專利名稱：具有正溫度系數(shù)的導(dǎo)電性聚合物,控制該聚合物的正溫度系數(shù)性質(zhì)的方法和使用該聚合 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有正溫度系數(shù)(PTC)的復(fù)合材料以及含有該P(yáng)TC復(fù)合材料的電子裝置。更具體地，本發(fā)明涉及PTC復(fù)合材料，該材料是將其上接枝有馬來(lái)酸酐的聚乙烯加入馬來(lái)酸酐中制得，目的是容易地控制開(kāi)關(guān)溫度(switching temperature)和斷閘時(shí)間。
背景技術(shù)：
PTC是指由于溫度的升高，電阻在一個(gè)比較窄的溫度范圍內(nèi)快速升高的性質(zhì)。PTC復(fù)合材料具有這樣的PTC性質(zhì)，經(jīng)常被用作電路保護(hù)元件，當(dāng)電路如加熱件，正特性(positive-characterized)熱敏電阻，點(diǎn)火傳感元件(ignitionsensor)，電池等發(fā)生短路時(shí)，限制電路中的電流。當(dāng)造成短路的原因消除時(shí)，電路保護(hù)元件使電路得以恢復(fù)。
采用PTC復(fù)合材料的另一個(gè)實(shí)例是其中至少兩個(gè)電極與該復(fù)合材料進(jìn)行電連接的復(fù)合材料。這樣的PTC元件用作防止過(guò)電流和過(guò)熱的元件，這種作用如上述的溫度的自我控制。
使用PTC元件的過(guò)電流保護(hù)機(jī)理如下。在室溫下，PTC復(fù)合材料具有足夠低的電阻，以保證電流流過(guò)電路。然而，如果由于短路而造成有高電流通過(guò)電路，該高電流引起了產(chǎn)生于PTC元件的焦耳熱(Joule heat)，由于PTC特性，焦耳熱使溫度升高并因此使元件的電阻增加。該電阻阻止電流通過(guò)元件，從而保護(hù)電路。通常稱之為限流特性。
此類PTC元件或PTC復(fù)合材料需要具有限流特性，即使在高電壓下也能重復(fù)工作。此外，限流特性提高的原因在于PTC元件起始電阻的充分下降和具有有效的PTC特性。
人們已經(jīng)研制出許多種類的PTC復(fù)合材料。作為實(shí)例，將一價(jià)或三價(jià)的金屬氧化物加入BaTiO3中制得PTC復(fù)合材料是公知的。然而，此類復(fù)合材料的問(wèn)題在于由于在出現(xiàn)PTC特性之后立刻顯示出NTC(負(fù)溫度系數(shù))特性，因此其允許小于1msec的電流通過(guò)。
作為一種選擇，還研制出一種PTC復(fù)合材料，其是通過(guò)將導(dǎo)電性粒子如炭黑，碳纖維，石墨或金屬粒子分散于有機(jī)聚合物如聚乙烯，聚丙烯或乙烯-丙烯酸共聚物中制備得到。通常將需要量的導(dǎo)電粒子混合入至少一種用作有機(jī)聚合物的樹(shù)脂中來(lái)制備此類PTC復(fù)合材料。
可參考例如US.Pat.No.3,243,753，US.Pat.No.3,823,217，US.Pat.No.3,950,604，US.Pat.No.4,188,276，US.Pat.No.4,272,471，US.Pat.No.4,414,301，US.Pat.No.4,425,397，US.Pat.No.4,426,339，US.Pat.No.4,427,877，US.Pat.No.4,429,216，US.Pat.No.4,442,139等。
另外，韓國(guó)專利公開(kāi)號(hào)為99-63872的文獻(xiàn)公開(kāi)了將導(dǎo)電粒子填料接枝到馬來(lái)酸酐接枝的聚乙烯上以制備PTC復(fù)合材料的技術(shù)。該P(yáng)TC復(fù)合材料可能顯示出與具有光滑表面的金屬電極有很強(qiáng)的粘結(jié)性，在重復(fù)循環(huán)后(即，由低電阻狀態(tài)變?yōu)楦唠娮锠顟B(tài)，然后返回)恢復(fù)其起始的或較低的電阻，并延長(zhǎng)斷閘狀態(tài)的時(shí)間。
然而，其中的任一篇文獻(xiàn)都沒(méi)有說(shuō)明通過(guò)將其上接枝有馬來(lái)酸酐的聚乙烯加入到結(jié)晶聚合物化合物中，以控制開(kāi)關(guān)溫度和斷閘時(shí)間的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過(guò)將其上接枝有馬來(lái)酸酐的低密度聚乙烯(LDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)加入到HDPE，LDPE，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)，乙烯-丙烯酸(EAA)或乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)中來(lái)控制開(kāi)關(guān)溫度和斷閘時(shí)間是可能的。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于容易地控制開(kāi)關(guān)溫度和斷閘時(shí)間的PTC復(fù)合材料，以及控制此類PTC特性的方法。
本發(fā)明的另一目的是使用過(guò)氧化交聯(lián)劑使導(dǎo)電性聚合物化合物進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，以提供具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和導(dǎo)電性的PTC復(fù)合材料。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種有機(jī)正溫度系數(shù)(PTC)復(fù)合材料，其包括有機(jī)聚合物；分散在100wt％的有機(jī)聚合物中的60-120wt％導(dǎo)電粒子；和加入到100wt％有機(jī)聚合物中用于交聯(lián)反應(yīng)的0.2-0.5wt％過(guò)氧化交聯(lián)劑，其中，所述的聚合物是將其上接枝有馬來(lái)酸酐的20-30wt％高密度聚乙烯(HDPE)或低密度聚乙烯(LDPE)加入到含有30-40wt％HDPE，20-40wt％LDPE和10-30wt％乙烯-丙烯酸(EAA)或乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)的聚烯烴組分中制備得到。
因此，通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整馬來(lái)酸酐接枝的聚乙烯的加入量可以控制開(kāi)關(guān)溫度和斷閘時(shí)間。
本發(fā)明的另一目的是提供控制有機(jī)PTC復(fù)合材料的正溫度系數(shù)(PTC)特性的方法，該有機(jī)PTC復(fù)合材料是將導(dǎo)電粒子如炭黑分散到含有30-40wt％高密度聚乙烯(HDPE)，20-40wt％低密度聚乙烯(LDPE)和10-30wt％乙烯-丙烯酸(EAA)或乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)的聚烯烴組分中，然后用過(guò)氧化交聯(lián)劑使聚烯烴組分發(fā)生交聯(lián)而制備得到的，其中該方法包括以下步驟將其上接枝有馬來(lái)酸酐的20-30wt％HDPE或LDPE加入到聚烯烴組分中，以控制開(kāi)關(guān)溫度(Ts)和斷閘時(shí)間。
此時(shí)，隨著馬來(lái)酸酐接枝的聚乙烯的加入量增加，開(kāi)關(guān)溫度和斷閘時(shí)間都下降。
本發(fā)明的另一方面也提供了一種電子裝置，包括PTC元件和一對(duì)可與電源分別相連的電極，當(dāng)與電源相連時(shí)，所述的電極允許電流通過(guò)PTC元件；所述的PTC元件含有有機(jī)聚合物，分散在100wt％的有機(jī)聚合物中的60-120wt％導(dǎo)電粒子，和加入到100wt％有機(jī)聚合物中用于交聯(lián)反應(yīng)的0.2-0.5wt％過(guò)氧化交聯(lián)劑；該有機(jī)聚合物是將其上接枝有馬來(lái)酸酐而成為馬來(lái)酸酐化合物的20-30wt％高密度聚乙烯(HDPE)或低密度聚乙烯(LDPE)加入到含有30-40wt％HDPE，20-40wt％LDPE和10-30wt％乙烯-丙烯酸(EAA)或乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)的聚烯烴組分中制備得到。
本發(fā)明建議的有機(jī)PTC(正溫度系數(shù))復(fù)合材料的電阻率在室溫下為0.8-2.0Ω-cm，表現(xiàn)出優(yōu)越的耐溫特性和電流-時(shí)間特性，在反復(fù)升高和降低溫度后，仍然保持了起始狀態(tài)的比電阻。
更具體地，將導(dǎo)電粒子填料如炭黑和馬來(lái)酸酐接枝的LDPE(或HDPE)加入到含有HDPE，LDPE，EEA(乙烯-丙烯酸乙酯共聚物)，EVA(乙烯-乙酸乙烯酯)，EAA(乙烯-丙烯酸)等的有機(jī)聚合物化合物中，然后用交聯(lián)劑使混合物發(fā)生交聯(lián)，制備得到有機(jī)PTC復(fù)合材料。該P(yáng)TC復(fù)合材料還可另外包括抗氧化劑，惰性填料，穩(wěn)定劑，分散劑等。
本發(fā)明的有機(jī)聚合物含有30-40wt％HDPE，20-40wt％LDPE和10-30wt％EAA，EVA或EEA。
加入到有機(jī)聚合物中的馬來(lái)酸酐接枝的HDPE或LDPE的適宜的量?jī)?yōu)選是20-30wt％。
鎳粉末，金屑，銅粉末，銅的銀化粉末，金屬合金粉末，炭黑，炭粉末或石墨可以用作導(dǎo)電性粒子填料。其中，本發(fā)明最優(yōu)選炭黑作為導(dǎo)電性粒子填料。
碳黑的加入量?jī)?yōu)選約為有機(jī)聚合物重量的30-60wt％。
用于交聯(lián)反應(yīng)的過(guò)氧化交聯(lián)劑的適宜加入量約為0.3-0.8wt％。
另外，作為附加試劑，抗氧化劑的優(yōu)選加入量是0.2-0.5wt％。
上述有機(jī)PTC復(fù)合材料可被放置在兩個(gè)金屬膜電極之間制成具有PTC特性的電子裝置。

圖1描述了具有PTC特性的電子裝置。如圖1所示，該電子裝置包括兩個(gè)金屬膜電極1和結(jié)合于其間的PTC元件2。PTC元件2含有上述的有機(jī)PTC復(fù)合材料。
金屬電極優(yōu)選使用鍍銅或鍍鎳。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明參照以下的描述，隨后的權(quán)利要求和附圖可以更好地理解本發(fā)明的這些和其他特點(diǎn)，方面和優(yōu)點(diǎn)，附圖中的組成部分用附圖標(biāo)記表示。在附圖中圖1是表示本發(fā)明的電子裝置的剖面圖；圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施例1至4的復(fù)合材料的耐溫特性的圖表；圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施例2，5，6和7的復(fù)合材料的耐溫特性的圖表；和圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施例5和7的復(fù)合材料和沒(méi)有使用交聯(lián)劑的比較實(shí)施例的耐溫特性的圖表。
具體實(shí)施例方式
以下將詳細(xì)敘述PTC復(fù)合材料和使用本發(fā)明的PTC復(fù)合材料制造電子裝置的方法。
將含有有機(jī)聚合物，分散在100wt％的該有機(jī)聚合物中的60-120wt％導(dǎo)電性粒子和加入到100wt％的有機(jī)聚合物中用于交聯(lián)反應(yīng)的0.2-0.5wt％交聯(lián)劑的混合物在高于熔點(diǎn)的溫度下，在Banbury混合器中混合20-30分鐘，其中所述的有機(jī)聚合物是將其上接枝有馬來(lái)酸酐的20-30wt％高密度聚乙烯(HDPE)或低密度聚乙烯(LDPE)加入到含有30-40wt％HDPE，20-40wt％LDPE和10-30wt％乙烯-丙烯酸(EAA)或乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)的聚烯烴組分中制備得到。
在140℃，將混合的混合物在300kg/cm2的壓力下模壓2小時(shí)制得5mm厚度的PTC元件。
PTC元件在適宜的溫度下與金屬電極粘結(jié)，然后進(jìn)行交聯(lián)和冷卻直到得到圖1所示的電子裝置。
電子裝置具有被兩個(gè)金屬膜電極圍繞的PTC元件(或?qū)щ姀?fù)合物)，其中金屬電極的厚度為15-50μm，PTC元件的厚度是150-400μm。所得電子裝置為圓盤(pán)型，更優(yōu)選為在其中心有適宜大小的洞的環(huán)形。
現(xiàn)在詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式。
實(shí)施例1將70wt％的炭黑，0.3wt％抗氧化劑和0.2wt％過(guò)氧化交聯(lián)劑加入到100wt％的有機(jī)聚合物中以制備有機(jī)PTC復(fù)合材料，其中該聚合物含有密度為0.95-0.965g/cm3和熔融指數(shù)為3-6的35wt％HDPE(高密度聚乙烯)，35wt％密度為0.90-0.93g/cm3和熔融指數(shù)為3-6的LDPE，和30wt％的EVA(乙烯-乙酸乙烯酯)。
實(shí)施例2將70wt％的炭黑，0.3wt％抗氧化劑和0.2wt％過(guò)氧化交聯(lián)劑加入到100wt％的有機(jī)聚合物中以制備有機(jī)PTC復(fù)合材料，其中該聚合物含有密度為0.95-0.965g/cm3和熔融指數(shù)為3-6的的30wt％HDPE(高密度聚乙烯)，密度為0.90-0.93g/cm3和熔融指數(shù)為3-6的30wt％LDPE，10wt％的EVA，以及其上接枝有馬來(lái)酸酐，密度為0.90-0.93g/cm3和熔融指數(shù)為3-6的30wt％LDPE。
實(shí)施例3將70wt％的炭黑，0.3wt％抗氧化劑和0.2wt％過(guò)氧化交聯(lián)劑加入到100wt％的有機(jī)聚合物中以制備有機(jī)PTC復(fù)合材料，其中，該聚合物含有密度為0.95-0.965g/cm3和熔融指數(shù)為3-6的的35wt％HDPE(高密度聚乙烯)，密度為0.90-0.93g/cm3和熔融指數(shù)為3-6的35wt％LDPE，10wt％的EVA，以及其上接枝有馬來(lái)酸酐、密度為0.90-0.93g/cm3和熔融指數(shù)為3-6的20wt％LDPE。
實(shí)施例4將70wt％的炭黑，0.3wt％抗氧化劑和0.2wt％過(guò)氧化交聯(lián)劑加入到100wt％的有機(jī)聚合物中以制備有機(jī)PTC復(fù)合材料，其中，該聚合物含有密度為0.95-0.965g/cm3和熔融指數(shù)為3-6的40wt％HDPE(高密度聚乙烯)，密度為0.90-0.93g/cm3和熔融指數(shù)為3-6的40wt％LDPE，10wt％的EVA，以及其上接枝有馬來(lái)酸酐、密度為0.90-0.93g/cm3和熔融指數(shù)為3-6的10wt％LDPE。
實(shí)施例5將70wt％的炭黑，0.3wt％抗氧化劑和0.2wt％過(guò)氧化交聯(lián)劑加入到100wt％的有機(jī)聚合物中以制備有機(jī)PTC復(fù)合材料，其中，該聚合物含有密度為0.95-0.965g/cm3和熔融指數(shù)為3-6的30wt％HDPE(高密度聚乙烯)，密度為0.90-0.93g/cm3和熔融指數(shù)為3-6的30wt％LDPE，10wt％的EVA，以及其上接枝有馬來(lái)酸酐、密度為0.95-0.965g/cm3和熔融指數(shù)為3-6的30wt％HDPE。
實(shí)施例6將70wt％的炭黑，0.3wt％抗氧化劑和0.2wt％過(guò)氧化交聯(lián)劑加入到其上接枝有馬來(lái)酸酐、密度為0.90-0.93g/cm3和熔融指數(shù)為3-6的100wt％LDPE中，制備有機(jī)PTC復(fù)合材料。
實(shí)施例7將70wt％的炭黑，0.3wt％抗氧化劑和0.2wt％過(guò)氧化交聯(lián)劑加入到其上接枝有馬來(lái)酸酐、密度為0.95-0.965g/cm3和熔融指數(shù)為3-6的100wt％HDPE中，制備有機(jī)PTC復(fù)合材料。
比較實(shí)施例1實(shí)施例2的有機(jī)聚合物中不加入過(guò)氧化交聯(lián)劑，制備未發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的PTC復(fù)合材料。
比較實(shí)施例2實(shí)施例5的有機(jī)聚合物中不加入過(guò)氧化交聯(lián)劑，制備未發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)制備PTC復(fù)合材料。
以下是每一實(shí)施例和每一比較實(shí)施例的PTC復(fù)合材料的耐溫特性和電流-時(shí)間特性的測(cè)試。
測(cè)試1用于測(cè)試耐溫特性的測(cè)試方法和試驗(yàn)設(shè)備如下1)測(cè)試樣品使實(shí)施例1-4的PTC復(fù)合材料與金屬電極結(jié)合，結(jié)合的裝置在受壓條件下交聯(lián)20-30分鐘，然后冷卻10分鐘，得到測(cè)試1的樣品。
2)測(cè)試方法-測(cè)試溫度范圍-40℃～180℃-測(cè)試溫度間隔10℃-在每一測(cè)試溫度的等待時(shí)間15分鐘3)試驗(yàn)設(shè)備-腔內(nèi)溫度升高/降低速率至少1℃/分鐘-電阻測(cè)量裝置HP34401A(測(cè)試電流小于1mA，測(cè)量范圍0.1mΩ-100MΩ)對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中測(cè)試樣品的耐溫特性的測(cè)試1的結(jié)果如圖2所示。
正如圖2所示，可以容易地理解，PTC復(fù)合材料的開(kāi)關(guān)溫度隨著接枝有馬來(lái)酸酐的聚烯烴的加入量的下降而升高。換句話說(shuō)，很容易發(fā)現(xiàn)實(shí)施例4的開(kāi)關(guān)溫度高于實(shí)施例2的開(kāi)關(guān)溫度。這時(shí)，開(kāi)關(guān)溫度是指隨著溫度的改變，電阻突然升高的點(diǎn)的溫度。因此，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到可以通過(guò)調(diào)節(jié)其上接枝有馬來(lái)酸酐的聚烯烴的加入量來(lái)確定所需要的溫度。
另外，將耐溫特性反復(fù)測(cè)量過(guò)的電阻(R2)與測(cè)量前的電阻(R0)進(jìn)行比較。在直到1000次測(cè)試的每一次測(cè)試中，本發(fā)明的電子裝置保持R2/R0比值小于2.0，優(yōu)選是1.0-2.0。
而且，即使當(dāng)最大電阻與室溫電阻的比值大于106時(shí)，電子裝置也保持R2/R0比值在1.0-2.0之間。
測(cè)試2用于測(cè)試電流-時(shí)間特性的測(cè)試方法和試驗(yàn)設(shè)備如下。
1)測(cè)試樣品使實(shí)施例1-7的PTC復(fù)合材料與金屬電極結(jié)合，該結(jié)合的裝置在受壓條件下交聯(lián)20-30分鐘，然后冷卻10分鐘，得到用于測(cè)試2的測(cè)試樣品。
2)測(cè)試方法-設(shè)定電壓15V DC(根據(jù)條件)-設(shè)定電流10A DC(根據(jù)條件)-測(cè)量時(shí)間間隔10ms3)試驗(yàn)設(shè)備-電源20V/40A DC-電壓和電流測(cè)量裝置使用分流器(shunt)(1.01V/0.01A分辨率)4)斷閘時(shí)間斷閘時(shí)間定義為故障電流減少1/2的時(shí)間。例如，如果電壓和電流設(shè)定為15V/10A，斷閘時(shí)間是將電流減少為5A所需要的時(shí)間。這時(shí)，PTC元件的電阻變?yōu)?Ω。
對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中測(cè)試樣品的電流-時(shí)間特性的測(cè)試2的結(jié)果見(jiàn)下表。
表1

如表1所示，很容易理解，隨著其上接枝有馬來(lái)酸酐的聚烯烴的加入量的減少，PTC復(fù)合材料的斷閘時(shí)間減少。具體是，隨著其上接枝有馬來(lái)酸酐的LDPE的加入量的減少，PTC復(fù)合材料的斷閘時(shí)間減少。然而，如果PTC復(fù)合材料只是由其上接枝有馬來(lái)酸酐的聚乙烯組成，如實(shí)施例6和7，斷閘時(shí)間卻傾向于增加。
另外，將耐溫特性反復(fù)測(cè)量后的電阻(R1)與測(cè)量前的電阻(R0)進(jìn)行比較。在直到1000次測(cè)試的每一次測(cè)試中，本發(fā)明的電子裝置保持R1/R0比值小于1.5，優(yōu)選是1.0-1.5。
而且，在電流-時(shí)間特性測(cè)試中，在處于斷閘狀態(tài)的10小時(shí)后，電子裝置也保持比值R1/R0在1.0-2.5之間。
測(cè)試3以與測(cè)試1相同的方法測(cè)試含有實(shí)施例2和5中PTC復(fù)合材料的電子裝置的耐溫特性和含有比較實(shí)施例1和2中未發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的PTC復(fù)合材料的電子裝置的耐溫特性。
測(cè)試3的結(jié)果見(jiàn)圖4。如圖4所示，實(shí)施例2和5中經(jīng)過(guò)交聯(lián)反應(yīng)的電子裝置在高于140℃的溫度下保持了大于1000Ω的電阻，而比較實(shí)施例的電子裝置在高于140℃的溫度下電阻小于1000Ω。
換句話說(shuō)，假設(shè)電子裝置在高于140℃的溫度下電阻是R3，室溫下的起始電阻為R0，實(shí)施例2和5的電子裝置保持R3/R0比值大于105，比較實(shí)施例的電子裝置的R3/R0比值小于105。
工業(yè)實(shí)用性因此，使用本發(fā)明的有機(jī)PTC復(fù)合材料的電子裝置的優(yōu)勢(shì)是可以通過(guò)調(diào)節(jié)其上接枝有馬來(lái)酸酐的聚乙烯的加入量來(lái)控制所需的PTC特性。
具體是，隨著馬來(lái)酸酐接枝的聚乙烯的加入量的減少，開(kāi)關(guān)溫度升高，斷閘時(shí)間下降。
另外，與其他沒(méi)有經(jīng)過(guò)交聯(lián)反應(yīng)的電子裝置相比，使用過(guò)氧化交聯(lián)劑進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)的本發(fā)明的電子裝置表現(xiàn)出優(yōu)越的熱穩(wěn)定性。
本發(fā)明的有機(jī)PTC復(fù)合材料，控制PTC復(fù)合材料的方法和含有PTC復(fù)合材料的電子裝置已經(jīng)作了詳細(xì)描述。然而，應(yīng)該理解的是，闡述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的具體描述和具體實(shí)施例僅是示例性的，原因是根據(jù)該詳細(xì)說(shuō)明，在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的不同改變和改進(jìn)對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.有機(jī)正溫度系數(shù)(PTC)復(fù)合材料，其通過(guò)將導(dǎo)電粒子分散到有機(jī)聚合物中而實(shí)現(xiàn)PTC特性，其特征在于，所述的導(dǎo)電性復(fù)合材料包括加入到100wt％有機(jī)聚合物中用于交聯(lián)反應(yīng)的0.2-0.5wt％過(guò)氧化交聯(lián)劑，且其中所述的有機(jī)聚合物包括(1)聚烯烴組分，其含有30-40wt％高密度聚乙烯(HDPE)，20-40wt％的低密度聚乙烯(LDPE)和10-30wt％乙烯-丙烯酸(EAA)或乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)；和(2)加入到聚烯烴組分中的、其上接枝有馬來(lái)酸酐的20-30wt％HDPE或LDPE，通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)馬來(lái)酸酐接枝的聚乙烯的加入量，能控制開(kāi)關(guān)溫度和斷閘時(shí)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)PTC復(fù)合材料，其特征在于，所述的100wt％的有機(jī)聚合物還分散有60-120wt％導(dǎo)電粒子。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機(jī)PTC復(fù)合材料，其特征在于，所述的有機(jī)PTC復(fù)合材料進(jìn)一步包括抗氧化劑，該抗氧化劑的量占有機(jī)聚合物重量的0.2-0.5wt％。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機(jī)PTC復(fù)合材料，其特征在于，所述的有機(jī)PTC復(fù)合材料的室溫電阻率為0.8-2.0Ω-cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有機(jī)PTC復(fù)合材料，其特征在于，所述的有機(jī)PTC復(fù)合材料的室溫電阻率為0.8-2.0Ω-cm。
6.控制有機(jī)PTC復(fù)合材料的正溫度系數(shù)(PTC)特性的方法，所述的有機(jī)PTC復(fù)合材料是通過(guò)將導(dǎo)電粒子如炭黑分散到聚烯烴組分中，然后用過(guò)氧化交聯(lián)劑交聯(lián)聚烯烴組分制備得到的，所述的聚烯烴組分含有30-40wt％高密度聚乙烯(HDPE)，20-40wt％低密度聚乙烯(LDPE)和10-30wt％的乙烯-丙烯酸(EAA)或乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)，其特征在于，所述的方法包括以下步驟將其上接枝有馬來(lái)酸酐的20-30wt％的HDPE或LDPE加入到所述的聚烯烴組分中，以控制開(kāi)關(guān)溫度(Ts)和斷閘時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的控制有機(jī)PTC復(fù)合材料的正溫度系數(shù)(PTC)特性的方法，其特征在于，隨著所述馬來(lái)酸酐接枝的聚乙烯的加入量的增加，所述的開(kāi)關(guān)溫度下降，所述的斷閘時(shí)間增加。
8.電子裝置，包括(1)PTC元件，其包括a)有機(jī)聚合物，該聚合物是將其上接枝有馬來(lái)酸酐的20-30wt％高密度聚乙烯(HDPE)或低密度聚乙烯(LDPE)加入到含有30-40wt％HDPE，20-40wt％LDPE和10-30wt％乙烯-丙烯酸(EAA)或乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)的聚烯烴組分中制備得到的；b)分散在100wt％有機(jī)聚合物中的60-120wt％導(dǎo)電粒子；和c)加入到100wt％有機(jī)聚合物中用于交聯(lián)反應(yīng)的0.2-0.5wt％過(guò)氧化交聯(lián)劑，和(2)一對(duì)可分別與電源相連的電極，當(dāng)與電源相連時(shí)，所述的電極允許電流通過(guò)PTC元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子裝置，其特征在于，在斷閘時(shí)間設(shè)定為所述電子裝置的電阻變?yōu)?0Ω時(shí)的時(shí)間和施加的過(guò)載電流設(shè)定為5A的條件下，以1000次連續(xù)的循環(huán)試驗(yàn)測(cè)試所述電子裝置的電流-時(shí)間特性，在每一次測(cè)試中R1/R0比值保持在1.0-1.5之間，其中R1是測(cè)試后的電阻，R0是測(cè)試前的電阻。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子裝置，其特征在于，在所述的電流-時(shí)間特性測(cè)試中，自電子裝置處于斷閘狀態(tài)達(dá)10小時(shí)以后，R1/R0比值保持在1.0-2.5之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子裝置，其特征在于，當(dāng)以10次連續(xù)循環(huán)試驗(yàn)測(cè)試所述電子裝置的耐溫特性時(shí)，在每一次測(cè)試中R2/R0比值保持在1.0-2.0之間，其中R2是測(cè)試后的電阻，R0是測(cè)試前的電阻。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子裝置，其特征在于，即使當(dāng)最大電阻與室溫電阻的比值大于106時(shí)，R2/R0比值也保持在1.0-2.0之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子裝置，其特征在于，在耐溫測(cè)試中，140℃溫度下R3/R0比值保持大于105或更大，其中R3是峰值電阻，R0是起始電阻。
全文摘要
PTC導(dǎo)電性聚合組合物，包括含有聚烯烴組分的有機(jī)聚合物，占有機(jī)聚合物重量的60－120wt％、分散在有機(jī)聚合物中的導(dǎo)電粒子；和占有機(jī)聚合物重量的0.2－0.5wt％、加入到有機(jī)聚合物中用于交聯(lián)反應(yīng)的過(guò)氧化交聯(lián)劑，所述的聚烯烴組分基本由30－40w％高密度聚乙烯(HDPE)，20－40w％低密度聚乙烯(LDPE)，10－30wt％乙烯－丙烯酸(EAA)或乙烯－乙酸乙烯酯(EVA)以及20－30w％變性為馬來(lái)酸酐化合物的高密度或低密度聚乙烯所組成。因此通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整變性為馬來(lái)酸酐化合物的聚乙烯的加入量，使控制PTC特性如開(kāi)關(guān)溫度和斷閘時(shí)間成為可能。
文檔編號(hào)C08K5/00GK1547749SQ02816642
公開(kāi)日2004年11月17日 申請(qǐng)日期2002年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月25日
發(fā)明者金道潤(rùn), 李鐘昊, 崔水安, 韓畯九, 高昌模 申請(qǐng)人:Lg電線有限公司