[发明专利]耐高电压、载荷钝感型PTC热敏电阻器及其制造方法

权利要求书

1.一种耐高电压、载荷钝感型PTC热敏电阻器，由高分子复合材料芯层，复合于芯层两面的导电金属箔片组成，高分子复合材料芯层由包括高分子聚合物、导电填料、电弧抑制剂、无机填料和加工助剂混合制备而成，其特征在于：所述的高分子聚合物为热变形温度大于60℃（0.45MPa），维卡软化点温度>80℃，拉申屈服强度>15Mpa分子结构规整性较大的结晶性高分子聚合物，包括聚乙烯（PE）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚甲醛(POM)、聚苯硫醚(PPS)结晶性高分子聚合物中的一种或二种以上的组合物；

所述的导电填料为球状或椭圆状半增强导电炭黑中的一种或其组合物，所述的半增强导电炭黑的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的吸收值小于120cc/100g，灰分含量小于0.5%；

所述的无机填料为包括纳米蒙脱土的层状矿物填料、纳米碳酸钙、微米碳酸钙、玻璃纤维中的一种或二种以上组合物；

其中，所述高分子复合材料芯层各组分按重量百分比组成如下：

高分子聚合物    35～50%    

导电填料        40～60%

其他填料        1～10%

加工助剂        0.05～5%。

2.根据权利要求1所述的耐高电压、载荷钝感型PTC热敏电阻器，其特征在于，所述高分子聚合物为组合物时，以结晶度大于85%高分子聚合物为主，结晶度大于65%高分子聚合物为辅助高分子聚合物，辅助高分子聚合物中至少含有一种重均分子量超过100万的超高分子量聚乙烯。

3.根据权力要求1或2所述的耐高电压、载荷钝感型PTC热敏电阻器，其特征在于：所述高分子聚合物的DSC半峰宽不超过10℃，且任意两种分子结构规整性较大的结晶性高分子聚合物的DSC峰值温度之差小于10℃。

4.根据权利要求1或2所述的耐高电压、载荷钝感型PTC热敏电阻器，其特征在于：所述高分子聚合物经表面处理或接枝马来酸酐处理，所述炭黑经硅烷类或铝酸酯偶联剂处理，其中，偶联剂处理先在200～300℃惰性气体中3～5h，然后用偶联剂处理。

5.根据权利要求1所述的耐高电压、载荷钝感型PTC热敏电阻器，其特征在于：所述的导电填料为低结构的炭黑，任意一种炭黑。

6.根据权利要求1所述的耐高电压、载荷钝感型PTC热敏电阻器，其特征在于：

所述半增强导电炭黑的粒径为80～120纳米，邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收值为70～120 cc/100g， BET氮气吸收法比表面积<35m²/g；灰分含量<0.5m²/g。

7.根据权利要求1所述的耐高电压、载荷钝感型PTC热敏电阻器，其特征在于：所述的电弧抑制剂为含有结晶水的氢氧化铝或含有结晶水的氢氧化镁。

8.根据权利要求7所述的耐高电压、载荷钝感型PTC热敏电阻器，其特征在于：所述的电弧抑制剂先经100～120℃惰性气体处理3～5h，然后用硅烷类或钛酸酯偶联剂处理。

9.根据权利要求1至8之一所述的耐高电压、载荷钝感型PTC热敏电阻器的制备方法，依下述步骤：

第一，将高分子聚合物及加工助剂按所述配比混合造粒、压延成片材；

第二，片材的上下二面与导电金属箔片复合尺寸长200mm，宽150mm，厚度为0.1～1.0mm的板材；

第三，上述板材用γ射线（Co60）或电子束辐照交联，剂量为5～100Mrad，然后根据需要裁切成规定尺寸的芯片即得耐高电压、载荷钝感型PTC热敏电阻器成品。

10.根据权利要求9所述的耐高电压、载荷钝感型PTC热敏电阻器的制备方法，其特征在于：所述高分子聚合物及加工助剂按所述配比混合造粒采用带侧喂料系统的双螺杆混合挤出造粒、再经单螺杆挤出与压延复合一体化机配合制得，其中：先将其他混合均匀的填料置于侧喂料系统，高分子聚合物先经双螺杆于160～220℃中熔融，经与侧位输入之其他填料熔融混合均匀挤出造粒，再通过单螺杆挤出的同时用一体化机把导电金属箔片复合于芯层的上下两个表面制成。