其組合。