一種復(fù)合型高分子熱敏電阻的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種復(fù)合型高分子熱敏電阻，包括作為中間層的PTC復(fù)合材料以及包覆在PTC復(fù)合材料表面的復(fù)合鍍銅箔，所述的PTC復(fù)合材料包括至少一結(jié)晶性高分子聚合物；所述的結(jié)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(dǎo)電納米粒子粉末和一粒徑在0.1～10μm的TiC導(dǎo)電微米粒子粉末；所述的粒徑在1～50nm的TiC高導(dǎo)電納米粒子粉末和粒徑在0.1～10μm的TiC導(dǎo)電微米粒子粉末質(zhì)量之比為0.1～1：9～9.9。本發(fā)明將尺寸在1～50nm的TiC納米粒子加入結(jié)晶性高分子聚合物中，可以起到增強(qiáng)0.1～10μm的TIC微米粒子間電子傳導(dǎo)能力的作用；并且具有優(yōu)異的高溫循環(huán)穩(wěn)定性度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種復(fù)合型高分子熱敏電阻【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(qiáng)填充型PTC復(fù)合材料及TiC/Ni復(fù)合鍍銅箔制成的復(fù)合型高分子熱敏電阻。
【背景技術(shù)】
[0002]TIC粉末填充型高分子基PTC復(fù)合材料已成為開(kāi)發(fā)超低阻渦流保護(hù)組件基礎(chǔ)材料的優(yōu)選之一，原因是它的較低的阻抗，耐高溫能力和優(yōu)異的耐老化性能。
[0003]數(shù)據(jù)顯示，聚合物基無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料不僅具有納米材料的表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等性質(zhì)，且能將無(wú)機(jī)物的剛性、尺寸穩(wěn)定性和熱穩(wěn)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(chǎn)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(gòu)成的有機(jī)基納米復(fù)合材料日漸增多。
[0004]納米TIC粉末具有高強(qiáng)度，高硬度，低熱膨脹率，優(yōu)良的導(dǎo)熱導(dǎo)電能力和抗熱震性，被廣泛用作復(fù)合材料的增強(qiáng)體。近年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)在高分子中加入少量納米無(wú)機(jī)材料既可以達(dá)到傳統(tǒng)有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合材料要達(dá)到的性質(zhì)，主因原因是納米無(wú)機(jī)粉體有效的分散在高分子基材中造成總體性質(zhì)的展現(xiàn)有別于傳統(tǒng)材料的特性，這是因?yàn)樵诩{米復(fù)合材料中無(wú)機(jī)物與有機(jī)高分子兩相間界面面積變大，造成兩相間作用力增強(qiáng)的緣故。
[0005]目前市面上具有低電阻(約20mQ)的PTC導(dǎo)電復(fù)合材料以鎳(Ni)作為導(dǎo)電填料，其可承受的電壓僅6V。其中，如果鎳不經(jīng)嚴(yán)密保護(hù)與空氣絕緣，那么經(jīng)一段時(shí)間后容易氧化，導(dǎo)致電阻上升。另外，導(dǎo)電復(fù)合材料經(jīng)過(guò)觸發(fā)(trip)之后，其電阻再現(xiàn)性不好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提出一種復(fù)合型高分子熱敏電阻，將具有高導(dǎo)電導(dǎo)熱，耐熱性優(yōu)良的納米TIC粉末作為增強(qiáng)導(dǎo)電填充粒子和微米TIC粒子作為主要導(dǎo)電填充粒子以一定的比例加入到高分子基的聚合物中，構(gòu)成高分子基/納米TIC增強(qiáng)填充型PTC復(fù)合材料；并利用一種TIC/NI復(fù)合鍍銅箔，用作高分子基/納米TIC增強(qiáng)填充型PTC復(fù)合材料所制渦流保護(hù)組件的電極材料。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種復(fù)合型高分子熱敏電阻，包括作為中間層的PTC復(fù)合材料以及包覆在PTC復(fù)合材料表面的復(fù)合鍍銅箔，所述的PTC復(fù)合材料包括至少一結(jié)晶性高分子聚合物；所述的結(jié)晶性高分子聚合物中均勻分布有至少一粒徑在I~50nm的TiC高導(dǎo)電納米粒子粉末和一粒徑在0.1~10 μ m的TiC導(dǎo)電微米粒子粉末；所述的粒徑在I~50nm的TiC高導(dǎo)電納米粒子粉末和粒徑在0.1~10 μ m的TiC導(dǎo)電微米粒子粉末質(zhì)量之比為0.1~1:9~9.9。其中結(jié)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。
[0008]本發(fā)明所述的復(fù)合鍍銅箔為T(mén)iC/Ni復(fù)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I~50nm。所述的TiC/Ni復(fù)合鍍銅箔用于制作所述的熱敏電阻的電極材料。[0009]本發(fā)明所述的PTC復(fù)合材料與TiC/Ni復(fù)合鍍銅箔內(nèi)的TiC粒子間形成一穩(wěn)定的納米作用能。所述的I~50nm的TiC高導(dǎo)電納米粒子的硬度、熱膨脹系數(shù)以及導(dǎo)電性與TiC/Ni復(fù)合鍍銅箔內(nèi)的TiC粒子的硬度、熱膨脹系數(shù)以及導(dǎo)電性相同。所述的PTC復(fù)合材料的電阻率高溫循環(huán)變化率小于2。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明將尺寸在I~50nm的TiC納米粒子加入結(jié)晶性高分子聚合物中，可以起到增強(qiáng)0.1~?ομπι的TIC微米粒子間電子傳導(dǎo)能力的作用；該復(fù)合材料具有較一般TiC粉末填充高分子復(fù)合材料更為穩(wěn)定的溫阻變化率，主要?dú)w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(shí)在經(jīng)歷高溫循環(huán)后仍然保持原有的粒子密度，從而保持復(fù)合材料的阻抗在一個(gè)較為穩(wěn)定的狀態(tài)。并且具有優(yōu)異的高溫循環(huán)穩(wěn)定性，主要?dú)w因于TiC納米粒子能夠有效的減少導(dǎo)電性聚合物層和電極板之間熱膨脹系數(shù)的不匹配程度。
【具體實(shí)施方式】
[0011 ] 現(xiàn)在結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0012]實(shí)施例1
[0013]一種復(fù)合型高分子熱敏電阻，包括作為中間層的PTC復(fù)合材料以及包覆在PTC復(fù)合材料表面的復(fù)合鍍銅箔，所述的PTC復(fù)合材料包括至少一結(jié)晶性高分子聚合物；所述的結(jié)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(dǎo)電納米粒子粉末和一粒徑在5 μ m的TiC導(dǎo)電微米粒子粉末；所述的粒徑在40nm的TiC高導(dǎo)電納米粒子粉末和粒徑在5μπι的TiC導(dǎo)電微米粒子粉末質(zhì)量之比為0.1:9.9。其中結(jié)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。
[0014]復(fù)合鍍銅箔為T(mén)iC /Ni復(fù)合鍍銅箔；其包括一 TiC鍍層；TiC鍍層采用電鍍方法形成；TiC鍍層中的TiC粒子尺寸為40nm。TiC/Ni復(fù)合鍍銅箔用于制作所述的熱敏電阻的電極材料。40nm的TiC高導(dǎo)電納米粒子的硬度、熱膨脹系數(shù)以及導(dǎo)電性與TiC/Ni復(fù)合鍍銅箔內(nèi)的TiC粒子的硬度、熱膨脹系數(shù)以及導(dǎo)電性相同。
[0015]將混合好的材料經(jīng)過(guò)高溫?zé)捘z并用銅箔壓合成厚度為0.4nm的板材；再切割為3x5nm尺寸的芯片；量測(cè)芯片的阻值及高溫焊接后的阻值的變化率。
[0016]實(shí)施例2
[0017]一種復(fù)合型高分子熱敏電阻，包括作為中間層的PTC復(fù)合材料以及包覆在PTC復(fù)合材料表面的復(fù)合鍍銅箔，所述的PTC復(fù)合材料包括至少一結(jié)晶性高分子聚合物；所述的結(jié)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(dǎo)電納米粒子粉末和一粒徑在5 μ m的TiC導(dǎo)電微米粒子粉末；所述的粒徑在40nm的TiC高導(dǎo)電納米粒子粉末和粒徑在5的TiC導(dǎo)電微米粒子粉末質(zhì)量之比為0.5:9.5。其中結(jié)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。
[0018]復(fù)合鍍銅箔為T(mén)iC/Ni復(fù)合鍍銅箔；其包括一 TiC鍍層；TiC鍍層采用電鍍方法形成；TiC鍍層中的TiC粒子尺寸為40nm。TiC/Ni復(fù)合鍍銅箔用于制作所述的熱敏電阻的電極材料。40nm的TiC高導(dǎo)電納米粒子的硬度、熱膨脹系數(shù)以及導(dǎo)電性與TiC/Ni復(fù)合鍍銅箔內(nèi)的TiC粒子的硬度、熱膨脹系數(shù)以及導(dǎo)電性相同。
[0019]將混合好的材料經(jīng)過(guò)高溫?zé)捘z并用銅箔壓合成厚度為0.4nm的板材；再切割為3x5nm尺寸的芯片；量測(cè)芯片的阻值及高溫焊接后的阻值的變化率。
[0020] 實(shí)施例3
[0021 ] 一種復(fù)合型高分子熱敏電阻，包括作為中間層的PTC復(fù)合材料以及包覆在PTC復(fù)合材料表面的復(fù)合鍍銅箔，所述的PTC復(fù)合材料包括至少一結(jié)晶性高分子聚合物；所述的結(jié)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(dǎo)電納米粒子粉末和一粒徑在5 μ m的TiC導(dǎo)電微米粒子粉末；所述的粒徑在40nm的TiC高導(dǎo)電納米粒子粉末和粒徑在5的TiC導(dǎo)電微米粒子粉末質(zhì)量之比為1:9。其中結(jié)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。
[0022]復(fù)合鍍銅箔為T(mén)iC/Ni復(fù)合鍍銅箔；其包括一 TiC鍍層；TiC鍍層采用電鍍方法形成；TiC鍍層中的TiC粒子尺寸為40nm。TiC/Ni復(fù)合鍍銅箔用于制作所述的熱敏電阻的電極材料。40nm的TiC高導(dǎo)電納米粒子的硬度、熱膨脹系數(shù)以及導(dǎo)電性與TiC/Ni復(fù)合鍍銅箔內(nèi)的TiC粒子的硬度、熱膨脹系數(shù)以及導(dǎo)電性相同。
[0023]將混合好的材料經(jīng)過(guò)高溫?zé)捘z并用銅箔壓合成厚度為0.4nm的板材；再切割為3x5nm尺寸的芯片；量測(cè)芯片的阻值及高溫焊接后的阻值的變化率。
[0024]下面結(jié)合表1做進(jìn)一步的說(shuō)明:
[0025]
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合型高分子熱敏電阻，包括作為中間層的PTC復(fù)合材料以及包覆在PTC復(fù)合材料表面的復(fù)合鍍銅箔，其特征在于:所述的PTC復(fù)合材料包括至少一結(jié)晶性高分子聚合物；所述的結(jié)晶性高分子聚合物中均勻分布有至少一粒徑在I?50nm的TiC高導(dǎo)電納米粒子粉末和一粒徑在0.1?10 μ m的TiC導(dǎo)電微米粒子粉末；所述的粒徑在I?50nm的TiC高導(dǎo)電納米粒子粉末和粒徑在0.1?10 μ m的TiC導(dǎo)電微米粒子粉末質(zhì)量之比為0.1?1:9 ?9.9。
2.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合型高分子熱敏電阻，其特征在于:所述的結(jié)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。
3.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合型高分子熱敏電阻，其特征在于:所述的復(fù)合鍍銅箔為T(mén)iC/Ni復(fù)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I?50nm。
4.如權(quán)利要求3所述的一種復(fù)合型高分子熱敏電阻，其特征在于:所述的TiC/Ni復(fù)合鍍銅箔用于制作如權(quán)利要求1所述的熱敏電阻的電極材料。
5.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合型高分子熱敏電阻，其特征在于:所述的PTC復(fù)合材料與TiC/Ni復(fù)合鍍銅箔內(nèi)的TiC粒子間形成一穩(wěn)定的納米作用能。
6.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合型高分子熱敏電阻，其特征在于:所述的I?50nm的TiC高導(dǎo)電納米粒子的硬度、熱膨脹系數(shù)以及導(dǎo)電性與TiC/Ni復(fù)合鍍銅箔內(nèi)的TiC粒子的硬度、熱膨脹系數(shù)以及導(dǎo)電性相同。
7.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合型高分子熱敏電阻，其特征在于:所述的PTC復(fù)合材料的電阻率高溫循環(huán)變化率小于2。
【文檔編號(hào)】C08L23/06GK103594215SQ201310565449
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】王海峰 申請(qǐng)人:興勤（常州）電子有限公司