[发明专利]导电聚合物组合物、电气器件及其制备方法

说明书

提供了一种导电聚合物组合物、电气器件及其制备方法。本发明的导电聚合物组合物，包含体积比为70∶30至30∶70的聚合物基体和导电粉末，其中所述聚合物基体包括体积比为99∶1至50∶50的基础聚烯烃类聚合物和极性聚合物，所述导电粉末为碳化物粉末或碳化物粉末和金属粉末的混合物。上述导电聚合物组合物可以得到具有优异空气稳定性，多次过电流动作稳定性和长期耐电压测试稳定性的PPTC材料。

技术领域

本发明涉及导电聚合物及其应用，具体地，复合导电聚合物，以及由其制备的电气器件，尤其是具有聚合物正温度系数(Polymer Positive Temperature Coefficient，PPTC)特征的电气器件。

背景技术

随着电子行业的发展，电子元器件小型化，智能化的要求越来越高。PPTC不但要求尺寸更小，电阻更低，并且性能稳定。对于低电阻的PPTC器件，目前PPTC材料主要有两大类。一种为金属基PPTC材料，以金属粉末(镍粉，铜粉)等为主要导电粒子。该PPTC材料具有电阻低，加工性能好，加工过程设备损耗小等优点，但其中的金属粒子在生产，储存，使用过程中易氧化，导致器件电阻升高。涂层在储存、运输、使用过程中存在涂层断裂导致隔氧涂层失效的风险。另一方面涂层厚度也影响了器件尺寸的进一步降低。另一种为碳化物基金属陶瓷材料，碳化物基金属陶瓷材料通常采用碳化钨，碳化钛等金属碳化物为导电粒子，可以提高PPTC器件的空气稳定性。但金属碳化物粒子与PPTC常用的聚合物基体之间粘结力差，在经过电流/电压作用下动作时候碳化物粒子易聚集，导致电阻增加。在经过多次电流动作后电阻增加幅度非常大，容易导致器件失效；并且在长期耐电压测试过程中器件容易烧毁。

发明内容

本发明旨在解决目前PPTC材料存在的问题，提高PPTC产品的空气稳定性和耐电流、耐电压稳定性。

为了实现本发明的上述目的，本发明的一个方面提供导电聚合物组合物，包含体积比为70∶30至30∶70的聚合物基体和导电粉末，其中所述聚合物基体包括体积比为99∶1至50∶50的基础聚烯烃类聚合物和极性聚合物，所述导电粉末为碳化物粉末或碳化物粉末和金属粉末的混合物。

本发明的另一个方面提供一种电气器件，包括第一电极、第二电极和夹在第一、第二电极之间的导电聚合物层，所述导电聚合物层由根据本发明的一个方面的导电聚合物组合物形成。

本发明还提供一种制备导电聚合物组合物的方法，包括将体积比为70∶30至30∶70的聚合物基体和导电粉末熔融共混并挤出，其中所述聚合物基体包括体积比为99∶1至50∶50的基础聚烯烃类聚合物和极性聚合物，所述导电粉末为碳化物粉末或碳化物粉末和金属粉末的混合物。

本发明还提供一种制备具有聚合物正温度系数特征的过电流保护器件的方法，包括将根据本发明的一个方面的导电聚合物组合物熔融并且挤出成型，然后与第一电极和第二电极层压。

根据本发明，可以得到具有空气稳定性、长期动作稳定性和反复动作稳定性的PPTC产品。

附图说明

参考以下附图对本发明的多个实施方案进行详细说明，以便于更全面地理解本发明，其中：

图1为实施例1制备的样品的多次过电流动作(cycle life)测试结果图。

图2为实施例2制备的样品的多次过电流动作(cycle life)稳定性测试结果图。

图3为图2的局部放大图。

具体实施方式