專(zhuān)利名稱：導(dǎo)電性聚合物組合物及其制備的過(guò)電流保護(hù)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電性聚合物及過(guò)電流保護(hù)元件，具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種具有正溫度系數(shù)(PTC)特性的導(dǎo)電性聚合物組合物及其制備的過(guò)電流保護(hù)元件。
背景技術(shù)：
聚合物和分散在聚合物中的導(dǎo)電填充材料組成的導(dǎo)電性聚合物以及由此導(dǎo)電性聚合物制備的具有正溫度系數(shù)(PTC)特性的過(guò)電流保護(hù)元件技術(shù)已是大家所熟知的。通常，PTC導(dǎo)電性聚合物是由一種或一種以上的結(jié)晶聚合物及一導(dǎo)電填充材料組成，該導(dǎo)電填充材料均勻分散于該聚合物中。導(dǎo)電填充材料可以為聚乙烯、乙烯類(lèi)共聚物、氟聚合物中的一種或其中幾種的混合物；導(dǎo)電填充材料可以為碳黑、金屬顆?；驘o(wú)機(jī)陶瓷粉末。此類(lèi)導(dǎo)電性聚合物的PTC特性(電阻值隨溫度上升而增加)被認(rèn)為是由于熔融時(shí)結(jié)晶聚合物的膨脹導(dǎo)致導(dǎo)電粒子所形成的導(dǎo)電通道斷開(kāi)造成的。在現(xiàn)有已公開(kāi)的技術(shù)中，最普遍的是將碳黑作為導(dǎo)電填充材料，但是將碳黑作為導(dǎo)電填充材料制備的導(dǎo)電性聚合物難以得到很低的室溫電阻率，特別是將該聚合物用來(lái)制備電池(組)的過(guò)電流保護(hù)元件時(shí)，將不能器件小型化、低的室溫電阻的要求。雖然，將金屬顆粒(如鎳粉)作為導(dǎo)電填充材料可以制得較低室溫電阻率的導(dǎo)電性聚合物，但是用此類(lèi)導(dǎo)電性聚合物制備的過(guò)電流保護(hù)元件，其耐環(huán)境性能較差，具體地說(shuō)，就是元件在高溫放置過(guò)程中，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，元件的室溫電阻會(huì)逐步上升，直至失效。我們推斷其原因可能是由于作為導(dǎo)電填料的金屬粉氧化，形成導(dǎo)電性低的金屬氧化物所致。為此，本發(fā)明公開(kāi)一種具有正溫度系數(shù)特性的導(dǎo)電性聚合物材料，不僅具有十分低的室溫電阻率，并且當(dāng)用作過(guò)電流保護(hù)元件時(shí)，具有優(yōu)良的耐環(huán)境性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種具有正溫度系數(shù)特性的導(dǎo)電性聚合物組合物。本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題在于提供利用上述導(dǎo)電性聚合物組合物制備的過(guò)電流保護(hù)元件，該元件不僅具有十分低的室溫電阻，并且具有優(yōu)良的耐環(huán)境性能。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是一種導(dǎo)電性聚合物組合物，其中，所述聚合物組合物中各組份的重量百分比含量包括
結(jié)晶性高分子聚合物 5 30%
導(dǎo)電金屬填充材料 50 95%
高分子蠟1 20%，其中，
所述的導(dǎo)電金屬填料為鎳粉、銀粉、金粉中的一種多種的組合物。具體的，結(jié)晶性高分子聚合物的用量可以為5、8、10、12、15、18、20、22、25、觀或 30% ；
導(dǎo)電金屬填充材料的用量可以為50、55、60、65、70、75、80、85、90或95% ；高分子蠟的用量可以為 1、1· 05,1. 1、1. 2,1. 5,1. 8、2、5、8、10、12、15、18 或 20%。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的結(jié)晶性高分子聚合物為聚乙烯、乙烯類(lèi)共聚物、氟聚合物(如PVDF)中的一種或一種以上的混合物，其中，所述的乙烯類(lèi)共聚物包括乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)中的一種或一種以上的組合物。結(jié)晶性高分子聚合物所占的重量百分比優(yōu)選為5 20%。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的導(dǎo)電金屬填料為鎳粉，如INCO公司的T210、T240, T255、T287, CNP525等，導(dǎo)電金屬填料在聚合物組合物中所占的比例優(yōu)選70 90%。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的導(dǎo)電金屬填料優(yōu)選為鎳粉，更優(yōu)選為一種具有鏈珠狀結(jié)構(gòu)的鎳粉。在上述方案基礎(chǔ)上，為了防止導(dǎo)電金屬填充材料的氧化，提高元件的耐環(huán)境性能， 需要添加適量的導(dǎo)電金屬填充材料的防氧化處理劑對(duì)所述的導(dǎo)電金屬粉進(jìn)行防氧化處理。 所述的導(dǎo)電鎳粉，為經(jīng)防氧化處理劑進(jìn)行防氧化處理后的鎳粉。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的防氧化處理劑為硅烷偶聯(lián)劑，優(yōu)選伯胺基的硅烷偶聯(lián)劑，用量為鎳粉重量的0. 5 10%。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的防氧化處理劑用量為鎳粉重量的1 5%。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的對(duì)鎳粉進(jìn)行防氧化處理的方法是將鎳粉浸入硅烷偶聯(lián)劑的溶液中，用干式攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，待攪拌均勻后，置于真空烘箱中干燥除去溶劑，得到防氧化處理過(guò)的鎳粉。在上述方案基礎(chǔ)上，為提高導(dǎo)電填料在聚合物基體中的分散均勻性，所述的高分子臘是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)蠟。所述高分子蠟所占的重量百分比優(yōu)選為1 1。利用上述的導(dǎo)電性聚合物組合物的制備過(guò)電流保護(hù)元件方法，包括下述步驟 第一步依序?qū)⒕酆衔锏母鹘M分經(jīng)過(guò)混煉、拉片；
第二步在片材的上、下兩面壓合上金屬箔片； 第三步輻照、沖片成型符合尺寸要求的芯片； 第四步在芯片上焊上鎳片作為引出電極，而得到過(guò)電流保護(hù)元件。再者，為增進(jìn)該具有正溫度系數(shù)特性導(dǎo)電復(fù)合材料的其它性能，本發(fā)明的導(dǎo)電復(fù)合材料還可進(jìn)一步包含交聯(lián)劑、抗氧劑、非導(dǎo)電填料等。本發(fā)明的優(yōu)越性在于
所提供的一種具有正溫度系數(shù)特性的導(dǎo)電復(fù)合材料，及由該復(fù)合材料制備的過(guò)電流保護(hù)元件不僅具有十分低的室溫電阻，并且具有優(yōu)良的耐環(huán)境性能。


圖1為本發(fā)明過(guò)電流保護(hù)元件的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為85°C的耐環(huán)境性能測(cè)試試驗(yàn)對(duì)比圖。圖3為硅烷偶聯(lián)劑與鎳粉表面化學(xué)鍵結(jié)合的示意圖。圖4為防氧化處理過(guò)的鎳粉的示意圖。附圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明
41 一芯材2，2’ 一金屬箔片3，3’ 一引出電極。
具體實(shí)施例方式一種具有PTC特性的導(dǎo)電性聚合物組合物，所述聚合物組合物中各組份的重量百分比含量包括
結(jié)晶性高分子聚合物 5 30%
導(dǎo)電金屬填充材料 50 95%
高分子蠟1 20%，其中，
所述的導(dǎo)電金屬填料為鎳粉、銀粉、金粉中的一種多種的組合物。
實(shí)施例各組份按表1配比
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電性聚合物組合物，其特征在于所述聚合物組合物中各組份的重量百分比含量包括結(jié)晶性高分子聚合物 5 30%導(dǎo)電金屬填充材料 50 95%高分子蠟1 20%，其中，所述的導(dǎo)電金屬填料為鎳粉、銀粉、金粉中的一種多種的組合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性聚合物組合物，其特征在于所述的結(jié)晶性高分子聚合物為聚乙烯、乙烯類(lèi)共聚物、氟聚合物中的一種或一種以上的混合物，其中，所述的乙烯類(lèi)共聚物包括乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一種或一種以上的組合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)電性聚合物組合物，其特征在于所述的導(dǎo)電金屬填料為鎳粉，在聚合物組合物中所占的比例70 90%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電性聚合物組合物，其特征在于所述的鎳粉具有鏈珠狀結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電性聚合物組合物，其特征在于所述的導(dǎo)電鎳粉，為經(jīng)防氧化處理劑進(jìn)行防氧化處理后的鎳粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的導(dǎo)電性聚合物組合物，其特征在于所述的防氧化處理劑為硅烷偶聯(lián)劑，用量為鎳粉重量的0. 5 10%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)電性聚合物組合物，其特征在于所述的防氧化處理劑用量為鎳粉重量的1 5%。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的導(dǎo)電性聚合物組合物，其特征在于所述的對(duì)鎳粉進(jìn)行防氧化處理的方法是將鎳粉浸入硅烷偶聯(lián)劑的溶液中，用干式攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，待攪拌均勻后，置于真空烘箱中干燥除去溶劑，得到防氧化處理過(guò)的鎳粉。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性聚合物組合物，其特征在于所述的高分子臘是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物蠟。
10.利用權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性聚合物組合物的制備過(guò)電流保護(hù)元件方法，其特征在于包括下述步驟第一步依序?qū)⒕酆衔锏母鹘M分經(jīng)過(guò)混煉、拉片；第二步在片材的上、下兩面壓合上金屬箔片；第三步輻照、沖片成型符合尺寸要求的芯片；第四步在芯片上焊上鎳片作為引出電極，而得到過(guò)電流保護(hù)元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及導(dǎo)電性聚合物組合物及其制備的過(guò)電流保護(hù)元件，所述聚合物組合物中各組份的重量百分比含量包括結(jié)晶性高分子聚合物5-30%；導(dǎo)電金屬填充材料50-95%；高分子蠟1-20%，其中，所述的導(dǎo)電金屬填料為鎳粉、銀粉、金粉中的一種多種的組合物。利用所述的導(dǎo)電性聚合物制備過(guò)電流保護(hù)元件方法如下第一，依序?qū)⑺龅慕M合物經(jīng)過(guò)混煉、拉片；第二，在片材的上下兩面壓合上金屬箔片；第三，輻照、沖片成型符合尺寸要求的芯片；第四，在芯片上焊上鎳片作為引出電極而得到所需的過(guò)電流保護(hù)元件。優(yōu)點(diǎn)是由該導(dǎo)電性聚合物制備的過(guò)電流保護(hù)元件具有低的室溫電阻及優(yōu)良耐環(huán)境性能。
文檔編號(hào)H01B1/22GK102176342SQ20111002777
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者劉正平, 李從武, 王軍 申請(qǐng)人:上海長(zhǎng)園維安電子線路保護(hù)股份有限公司