[發(fā)明專利]一種高分子熱敏電阻的制備方法及高分子熱敏電阻

有效

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• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN110911075B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設計）人: 李大軍;劉玉杰;徐行濤
• 申請（專利權）人: 深圳市慧瑞電子材料有限公司
• 主分類號: H01C17/00
• 分類號: H01C17/00;H01C17/02;H01C17/28;H01C7/02
• 代理公司: 深圳市添源知識產權代理事務所(普通合伙) 44451
• 代理人: 黎健任

本發(fā)明提供了一種高分子熱敏電阻及其制備方法，所述制備方法包括以下步驟：將高分子熱敏電阻芯片在聚合物熔點以上10?40℃熱處理4?10小時；其中所述聚合物為所述高分子熱敏電阻芯片材料包含的聚合物；對高分子熱敏電阻芯片進行劑量為0?3Mrad的輻照處理；在高分子熱敏電阻芯片的上下表面焊接金屬導線得到半成品；對半成品進行輻照處理，輻照劑量7?15Mrad。采用本發(fā)明的技術方案得到的高分子熱敏電阻具有更高的PTC強度和更高的耐壓等級，具有更好的可靠性和穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明屬于熱敏電阻制造技術領域，涉及一種高分子熱敏電阻的制備方法及高分子熱敏電阻，尤其涉及一種具有較高PTC強度和較高耐壓等級的高分子熱敏電阻器的制備方法及高分子熱敏電阻。

背景技術

高分子熱敏電阻器是由半結晶聚合物和導電粒子混合制成，具有正的電阻溫度特性(即PTC特性)，所以簡稱為PPTC器件。在正常溫度時，導電粒子在聚合物中形成低電阻導電網絡。但當溫度升高至器件的動作溫度之上時，無論是因流過器件的高電流造成的還是由于環(huán)境溫度升高引起的，聚合物中的晶粒融化并形成非晶態(tài)。在晶相熔化過程中，體積上的增加將導電鏈上的導電粒子分開，從而使PPTC器件的電阻產生三個或者更多數(shù)量級的非線性增加，從而起到對電路限流保護的作用。在此過程中 PPTC器件阻值非線性增加的對數(shù)值，被稱為PTC強度。故障排除后器件自身溫度下降，聚合物逐漸再結晶使PPTC阻值再次恢復到低阻狀態(tài)，所以PPTC是一種阻值可恢復的過流保護器件。

作為一種電路保護元件，安全可靠是其重要的技術指標，但在實際使用中PPTC 會出現(xiàn)由于長期處于保護狀態(tài)即耐壓狀態(tài)而燒毀和由于電路故障而多次保護即多次電流沖擊而燒毀等失效現(xiàn)象。PPTC的失效會帶給電路安全隱患，所以提高PPTC的耐壓和耐電流性能是一項重要課題。衡量PPTC的耐電壓和耐電流性能的一個重要指標是 PTC強度的高低。中國專利CN1267939C和CN102543329A分別公開了一種在熱敏電阻芯材輻照處理后再將芯材置于其聚合物基材的熔點以上40～80℃和10～30℃進行4～6 小時的高溫熱處理的方法來提高熱敏電阻的耐壓等級，其原理是長時間的高溫熱處理可以改善炭黑在聚合物中分散的均勻性，提高PTC強度，專利CN102543329A公開了出了這種方法的有益效果是PTC強度提高了一個數(shù)量級。但是上述公開的專利沒有公開的是熱敏芯材經過輻照交聯(lián)后再進行熔點以上長時間熱處理會導致PTC器件的阻值升高一倍以上，不利于采用該方法制作更高保持電流的PTC器件，而且所述方法僅使 PTC強度提升一個數(shù)量級對PTC耐壓等級的提升是不夠的。

發(fā)明內容

針對以上技術問題，本發(fā)明公開了一種高分子熱敏電阻的制備方法及高分子熱敏電阻，得到的高分子熱敏電阻器具有較高的PTC強度和較高壓等級。

對此，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種高分子熱敏電阻的制備方法，其包括以下步驟：

步驟S1，將高分子熱敏電阻芯片在聚合物熔點以上10-40℃熱處理4-10小時；

其中所述聚合物為所述高分子熱敏電阻芯片材料包含的聚合物；

步驟S2，對高分子熱敏電阻芯片進行劑量為0-3Mrad的輻照處理；

步驟S3，在高分子熱敏電阻芯片的上下表面焊接金屬導線得到半成品；

步驟S4，對半成品進行輻照處理，輻照劑量7-15Mrad。

高分子熱敏電阻的工作原理是基于體積熱膨脹效應，即電路過流或者過熱導致器件溫度逐漸升高，進而引起聚合物晶區(qū)熔化而發(fā)生體積膨脹，而體積的膨脹致使導電粒子在聚合物中形成的導電鏈發(fā)生斷裂，從而使得PPTC器件的阻值發(fā)生非線性的急劇增加。對PPTC器件阻值非線性增加幅度取對數(shù)得到的數(shù)值被稱為PTC強度。如要獲得較高的PTC強度值，則需要PPTC芯材具有足夠的膨脹空間以及在體積膨脹過程中導電鏈容易發(fā)生斷裂。而要使導電鏈容易斷裂，則要求導電炭黑在聚合物中盡可能的均勻分散。