[發明專利]導電聚合物組合物、電氣器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201610171802.8
• 申請日: 2016-03-24
• 公開（公告）號: CN107230511B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 周志勇;傅英松;劉建勇;金銘俊;鄭偉
• 申請（專利權）人: 上海利韜電子有限公司
• 主分類號: H01B1/22
• 分類號: H01B1/22;H01B13/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 賀衛國

提供了一種導電聚合物組合物、電氣器件及其制備方法。本發明的導電聚合物組合物，包含體積比為70∶30至30∶70的聚合物基體和導電粉末，其中所述聚合物基體包括體積比為99∶1至50∶50的基礎聚烯烴類聚合物和極性聚合物，所述導電粉末為碳化物粉末或碳化物粉末和金屬粉末的混合物。上述導電聚合物組合物可以得到具有優異空氣穩定性，多次過電流動作穩定性和長期耐電壓測試穩定性的PPTC材料。

技術領域

本發明涉及導電聚合物及其應用，具體地，復合導電聚合物，以及由其制備的電氣器件，尤其是具有聚合物正溫度系數(Polymer Positive Temperature Coefficient，PPTC)特征的電氣器件。

背景技術

隨著電子行業的發展，電子元器件小型化，智能化的要求越來越高。PPTC不但要求尺寸更小，電阻更低，并且性能穩定。對于低電阻的PPTC器件，目前PPTC材料主要有兩大類。一種為金屬基PPTC材料，以金屬粉末(鎳粉，銅粉)等為主要導電粒子。該PPTC材料具有電阻低，加工性能好，加工過程設備損耗小等優點，但其中的金屬粒子在生產，儲存，使用過程中易氧化，導致器件電阻升高。涂層在儲存、運輸、使用過程中存在涂層斷裂導致隔氧涂層失效的風險。另一方面涂層厚度也影響了器件尺寸的進一步降低。另一種為碳化物基金屬陶瓷材料，碳化物基金屬陶瓷材料通常采用碳化鎢，碳化鈦等金屬碳化物為導電粒子，可以提高PPTC器件的空氣穩定性。但金屬碳化物粒子與PPTC常用的聚合物基體之間粘結力差，在經過電流/電壓作用下動作時候碳化物粒子易聚集，導致電阻增加。在經過多次電流動作后電阻增加幅度非常大，容易導致器件失效；并且在長期耐電壓測試過程中器件容易燒毀。

發明內容

本發明旨在解決目前PPTC材料存在的問題，提高PPTC產品的空氣穩定性和耐電流、耐電壓穩定性。

為了實現本發明的上述目的，本發明的一個方面提供導電聚合物組合物，包含體積比為70∶30至30∶70的聚合物基體和導電粉末，其中所述聚合物基體包括體積比為99∶1至50∶50的基礎聚烯烴類聚合物和極性聚合物，所述導電粉末為碳化物粉末或碳化物粉末和金屬粉末的混合物。

本發明的另一個方面提供一種電氣器件，包括第一電極、第二電極和夾在第一、第二電極之間的導電聚合物層，所述導電聚合物層由根據本發明的一個方面的導電聚合物組合物形成。

本發明還提供一種制備導電聚合物組合物的方法，包括將體積比為70∶30至30∶70的聚合物基體和導電粉末熔融共混并擠出，其中所述聚合物基體包括體積比為99∶1至50∶50的基礎聚烯烴類聚合物和極性聚合物，所述導電粉末為碳化物粉末或碳化物粉末和金屬粉末的混合物。

本發明還提供一種制備具有聚合物正溫度系數特征的過電流保護器件的方法，包括將根據本發明的一個方面的導電聚合物組合物熔融并且擠出成型，然后與第一電極和第二電極層壓。

根據本發明，可以得到具有空氣穩定性、長期動作穩定性和反復動作穩定性的PPTC產品。

附圖說明

參考以下附圖對本發明的多個實施方案進行詳細說明，以便于更全面地理解本發明，其中：

圖1為實施例1制備的樣品的多次過電流動作(cycle life)測試結果圖。

圖2為實施例2制備的樣品的多次過電流動作(cycle life)穩定性測試結果圖。

圖3為圖2的局部放大圖。

具體實施方式