一種正溫度系數(shù)高分子聚合物導(dǎo)電材料及其元件和制備方法，導(dǎo)電材料含有：有機(jī)聚合物20～70，導(dǎo)電填料25～75，添加劑0.1～10，金屬氧化物填料0.1～10。元件為高分子聚合物PTC元件，其包括PTC片和電極片，所述PTC片由正溫度系數(shù)高分子聚合物導(dǎo)電材料制成，在PTC片沿長度方向兩側(cè)設(shè)有電極片。制備方法包括a、將有機(jī)聚合物按比例加入密煉機(jī)中攪拌混合；b、在攪拌混合后的有機(jī)聚合物中加入添加劑和金屬氧化物填料攪拌混合；c、接著加入導(dǎo)電填料攪拌混合后將轉(zhuǎn)速提高，然后繼續(xù)混合后出料，形成正溫度系數(shù)高分子聚合物導(dǎo)電材料。本發(fā)明專利技術(shù)的導(dǎo)電材料及其元件具有更低的室溫電阻率，循環(huán)壽命長，耐壓及耐電流沖擊能力強(qiáng)，熱穩(wěn)定性好。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】一種，導(dǎo)電材料含有：有機(jī)聚合物20～70，導(dǎo)電填料25～75，添加劑0.1～10，金屬氧化物填料0.1～10。元件為高分子聚合物PTC元件，其包括PTC片和電極片，所述PTC片由正溫度系數(shù)高分子聚合物導(dǎo)電材料制成，在PTC片沿長度方向兩側(cè)設(shè)有電極片。制備方法包括a、將有機(jī)聚合物按比例加入密煉機(jī)中攪拌混合；b、在攪拌混合后的有機(jī)聚合物中加入添加劑和金屬氧化物填料攪拌混合；c、接著加入導(dǎo)電填料攪拌混合后將轉(zhuǎn)速提高，然后繼續(xù)混合后出料，形成正溫度系數(shù)高分子聚合物導(dǎo)電材料。本專利技術(shù)的導(dǎo)電材料及其元件具有更低的室溫電阻率，循環(huán)壽命長，耐壓及耐電流沖擊能力強(qiáng)，熱穩(wěn)定性好。【專利說明】【
】本專利技術(shù)涉及高分子導(dǎo)電材料，特別是涉及ー種正溫度系數(shù)高分子聚合物導(dǎo)電材料。【背景技木】PTC (正溫度系數(shù))元件以其恒溫特性而廣泛應(yīng)用于電路保護(hù)
中。當(dāng)PTC元件用于保護(hù)電路中時(shí)，由于其電阻與溫度一同變化，當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)，PTC元件的電阻會劇烈增加。當(dāng)電子電氣儀器電路中流過過量的電流吋，PTC元件的溫度升高，或者當(dāng)使用儀器的環(huán)境溫度上升吋，PTC元件的溫度也隨之上升。此時(shí)，PTC元件呈高阻狀態(tài)，其電阻比室溫零功率下的內(nèi)阻甚至高100倍以上。具有這類PTC元件的電路中，當(dāng)PTC元件被設(shè)置在電源線路上吋，形成高阻的PTC元件實(shí)際上阻斷了電流，阻止了電路中溫度繼續(xù)過高上升，從而起到保護(hù)電路中設(shè)備儀器的防護(hù)作用。當(dāng)故障排除之后，PTC又恢復(fù)原來低阻狀態(tài)，設(shè)備裝置仍用正常使用。現(xiàn)有的PTC元件中，有些雖也以炭黑作為導(dǎo)電填料，但由于炭黑導(dǎo)電能力有限，無法滿足低電阻的要求。某些導(dǎo)電復(fù)合材料中以金屬粉和陶瓷粉為導(dǎo)電填料，其雖具有極低的電阻，但由于金屬粉容易氧化，同時(shí)由于金屬粉，如Ni,或者陶瓷粉,如TiC,其密度遠(yuǎn)大于聚合物的密度，使得其分子容易發(fā)生遷移，甚至出現(xiàn)聚合物同導(dǎo)電材料分層的情況，同時(shí)因金屬粉和陶瓷粉產(chǎn)品不易加工，導(dǎo)致PTC產(chǎn)品不穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性及電性能等相對較差。目前，以炭黑為導(dǎo)電材料的聚合物PTC，其體積電導(dǎo)率只能到ΙΩ/cm，金屬粉或者陶瓷粉材料也只能到0.ΙΙΩ/cm。如果要 求使產(chǎn)品電阻更低，則需要將產(chǎn)品尺寸做到更薄，而產(chǎn)品越薄其耐壓、耐電流沖擊能力越差，很難滿足產(chǎn)品的性能要求。因此，尋找一種更低內(nèi)阻的PTC元件，以保證電路中大電流的通過就成為ー種客觀需求。【
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
】本專利技術(shù)g在解決上述問題，而提供ー種具有更低的室溫電阻率，循環(huán)壽命長，耐壓及耐電流沖擊能力強(qiáng)，熱穩(wěn)定性好的正溫度系數(shù)高分子聚合物導(dǎo)電材料。本專利技術(shù)的目的還在于提供一種由本專利技術(shù)的方法所制備的正溫度系數(shù)高分子聚合物導(dǎo)電元件。本專利技術(shù)的進(jìn)ー步目的在于提供ー種正溫度系數(shù)高分子聚合物導(dǎo)電材料的制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供ー種正溫度系數(shù)高分子聚合物導(dǎo)電材料，該導(dǎo)電材料含有以重量分比計(jì)的下列組分:有機(jī)聚合物 20-70導(dǎo)電填料25-75添加劑0.1-10金屬氧化物填料0.1-10。所述金屬氧化物填料為四角狀半導(dǎo)體金屬氧化物。該金屬氧化物填料優(yōu)選四角狀氧化鋅晶須，其可使正溫度系數(shù)高分子聚合物的導(dǎo)電通路更多，產(chǎn)品電阻率降低，同時(shí)因其為特定四角狀晶須結(jié)構(gòu)，因而可更好的固定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品電阻再現(xiàn)性增強(qiáng)。由于四角狀氧化鋅晶須中的氧化鋅本身具有熱穩(wěn)定性好等特性，因此可使高分子聚合物導(dǎo)電材料的電阻更低，產(chǎn)品熱穩(wěn)定更好。有機(jī)聚合物為聚こ烯、高密度聚こ烯、聚酰胺、環(huán)氧樹脂、聚偏氟こ烯、羧基樹脂、聚丙烯中的一種或幾種的共聚物或混合物。該有機(jī)聚合物包含結(jié)晶部分和非結(jié)晶部分，其結(jié)晶部分是以聚合物鏈段規(guī)則緊密排列的部分，非結(jié)晶部分是以聚合物鏈無規(guī)則疏松的部分。因?qū)щ娦灶w粒難以物理性質(zhì)進(jìn)入緊密排列的晶體部分內(nèi)，而集中存在于非結(jié)晶部分。導(dǎo)電填料為炭黑、金屬粉、陶瓷粉中的ー種或幾種的混合物，其為分散性導(dǎo)電填料，其集聚在有機(jī)聚合物的非結(jié)晶部分，并以緊密接觸的狀態(tài)存在。添加劑為加工助劑、阻燃劑、偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑中的ー種或幾種的混合物。本專利技術(shù)的正溫度 系數(shù)高分子聚合物導(dǎo)電材料為層狀結(jié)構(gòu)，其中，有機(jī)聚合物作為熱塑性結(jié)晶高分子聚合物導(dǎo)電材料的基料，導(dǎo)電填料則為分散性導(dǎo)電性顆粒構(gòu)成的分散性導(dǎo)電填料。本專利技術(shù)進(jìn)一歩提供了所述正溫度系數(shù)高分子聚合物導(dǎo)電材料的制備方法，該方法包括如下步驟:a、將有機(jī)聚合物按所述比例加入密煉機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為20-40rpm，溫度為150-180°C的條件下攪拌混合3-10分鐘；b、在攪拌混合后的有機(jī)聚合物中加入所述比例的添加劑和金屬氧化物填料，在轉(zhuǎn)速為20-40rpm,溫度為150-180°C的條件下攪拌混合1-3分鐘；c、接著加入所述比例的導(dǎo)電填料,在轉(zhuǎn)速為20-40rpm,溫度為150-180°C的條件下攪拌混合3-10分鐘后將轉(zhuǎn)速提高到60-80rpm，然后繼續(xù)混合1-5分鐘后出料，形成正溫度系數(shù)高分子聚合物導(dǎo)電材料。步驟a中，所述有機(jī)聚合物為聚こ烯、高密度聚こ烯、聚酰胺、環(huán)氧樹脂、聚偏氟こ烯、羧基樹脂、聚丙烯中的一種或幾種的共聚物或混合物；步驟b中，所述添加劑為抗氧劑，金屬氧化物填料為四角狀氧化鋅晶須；步驟c中，所述導(dǎo)電填料為炭黑、金屬粉、陶瓷粉中的ー種或幾種的混合物。本專利技術(shù)還提供了由所述正溫度系數(shù)高分子聚合物導(dǎo)電材料制備的高分子聚合物PTC元件，該P(yáng)TC元件包括PTC片和電極片，所述PTC片由所述正溫度系數(shù)高分子聚合物導(dǎo)電材料制成，在PTC片沿長度方向兩側(cè)設(shè)有電極片。由本專利技術(shù)的正溫度系數(shù)高分子聚合物導(dǎo)電材料制備的PTC電路保護(hù)元件不僅具有較低的電阻值，并有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性。本專利技術(shù)的貢獻(xiàn)在于，其有效解決了現(xiàn)有PTC導(dǎo)電材料所存在的產(chǎn)品不穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性和耐電流沖擊能力及電性能等相對較差等問題。本專利技術(shù)的正溫度系數(shù)高分子聚合物導(dǎo)電材料中由于含有四角狀結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體金屬氧化物，且由于其熱穩(wěn)定性好等特性，使得PTC聚合物導(dǎo)電材料的導(dǎo)電通路更多，并有效降低了 PTC聚合物材料的室溫電阻，增強(qiáng)了材料的熱穩(wěn)定性及再現(xiàn)性。由本專利技術(shù)的PTC聚合物導(dǎo)電材料制成的元件不僅具有較低的電阻值，并具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性。【【專利附圖】【附圖說明】】圖1是四角狀氧化鋅晶須的微觀結(jié)構(gòu)圖。圖2是由本專利技術(shù)的正溫度系數(shù)高分子聚合物導(dǎo)電材料制備的PTC元件結(jié)構(gòu)示意圖。【【具體實(shí)施方式】】下列實(shí)施例是對本專利技術(shù)的進(jìn)ー步解釋和說明，對本專利技術(shù)不構(gòu)成任何限制。實(shí)施例1取100克高密度聚こ烯加入將密煉機(jī)中，在溫度為165°C，轉(zhuǎn)速為30rpm條件下攪拌混合，攪拌混合5分鐘后加入抗氧劑3.5克、四角狀氧化鋅晶須1.8克，以上述溫度和轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌混合，攪拌混合2分鐘后，加入炭黑80克，攪拌5分鐘后，立即將轉(zhuǎn)速提高到70rpm，繼續(xù)混煉3分鐘之后出料，形成本專利技術(shù)的具有正溫度系數(shù)的高分子聚合物導(dǎo)電材料。將所制備的導(dǎo)電復(fù)合材料經(jīng)單螺桿擠出機(jī)擠出，三輥壓延機(jī)壓延，自動(dòng)裁片機(jī)裁片，制成尺寸大小為lOOmmX 100mm,厚度0.3mm的正溫度系數(shù)片材。如圖2所示，將制備好的導(dǎo)電復(fù)合材料片材以對稱方式在沿其長度方向兩側(cè)設(shè)置金屬箔片，井置于厚度為0.2mm的模具中，然后依次加入特氟隆脫模布和壓合鋼板，將模具置于平板硫化機(jī)上，在185°C保溫預(yù)熱5分鐘，然后以15MPa的壓カ壓合5分鐘，溫度仍保持185°C。壓合完畢本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種正溫度系數(shù)高分子聚合物導(dǎo)電材料，其特征在于，該導(dǎo)電材料含有以重量分比計(jì)的下列組分：有機(jī)聚合物?????20～70導(dǎo)電填料???????25～75添加劑?????????0.1～10金屬氧化物填料?0.1～10。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曾慶煜，林孟平，田宗謙，
申請(專利權(quán))人：深圳市金瑞電子材料有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。