[发明专利]一种自带电路保护功能的聚合物基温敏电阻器

说明书

本发明涉及一种自带电路保护功能的聚合物基温敏电阻器。其特征在于以聚合物为基体，以微纳米粒子为导电主体，通过外场调控微纳米粒子在基体中的聚集结构构筑微细电通路，从而作为电路保护器。较之现有温敏电阻的瞬时断电特性特别具有断电保护功能，从而消除电路通断状态突然转换对感性负载设备的损伤。且本发明制造的温敏电阻可通过外场调控设计其灵敏性，容易满足不同的温度区间需求，具有更好的适用性和稳定性。整个温敏电阻制作简单，外形可调且空间占用小。

【技术领域】

本发明涉及电气元件技术领域，特别涉及一种自带电路保护功能的聚合物基温敏电阻器。

【技术背景】

温敏电阻是指电阻阻值随温度变化的一类电阻，是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。其广泛应用于各种家庭、工厂用电器中，能够在日常使用与生产中保证电器在安全温度内运行，对电路和设备起温度保护作用。

但现有基于温敏设计的保护器，如专利号：CN208891118U，其至少存在以下问题：若保护主体为感性负载，高温触发电路瞬时断开时有感生电动势产生，和电源叠加会对电器设备特别是精密设备产生损伤甚至损毁。且内部设计复杂体积大。对于精密设备现有防断电损伤方案多为加装UPS备电系统，但无疑会增加其成本并占有较大空间。基于以上问题，本发明以聚合物和微纳米离子分别为基体和导电主体，通过外场调控微纳米粒子在基体中的聚集结构构筑微细电通路(如示意附图1)。本发明提供了一种可靠而低成本的温敏电阻器及设计思路。

【发明内容】

[要解决的问题]

本发明的目的是在于提供一种自带电路保护功能的聚合物基温敏电阻器。

本发明的目的是在于提供一种可靠的温敏电阻器并用于感生电路保护的设计思路。

本发明的另一目的是在于提供一种通过外场制备聚合物基温敏电阻器的方法。

[技术方案]

针对上述市场趋势与现有产品问题，本发明提供了一种自带电路保护功能的聚合物基温敏电阻器及其制备方法，该方法采用高分子弹性体为基体，通过外场作用使功能粒子在介质中形成串状的微细导电通路。该特殊结构增强了材料本身对外界环境的敏感程度，利用聚合物基体受热膨胀效应改变微细导电通路连接情况，继而增大保护器电阻甚至适时断路，起到保护用电器的作用。

本发明可通过以下技术方案实现：

(1)优选填料粒子：本发明所述填科粒子可以是纳米级到毫米级的绝大多数响应磁场或电场的优良导电粒子；形态可以是棒状、片状、球状或者其他任意的不规则形状。

(2)填料粒子-高分子聚合物混合液的制备：向液态高分子弹性体中加入响应外场效应的优良导电粒子及固化剂，利用均质机获得分散均匀的材料混液。

(3)外场取向：将材料混液均匀倒入模具中。通过在垂直模具表面的方向上外加电场或磁场取向装置(电场线或磁感线垂直于膜面)，使导电粒子在基体中形成串状导电通路。

(4)固化：在热(或光)作用下使聚合物基体固化以稳定内部结构即得目标温敏电阻器。

【有益效果】

由于本发明采用了如上技术方案，因而具有如下优点：

1、非瞬时断路保护：所述保护器内部由大量微细电通路构成，在外界温度升高时，避免了瞬时断电对感性负载用电器设备的损伤甚至损毁；

2、自动恢复：所述保护器在外界温度降低时，又可自动减小装置整体电阻，恢复电路运行；

3、适应性好：通过外场可方便调控电阻内部微型电通路集成情况而进行灵敏度设计，从而适于不同使用情况。且具有良好的尺寸适用性；