[发明专利]PTC热敏电阻及其应用的基材及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热敏电阻及其制造方法，特别是涉及一种高分子的正温度系数的热敏电阻的制造方法。

背景技术

高分子正温度系数自恢复热敏电阻即高分子PTC( Positive Temperature Coefficient,正温度系数) 热敏电阻，它是上世纪九十年代发展起来的一种新型的功能材料，主要是由绝缘的高分子聚合物材料和导电填料复合而成，能表现出一种正温度系数（Positive Temperature Coefficient，简称PTC）的特性，即电阻率随着温度的升高而显著增加。室温下，这类电阻具有较低的阻值，当温度上升到高分子聚合物基材的熔点时，电阻率开始迅速上升，电阻值可迅速增加到4个数量级以上。

当电器设备正常工作时，电路中电流相对较小，高分子PTC热敏电阻的温度较低，阻值也较低。而当电路发生故障时，如短路、搭接、感应等情况时，电路中产生较大电流；较大电流通过高分子PTC热敏电阻时，其温度会迅速升高到高分子基材的熔点，导致其阻值迅速增加，电路处于一种近似开路状态，从而有效的保护了电路中的其他重要元器件。而当故障排除后，高分子PTC热敏电阻温度降低，其阻值又恢复到初始的低阻值状态。可反复使用，而无需人工更换。

如今，高分子PTC热敏电阻已经广泛应用于通信设备、手机电池、汽车电子、工业控制、家用电器、计算机等诸多领域中。

现有技术中，经常出现热敏电阻的PTC强度低，多次动作后的阻值升幅高，PTC强度下降，使用过程中电阻变化不一致，耐大电流多次冲击的能力差等缺点，严重时将会影响电器设备的正常工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：克服现有的PTC热敏电阻的PTC强度低、耐大电流多次冲击的能力差等缺点，提供一种PTC强度高、耐大电流多次冲击的能力强的PTC热敏电阻及其应用的基材及其制造方法。

为解决上述问题，本发明提出以下技术方案：一种PTC热敏电阻，其包括一基材、复合于该基材两面的两个金属箔状电极，该基材由以下重量百分比的组分组成：高分子材料28~55%；导电填料             22~32%；辅助填料 13~46%；加工助剂       1~5%；所述的高分子材料为以下一种或者多种物质混合组成：聚乙烯、聚丙烯、马来酸酐接枝的聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、聚偏氟乙烯、聚己内酰胺，聚己二酸己二胺、聚癸二酸癸二胺、聚十一酰胺；所述的导电填料为以下一种或者多种物质混合组成：碳黑、石墨、碳纤维、镍粉、铜粉、银粉或银粉的氧化物；所述的辅助填料为以下一种或者多种物质混合组成：氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化锌、二氧化硅、蒙脱土、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、三氧化二锑、滑石粉、高岭土、陶土；所述的加工助剂为抗氧剂、偶联剂、交联剂和敏化交联剂中的一种或者多种的混合物；所述抗氧剂是胺类抗氧剂、酚类抗氧剂、酯类抗氧剂三者其中一种或者多种的混合物；所述偶联剂为钛酸酯类、硅烷类或者钛酸酯和硅烷类的混合物；所述交联剂为有机过氧化物、偶氮化合物、联苄交联剂；所述敏化交联剂为分解温度较高的多官能团的不饱和化合物其中的一种或几种的混合物。

优选地，所述敏化交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，三烯丙基异氰酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯，二季戊四醇六丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯。

为解决上述问题，本发明提出以下技术方案：一种所述的PTC热敏电阻的制造方法，包括以下步骤：步骤1：先将导电填料和辅助填料在70~180℃下进行预热处理2~24小时后，按计量将导电填料、辅助填料和偶联剂在高速搅拌机上混合均匀待用；步骤2：按计量将高分子材料、预混好的导电填料和辅助填料混合物、抗氧化剂、交联剂、敏化交联剂在超过高分子材料熔点以上30~60℃的温度下进行混炼，破碎后在室温下混合均匀后通过双螺杆挤出机进行二次混合后挤出成型；步骤3：通过热压的方式把金属电极复合到片材的上下两个表面上，并进行热处理，在冲床上冲成芯片并经γ射线、电子加速器或钴源进行辐射交联，辐照剂量为70~180KGY；步骤4：步骤3中经热处理后的所述芯片，在其表面焊接上引线电极和在其外表面包封上绝缘层，得到高分子热敏电阻元件成品；或者在所述芯片上、下两个表面通过回流焊焊上金属片状电极，制作成表面贴装式。