[發明專利]一種正溫度系數熱敏電阻及其制備方法

在審

• 申請號: 201710315891.3
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN107141778A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 劉剛;王梅鳳;湯成平;高進;唐敏;薛云峰
• 申請（專利權）人: 句容市博遠電子有限公司
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L77/06;C08L23/06;C08L23/12;C08K13/02;C08K3/04;C08K3/36;C08K5/098;C08K5/526;H01C7/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 吳庭祥

技術領域

本發明涉及一種熱敏電阻及其制備方法，特別是一種正溫度系數熱敏電阻及其制備方法。

背景技術

PTC熱敏電阻也稱為正溫度系數熱敏電阻，其電阻值隨著正溫度系數熱敏電阻本體溫度的升高呈現出階躍性增加，溫度越高，其電阻值也就越大。含有正溫度系數聚合物復合材料的正溫度系數熱敏電阻是一類主要的正溫度系數熱敏電阻，其性能主要受所含的正溫度系數聚合物復合材料的正溫度系數性能影響。

以高分子樹脂為基材制作的正溫度系數熱敏電阻已廣泛應用于電路中的過流保護，在結晶性樹脂中加入導電粒子所制備的材料能表現出一種正溫度系數的特性即PTC效應，即在正常溫度下，材料呈現出低阻值狀態，而當溫度升高到高分子樹脂熔點附近時，阻值呈現突變躍遷。根據PTC效應制作的熱敏電阻應用在電路中，就可以對電路進行有效的保護。在通常情況下，電路中的電流較小，流經熱敏電阻的電流產生的熱量與向外界環境散發出去的熱量達至平衡時，熱敏電阻處于低阻值的狀態。當有故障電流通過時，產生的熱量遠大于散發出去的熱量，從而導致熱敏電阻的溫度的升高。當溫度達到高分子樹脂的熔點附近時，芯片的阻值突升，使電路中的電壓基本上全部加載到熱敏電阻上，限制了電流的通過，從而保護了電路。當故障電流消失以后，熱敏電阻的溫度下降，而阻值也隨之降低至初始值附近，電路又恢復到正常狀態。但是，現在技術的高分子PTC元件，在溫度達到85℃以上時已無法正常工作，這是由于目前所使用的高分子材料大都是高密度聚乙烯，其熔點只有130℃左右，從而限制了PTC材料的應用范圍。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術中正溫度系數熱敏電阻存在的不足，提供一種正溫度系數熱敏電阻，其耐高溫、強度高，并且具有優良的阻值穩定性。

技術方案

一種正溫度系數熱敏電阻，包括兩片鍍鎳銅箔以及覆合在兩片鍍鎳銅箔之間的聚合物片材，所述聚合物片材由如下重量份的組分制得：15～25的高密度聚乙烯樹脂，25～35份聚丙烯樹脂，40～60份聚酰胺樹脂，55～60份導電粒子，80～90份填料，1～3份硅烷偶聯劑，1～3份交聯劑，1～3份抗氧劑，1～3份潤滑劑。

所述聚酰胺樹脂選自聚辛酰胺、聚壬酰胺、聚癸二酰己二胺或聚癸二酸癸二胺中的任意一種。

所述導電粒子選自炭黑、石墨或碳化鈦中的任意一種。

所述填料選自碳酸鈣、二氧化硅或滑石粉。

所述交聯劑選自三烯丙基異氰脲酸酯或季戊四醇三丙烯酸酯。

所述抗氧劑選自抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑264中的一種。

所述潤滑劑選自硬脂酸鋅或硬脂酸鈣。

上述PTC熱敏電阻的方法，包括以下步驟：

(1)按上述配比，將高密度聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚酰胺樹脂加入密煉機中攪拌混合，混合溫度為160～170℃，再加入導電粒子、填料、硅烷偶聯劑、交聯劑、抗氧劑和潤滑劑，繼續混合均勻，得混合料；

(2)將混合料經雙螺桿擠出機擠出、造粒后，再經模壓成型，即得聚合物材料片材；

(3)將聚合物材料片材置于兩片鍍鎳銅箔之間，熱壓成型后，電子束輻射交聯，輻照劑量為30～60Mrad，最后進行熱處理，即得。

進一步，步驟(3)中，熱處理溫度為105～115℃，時間為6-8h。

本發明的有益效果為：本發明的制備方法簡單，操作方便，制得的高分子PTC熱敏電阻具有耐高溫、強度高，并且具有優良的阻值穩定性。

具體實施方式

下列結合實施例對本發明作進一步說明，但并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。

實施例1

將20份高密度聚乙烯樹脂、30份聚丙烯樹脂、50份聚癸二酰己二胺加入密煉機中攪拌混合，混合溫度為170℃，再加入60份炭黑、80份二氧化硅、2份硅烷偶聯劑、2份季戊四醇三丙烯酸酯、2份抗氧劑168和2份硬脂酸鋅，繼續混合均勻，得混合料；將混合料經雙螺桿擠出機擠出、造粒后，再經模壓成型，即得聚合物材料片材；將聚合物材料片材置于兩片鍍鎳銅箔之間，熱壓成型后，電子束輻射交聯，輻照劑量為60Mrad，最后進行熱處理，熱處理溫度為115℃，時間為6h，即得。

實驗測得：電阻率為0.005Ω·cm，PTC強度2.15x10³，耐流沖擊100次后阻值升幅(％，30V，40A)289。

實施例2