正温度系数材料及含该材料的热敏电阻和它们的制备方法技术

一种正温度系数材料，其制备方法以及包括该正温度系数材料的正温度系数热敏电阻及其制备方法，该材料是由一种混合物经熔融而形成的产物，所述混合物含有树脂、导电填料、非导电填料、助剂和交联剂，其中，所述混合物中还含有添加剂，所述添加剂选自二氯化硅、氟化钠和四氯化碳中的一种或几种。本发明专利技术提供的正温度系数材料的稳定性良好，正温度系数材料的输出功率随开关动作次数增加的衰减缓慢，而使得由本发明专利技术提供的正温度系数材料制备的热敏电阻，在多次使用后，电阻具有良好的室温电阻稳定性以及ＰＴＣ强度稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种材料及含该材料的电阻和它们的制备方法，具体的说，是关于一种。
技术介绍
一些高分子导电复合材料具有正温度系数(PTC)效应，S卩，材料的电阻率随温度升高而增大，在临界温度附近电阻率呈现数量级的突变。高分子正温度系数材料的应用已受到越来越广泛的关注，然而该材料的稳定性有待进一步改善。限制正温度系数材料应用的主要问题有(1)正温度系数材料的室温电阻率不稳定，由该材料制备的热敏电阻的电阻率随着使用过程中所经受的热循环而变化；(2) PTC强度稳定性较差，PTC强度及材料的输出功率随电阻开关动作次数增加而迅速衰减；(3)在高于聚合物熔点以上的温度范围内会出现电阻负温度系数(NTC)效应，BP,材料电阻率随温度升高而减小。正温度系数材料室温电阻率的不稳定不利于回路中电流的控制，PTC强度的衰减及NTC效应更是损害了其作为保护元件的性能。这些缺点降低了作为限流元件、加热器件等产品的应用稳定性和安全性。因此控制正温度系数材料稳定的室温电阻以及良好的PTC强度重复性有着很重要的意义。目前，消除高分子正温度系数热敏电阻上述缺陷的主要方法是对高分子正温度系数芯材进行辐射交联。但正温度系数芯材在辐照下，要达到较高的交联强度就需要较高的辐照剂量，这样不仅增加了成本，限制了其推广使用，而且大的辐照剂量还会使正温度系数芯材中的高分子材料发生降解，破坏材料中的其它组分，影响正温度系数材料的使用性能。CN16552卯A公开了一种高分子正温度系数热敏电阻，该热敏电阻由高分子基片和复合于基片两面的片状电极、焊接于电极表面引线状电极以及包封在外表面的绝缘层构成，其特征在于基片的原来成份和重量份数如下聚合物40-65，导电填料30-60，加工助剂0.2-10，所述聚合物为均聚物或共聚物，包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物和丙烯酸中的一种或几种以任意比例的混合物，所述导电填料为镍粉、铜粉或炭黑中的一种或几种，所述加工助剂包括抗氧剂和偶联剂，抗氧剂和偶联剂的重量比为1:1.5-2.5，其中，抗氧剂为丙烯酸醇酯类化合物，偶联剂为钛酸酯或硅垸类化合物。虽然由该正温度系数材料制备的热敏电阻的ptc强度得到了一定的改善，但是该正温度系数材料的室温电阻率的稳定性仍然不能满足要求，在多次使用后，热敏电阻的ptc强度的稳定性仍然不理想。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服由现有技术制备的正温度系数材料制备的正温度系数热敏电阻在多次使用后电阻的室温电阻稳定性及ptc强度稳定性较差的缺陷，提供一种在多次使用后仍具有良好室温电阻稳定性及ptc强度稳定性的热敏电阻、正温度系数材料及它们的制备方法。本专利技术的专利技术人意外地发现，在将含有树脂、导电填料、非导电填料、助剂、交联剂丙烯酸醇酯和/或三甲基丙烯酸三羟基甲基丙烷酯与选自二氯化硅、氟化钠和四氯化碳中的一种或几种添加剂的混合物经熔融而得到的正温度系数材料经成型、辐照等制备步骤后制得的热敏电阻的ptc强度得到明显改善。推测原因可能是交联剂丙烯酸醇酯和/或三甲基丙烯酸三羟基甲基丙烷酯与本专利技术所述添加剂的联合作用而使由该ptc材料制备的热敏电阻在多次使用后电阻的室温电阻稳定性以及PTC强度均得到显著改善。本专利技术提供了一种正温度系数材料，该材料是由一种混合物经熔融而形成的产物，所述混合物含有树脂、导电填料、非导电填料、助剂和交联剂，其中，该混合物中还含有添加剂，所述添加剂选自二氯化硅、氟化钠和四氯化碳中的一种或几种。本专利技术还提供了该正温度系数材料的制备方法，其中，该方法包括将含有树脂、导电填料、非导电填料、助剂、交联剂和添加剂的混合物加热熔融，然后将所得熔融物挤出造粒，所述添加剂选自二氯化硅、氟化钠和四氯化碳中的一种或几种。本专利技术提供了一种正温度系数热敏电阻，该热敏电阻包括导电基体、正温度系数材料和导电电极，所述正温度系数材料位于两片导电基体中间并附着在导电基体上，所述导电电极分别位于两片导电基体上，其中，所述正温度系数材料为本专利技术提供的正温度系数材料。本专利技术还提供了正温度系数热敏电阻的制备方法，该方法包括将正温度系数材料置于两片导电基体之间，成型为三层复合芯材，对该芯材进行热处理，并用辐照射线辐照，然后分别在两片导电基体上焊接导电电极，其中，所述正温度系数材料为本专利技术提供的正温度系数材料。本专利技术提供的正温度系数材料的稳定性良好，正温度系数材料的输出功率随开关动作次数增加的衰减缓慢，而使得由本专利技术提供的正温度系数材料制备的热敏电阻，在多次使用后，电阻具有良好的室温电阻稳定性以及PTC强度稳定性。具体实施例方式按照本专利技术，所述正温度系数材料是由一种混合物经熔融而形成的产物，所述混合物含有树脂、导电填料、非导电填料、助剂和交联剂，其中，该混合物中还含有添加剂，所述添加剂选自二氯化硅、氟化钠和四氯化碳中的一种或几种。本专利技术的专利技术人意外的发现，所用添加剂优选为二氯化硅、氟化钠和四氯化碳中的两种或两种以上时，能使制得的正温度系数材料的性能得到更进一步的提高，所述任意两种添加剂之间的重量比为0.3-3:1，优选为0.3-1.5:1。按照本专利技术，以所述混合物的总重量为基准，所述树脂的含量为10-60重量％，优选为10-50重量％;所述导电填料的含量为30-80重量％，优选为35-75重量％;所述非导电填料的含量为1-15重量％，优选为1-10重量%;所述助剂的含量为1-10重量％，优选为1-8重量％;所述交联剂和添加剂的总含量为1-10重量％，优选为1-8重量％;其中，所述交联剂与添加剂的重量比没有特别限定，但当所述交联剂与添加剂的重量比为0.3-1.5:1，优选为0.5-1:1时能更好的达到本专利技术的专利技术目的，进一步改善所述材料的性能。由于本专利技术提供的正温度系数材料是一种混合物经熔融而形成的产物，所述熔融温度指混合物中树脂的熔融温度，熔融温度远低于分解温度，因而具有熔融态。按照本专利技术，所述树脂的种类为本领域技术人员所公知，如，可以选自聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、乙烯丙烯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物和聚丙烯酸酯中的一种或几种。所述导电填料的种类也可以选自本领域技术人员公知的各种导电填料，如可以为金属粉末或者为选自炭黑、石墨和碳纤维中的一种或几种与金属粉末的混合物，所述金属粉末选自铜、铝、镍、钨和银中的一种或几种；所述炭黑、石墨和碳纤维中的一种或几种作为导电粒子能够起到辅助导电的作用。所述非导电填料的种类也可以选自本领域技术人员公知的各种非导电填料，如，可以选自氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氢氧化镁和氢氧化铝中的一种或几种。所述交联剂优选为丙烯酸醇酯和/或三甲基丙烯酸三轻基甲基丙烷酯。所述助剂包括抗氧化剂和偶联剂，它们的种类可以选自本领域常用的各种抗氧化剂和偶联剂，例如，所述抗氧化剂可以选自酚化合物(如抗氧剂1010等)、胺化合物(如防老剂A等)、有机硫化合物(如抗氧剂DLTP等)和亚磷酸酯化合物(如抗氧剂168等)中的一种或几种；所述偶联剂可以为硅烷和/或钛酸酯化合物(如KT114型钛酸酯偶联剂)。此外，还可以根据需要加入本领域中一些常用的其它助剂，如光敏剂、阻燃剂、稳定剂和润滑剂中的一种或几种。这些助剂的种类为本领域技术人员所公知，本领域技术人员可以根据需要选择合适的助剂，以满足不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正温度系数材料，该材料是由一种混合物经熔融而形成的产物，所述混合物含有树脂、导电填料、非导电填料、助剂和交联剂，其特征在于，所述混合物中还含有添加剂，所述添加剂选自二氯化硅、氟化钠和四氯化碳中的一种或几种。

【技术特征摘要】
1、一种正温度系数材料，该材料是由一种混合物经熔融而形成的产物，所述混合物含有树脂、导电填料、非导电填料、助剂和交联剂，其特征在于，所述混合物中还含有添加剂，所述添加剂选自二氯化硅、氟化钠和四氯化碳中的一种或几种。2、 根据权利要求1所述的正温度系数材料，其中，以所述混合物的总 重量为基准，所述树脂的含量为10-60重量％，所述导电填料的含量为30-80 重量％，所述非导电填料的含量为1-15重量％，所述助剂的含量为1-10重 量％，所述交联剂和添加剂的总含量为1-10重量％，交联剂与添加剂的重 量比为0.3-1.5:1。3、 根据权利要求2所述的正温度系数材料，其中，以所述混合物的总 重量为基准，所述树脂的含量为10-50重量％，所述导电填料的含量为35-75 重量％，所述非导电填料的含量为1-10重量％，所述助剂的含量为1-8重量 %，所述交联剂和添加剂的总含量为1-8重量％,交联剂与添加剂的重量比 为0.5-1:1。4、 根据权利要求l、 2或3所述的正温度系数材料，其中，所述添加剂 为二氯化硅、氟化钠和四氯化碳中的两种或两种以上，任意两种添加剂之间 的重量比为0,3-3:1。5、 根据权利要求l、 2或3所述的正温度系数材料，其中，所述树脂选 自聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、乙烯丙烯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物和聚丙烯 酸酯中的一种或几种；所述导电填料为金属粉末或者为选自炭黑、石墨和碳 纤维中的一种或几种与金属粉末的混合物，所述金属粉末选自铜、铝、镍、钨和银中的一种或几种；所述非导电填料选自氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧 化铝、二氧化硅、二氧化钛、氢氧化镁和氢氧化铝中的一种或几种；所述交 联剂为丙烯酸醇酯和/或三甲基丙烯酸三羟基甲基丙烷酯;所述助剂包括抗氧 化剂和偶联剂，所述抗氧化剂选自酚化合物、胺化合物、有机硫化合物和亚 磷酸酯化合物中的一种或几种，所述偶联剂为硅烷偶联剂和...

【专利技术属性】
技术研发人员：董俊卿，刘占果，周勇，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]