[发明专利]PTC电阻器

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于聚合物纤维的PTC电阻（器）。

背景技术

正温度系数（PTC）电阻（器）（热敏电阻）是在特定温度下表现出电阻急剧增加的热敏电阻器。所述特定温度通常被称为PTC转变温度或转换温度（switching temperature）。

PTC电阻（器）的电阻变化可由环境温度的变化或通过流过该器件的电流导致的自加热（self-heating）而由内部引起。PTC材料有时被用于制造加热元件。这样的元件作为其自身的恒温器，当达到其最大温度时切断电流。

通常使用的PTC材料包括填充有小心控制的石墨量的高密度聚乙烯（HDPE），从而在熔融温度下的体积增加引起导电颗粒断开接触并中断电流。

这样的器件通常需要被封装在高熔融温度的材料中，以便在高于HDPE的熔融温度（125°C）下保持它们的完整性。

基于HDPE的PTC的局限性在于，转换温度限于可用于该材料的熔融温的范围。

提高这样的器件的热稳定性的另一种策略是聚合物组合物的交联。这样的策略为例如在文献WO01/64785中所公开的。这样的交联能够通过向聚合物组合物中添加化学交联剂或通过诸如辐照的物理方法获得。由于辐照装置的高成本或难以控制化学交联（在生产过程中过早交联或桥联不足），这样的交联通常很难在工业生产方法中实现。

此外，这样的PTC器件的一般形状为封装在两个导电电极之间的平面聚合组合物。这样的几何形状阻止了将该器件包括在纺织品或织物中。

发明目的

本发明的目的在于提供一种克服了现有技术缺点的基于聚合物纤维的PTC电阻（器）。

更具体地，本发明的目的在于提供一种紧凑的和自支撑（self supported）的基于聚合物纤维的PTC电阻（器）。

本发明的目的还在于提供一种适合用于纺织品（textile）或织物（fabric）中的PTC电阻（器）。

发明内容

本发明涉及一种基于聚合物纤维的PTC电阻器，其包含共连续聚合物相共混物，所述共混物包含第一连续聚合物相和第二连续聚合物相，其中第一聚合物相包含高于逾渗阈值（percolation threshold）的浓度的碳纳米管的分散体，所述第一聚合物相呈现的软化温度低于第二聚合物相的软化温度。

根据特定的优选实施方式，本发明还公开了以下特征中的至少一个或适当的组合：

-所述第一聚合物选自由聚己内酯、聚氧化乙烯和生物聚酯组成的组；

-所述第二聚合物相选自由聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸和聚酰胺组成的组；

-第一聚合物相代表（呈现，represent）大于40重量%的纤维；

-碳纳米管为多壁碳纳米管，其优选具有5nm至20nm之间的直径；

-PTC转变温度为30°C至60°C之间；

-第一聚合物相和第二聚合物相为根据ASTM 13432或ASTM 52001的可生物降解聚合物。

本发明的另一方面涉及一种织物，包含根据本发明的PTC电阻器。

附图说明

图1示出了本发明的纤维生产的纺丝过程。

图2示出了在PCL相中分散有3%CNT的PP/PCL共混物50/50的横截面的SEM分析。

图3示出了利用乙酸通过选择性提取PCL+CNT测量的PP或PA基质中的PCL+CNT的连续性比值的图。

图4示出了导电性，其是PA12和PP中的PCL的重量分数的函数。

图5示出了在PCL相的提取之后，以50/50wt将PA12/PCL与PCL相中的3%CNT的共混物的SEM图。

图6示出了电阻的变化，其是样品9：生物聚酯的两种纤维(BPR)/PP的温度的函数。

图7示出了电阻的变化，其是样品10的两种纤维BPR/PE的温度的函数。

图8示出了电阻的变化，其是样品3和4的纤维（PCL/PP）的温度的函数。

图9示出了电阻的变化，其是样品7、8和9的纤维（BPR/PLA）的温度的函数。

图10示出了电阻的变化，其是样品10的纤维（PEO/PP）的温度的函数。

图11示出了电阻的变化，其是样品11的纤维（PEO/PA12）的温度的函数。

具体实施方式

本发明涉及一种基于聚合物纤维PTC电阻器。该基于聚合物纤维PTC电阻器包含至少两个共连续聚合物相的共混物。该双连续相共混物是指包含两个连续相的相共混物。