[发明专利]提高PTC热敏电阻芯材强度的热处理方法

说明书

技术领域

本发明提高PTC热敏电阻芯材强度的热处理方法，涉及一种提高以结晶高聚物、碳黑填料为主要原料组成的PTC过流过温保护元件用芯材强度的热处理方法。

背景技术

在正常条件下，在电路中与负载串联的保护元件处在低温、低电阻的状态下。当发生过电流或过热的条件下，保护元件的电阻急剧升高，达到切断电源的目的。这种保护元件一方面要求在室温下的电阻足够低，以降低对被保护电路的影响。另一方面，在高温状态下要求电阻足够高，以耐受较高的电压等级。受结晶高聚物和碳系导电填料等原材料的性能限制，要达到低的电阻率，导电填料的添加量很大，使得碳黑导电粒子易发生团聚，导致在高温状态下，碳黑导电粒子形成的导电链无法断开，高温电阻达不到要求。

因此，需要在PTC材料的热处理工艺上寻求改进，通过热处理，使碳黑粒子更加均匀地分散在结晶聚合物基体中，降低碳黑粒子团聚的可能性，从而有效地提高PTC材料在高温或过流状态下的电阻。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种提高PTC热敏电阻芯材强度的热处理方法。

本发明的再一目的在于提供上述方法获得的产品。

本发明目的通过下述技术方案实现：一种提高PTC强度热敏电阻芯材的热处理方法，所述的热敏电阻芯材包括高密度聚乙烯和碳黑，其特征在于按重量百分比计：

高密度聚烯烃  45～50份

碳黑          50～55份，

其中，所述的聚烯烃为具有高结晶度的高密度聚乙烯，结晶度不低于70%，密度不低于0.94g/cm³；

所述的炭黑为导电性好的炉法碳黑，粒径为20～100nm，DBP吸油值不低于70ml/100g；所述复合材料的热处理方法为在聚合物熔点以上10至30℃退火，退火时间为4～6小时。

在上述方案基础上，所述的退火后复合材料以2℃/min的速率降至50℃。

提供一种用提高PTC强度热敏电阻芯材的热处理方法获得的产品：

将配方量的聚烯烃与碳黑在180℃～200℃的双螺杆挤出机中挤出粒料，所得的粒料经一体化复合机复合电极片，制成所需厚度的片材，在剂量为5～25Mrad的条件下辐照一次，制成高强度PTC热敏电阻芯材。

用上述用于提高PTC强度的退火方式得到的PTC复合材料制作的PTC热敏电阻元件，在原有电阻率的条件下，PTC强度提高了一个数量级，其在140℃时电阻达到3000Ω。

本发明的有益效果在于：

在原材料性能不变的情况下，通过退火温度及退火方式的优化，大幅度提高了复合材料的PTC强度，为高耐压等级的PTC热敏电阻元器件的开发奠定了基础。

附图说明

图1是本发明实施例的过电流保护元件的电阻-温度曲线图。

具体实施方式

一种高分子PTC热敏电阻器芯材的制造方法，高分子PTC热敏电阻器芯材配料、成片及制成芯片的过程中，经过辐照工艺之后，将芯片置于高分子聚合物熔点以上10～30℃的烘箱中一定的时间，一般为4～6个小时，然后使其以2℃/min的速度缓慢降温，降至50℃时取出。所述的芯片是由聚烯烃、碳黑、分散剂通过挤出机挤出，然后用挤出复合一体化机在芯材两面复合电极片后形成的芯片。

用于热处理的聚烯烃/碳黑导电复合材料的成分按重量计包括：

聚烯烃   45～50份

碳黑     50～55份

 分散剂    5～10份。

具体的，高密度聚烯烃的用量可以为45、46、47、48、49或50份；

碳黑的用量可以为50、51、52、53、54或55份。

其中，所述的聚烯烃为具有高结晶度的高密度聚乙烯，结晶度不低于70%，密度不低于0.94g/cm³。 

所述的碳黑为中等粒径、导电性好的炉法炭黑，粒径为20～100nm，DBP吸油值不低于70ml/100g。

实施例1    

高密度聚乙烯  50份

碳黑          50份。

其中，所述的高密度聚乙烯，结晶度不低于70%，密度不低于0.94g/cm³；所述的炭黑为炉法碳黑，粒径为20～100nm，DBP吸油值不低于70ml/100g。