[发明专利]一种高分子PTC复合材料及由所述材料制作高分子PTC芯片的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于过电流保护的电子元器件材料，具体说，是涉及一种高分子PTC复合材料及由所述材料制作高分子PTC芯片的方法。

背景技术

高分子PTC复合材料主要由高分子聚合物以及分散在其内部的导电填料组成，在较低的温度时，呈现较低的电阻率，而当温度升高到其高分子聚合物熔点以上，也就是所谓的“关断”温度时，聚合物由于晶区熔化，由相转变产生体积骤然膨胀，导致电阻率急骤升高。目前常用的聚合物材料包括聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、EVA、EAA、EBA等热塑性树脂，导电填料包括炭黑、石墨、炭纤维、镍粉、碳化钛粉、碳化钨粉等。还包括一些加工助剂，分散剂，抗氧剂，阻燃剂，偶联剂，交联剂等。这类材料已制成热敏电阻器，应用于电路的过电流保护设置，在现代电子电气领域已得到广泛应用，此类复合材料及其构成的电子元器件一般统称为高分子PTC（正温度系数）材料/元件。

目前，在高分子PTC材料的合成制造中使用的主要高分子树脂是热塑性树脂。将热塑性树脂在高温熔融状态加入导电填料，经分散混合、压延成型、贴合金属箔片电极制成高分子PTC芯片。但是，热塑性树脂需要在高温熔融状态下才能与导电填料混合和加工，工艺复杂，不易控制，给高分子PTC的生产制造带来极大不便。

中国专利CN200610148189.4公开了一种以热固性树脂为基材、镍粉为导电粒子和其他助剂制备高分子PTC复合材料及其制备方法，虽然该专利技术可克服热塑性树脂制作高分子PTC复合材料所存在的一系列缺陷，具有工艺简单易行的优点，但此专利技术受制于热固性树脂膨胀系数较小，没有明显相转变的限制，不能得到PTC特性明显的产品，并且仅能以镍粉为导电粒子，适用范围窄，且在混炼过程中需要加温，在工业化中仍有局限性。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种加工工艺简单、电阻低、适用范围广、PTC强度高的高分子PTC复合材料及由所述材料制作高分子PTC芯片的方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高分子PTC复合材料，由热固性树脂、固化剂、高分子填料、金属导电粒子及其它助剂按如下质量百分比组成：

上述各组分的质量百分比之和为100%；所述热固性树脂为环氧树脂；所述固化剂选自酸酐类固化剂、脂肪族胺类固化剂、脂肪族酰胺类固化剂、芳香族叔胺类固化剂、硼胺类固化剂、双氰胺类固化剂中的一种或其组合物；所述高分子填料为结晶或半结晶性高分子聚合物；所述其它助剂选自固化促进剂、阻燃剂、增容剂中的一种或其组合物。

作为一种优选方案，所述环氧树脂的环氧值0.30～0.60。

作为一种优选方案，所述固化剂为酸酐类固化剂或双氰胺类固化剂。

作为一种优选方案，所述高分子填料选自结晶或半结晶性的聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、乙烯丙烯酸共聚物及尼龙中的一种或其组合物。

作为进一步优选方案，所述高分子填料为聚乙烯。

作为一种优选方案，所述高分子填料所占的质量百分比为5％～15％。

作为一种优选方案，所述金属导电粒子选自镍粉、银粉及不锈钢粉中的一种或其组合物。

作为一种优选方案，所述金属导电粒子所占的质量百分比为60％～90％。

作为一种优选方案，所述其它助剂所占的质量百分比为1％～5％。

一种由所述高分子PTC复合材料制作高分子PTC 芯片的方法，其特征在于，包括如下步骤：在室温下，将所述热固性树脂、固化剂、高分子填料、金属导电粒子和其它助剂按配比放入容器中，机械搅拌5～10分钟，然后利用三辊机研磨1～3次，制得混合均匀的浆料；将所述浆料涂覆于一层金属箔电极表面，然后再覆盖上另一层金属箔电极；在平板硫化机上热压固化成型，制得高分子PTC复合材料板材；切割成高分子PTC芯片。

与现有技术相比，本发明具体如下显著效果：