[发明专利]低温快速过电流保护元器件及其制造方法

权利要求书

1.一种低温快速过电流保护元器件，其包含两个金属箔片（2，2’）和一个PTC材料层（1），其特征在于：上、下两金属箔片（2，2’）的粗糙性表面与PTC材料层（1）为直接性物理接触，所述PTC材料层（1）介于所述上、下两金属箔片（2，2’）之间，且电阻率小于0.3Ω.cm，该PTC材料包含：

至少一种结晶性聚合物；

导电碳黑，平均粒径介于25nm～85nm之间，吸油量介于50cc/100gm～130cc/100gm之间，且均匀分散于所述至少一结晶性聚合物中；

相容剂，为接枝改性聚合物，其熔点在55℃～70℃之间； 

其中，至少一结晶性聚合物为茂金属催化的烯烃类聚合物，熔点在80℃～95℃之间，结晶度在10%～25%之间，密度在0.813g/cm³～0.913g/cm³之间。

2.根据权利要求1所述的低温快速过电流保护元器件，其特征在于：所述的烯烃类聚合物为聚乙烯，所述PTC材料层按重量份计包括下述组份：

聚乙烯     150～240

相容剂     25～105

导电碳黑   286份。

3.根据权利要求1或2所述的一种低温快速过电流保护元器件，其特征在于：所述的相容剂为马来酸酐接枝改性的线性低密度聚乙烯。

4.根据权利要求1或2所述的低温快速过电流保护元器件，其特征在于：所述上、下两金属箔片（2，2’）与上、下两金属电极（3，3’）通过焊料经过回流焊方式接合成一组件，所述上、下两金属电极（3，3’）与电源连接形成一导电回路。

5.针对权利要求1至4之一所述的低温快速过电流保护元器件的制造方法，其特征在于包括依下述步骤：

步骤一：各组份按比例配料称量；

步骤二：将密炼机进料温度设定为115～125℃，向密炼机中加入结晶性聚合物，转速20～30转/min，密炼时间3～8min；

步骤三：加入部分导电碳黑，密炼时间3～8min，再加入剩余部分导电碳黑，密炼时间3～8min，逐渐在3min内降低温度至110℃，加入相容剂密炼6～10min，出料，制成具有PTC特性的导电材料； 

步骤四：将导电材料用开炼机制成厚度为0.10～0.20mm的芯片，即PTC材料层（1）；

步骤五：将PTC材料层（1）放入框模中，上、下均放上金属箔片（2，2’），进行压合，制得复合片状PTC芯材。

6.根据权利要求5所述的低温快速过电流保护元器件的制造方法，其特征在于：将复合片状PTC芯材冲压成芯片，对芯片进行退火处理，直接从烘箱取出，再在130℃～210℃的焊接温度中对芯片上、下两表面分别焊接两个金属电极（3，3’），制成条状式的PTC过流保护元器件初品；冷却后，使用45～55KHz超声波对其震荡，然后用γ射线（Co⁶⁰）或电子束辐照交联，剂量为5～8Mrad，最后，再对其使用35～45KHz超声波震荡，制成PTC过流保护元器件。

7.根据权利要求5所述的低温快速过电流保护元器件的制造方法，其特征在于：步骤五中，所述的压合条件为：先在真空压机中，压合温度155～165℃，压力5～10MPa，时间10～20min，取出后再在冷压机中，压合压力3～5MPa，时间5～10min。