本发明专利技术涉及导电性聚合物组合物及其制备的过电流保护元件，所述聚合物组合物中各组份的重量百分比含量包括：结晶性高分子聚合物5-30%；导电金属填充材料50-95%；高分子蜡1-20%，其中，所述的导电金属填料为镍粉、银粉、金粉中的一种多种的组合物。利用所述的导电性聚合物制备过电流保护元件方法如下：第一，依序将所述的组合物经过混炼、拉片；第二，在片材的上下两面压合上金属箔片；第三，辐照、冲片成型符合尺寸要求的芯片；第四，在芯片上焊上镍片作为引出电极而得到所需的过电流保护元件。优点是：由该导电性聚合物制备的过电流保护元件具有低的室温电阻及优良耐环境性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种导电性聚合物及过电流保护元件，具体地说，本专利技术涉及一种具有正温度系数(PTC)特性的导电性聚合物组合物及其制备的过电流保护元件。
技术介绍
聚合物和分散在聚合物中的导电填充材料组成的导电性聚合物以及由此导电性聚合物制备的具有正温度系数(PTC)特性的过电流保护元件技术已是大家所熟知的。通常，PTC导电性聚合物是由一种或一种以上的结晶聚合物及一导电填充材料组成，该导电填充材料均匀分散于该聚合物中。导电填充材料可以为聚乙烯、乙烯类共聚物、氟聚合物中的一种或其中几种的混合物；导电填充材料可以为碳黑、金属颗粒或无机陶瓷粉末。此类导电性聚合物的PTC特性（电阻值随温度上升而增加）被认为是由于熔融时结晶聚合物的膨胀导致导电粒子所形成的导电通道断开造成的。在现有已公开的技术中，最普遍的是将碳黑作为导电填充材料，但是将碳黑作为导电填充材料制备的导电性聚合物难以得到很低的室温电阻率，特别是将该聚合物用来制备电池（组）的过电流保护元件时，将不能器件小型化、低的室温电阻的要求。虽然，将金属颗粒（如镍粉）作为导电填充材料可以制得较低室温电阻率的导电性聚合物，但是用此类导电性聚合物制备的过电流保护元件，其耐环境性能较差，具体地说，就是元件在高温放置过程中，随着时间的延长，元件的室温电阻会逐步上升，直至失效。我们推断其原因可能是由于作为导电填料的金属粉氧化，形成导电性低的金属氧化物所致。为此，本专利技术公开一种具有正温度系数特性的导电性聚合物材料，不仅具有十分低的室温电阻率，并且当用作过电流保护元件时，具有优良的耐环境性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种具有正温度系数特性的导电性聚合物组合物。本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供利用上述导电性聚合物组合物制备的过电流保护元件，该元件不仅具有十分低的室温电阻，并且具有优良的耐环境性能。本专利技术解决上述技术问题采取的技术方案是：一种导电性聚合物组合物，其中，所述聚合物组合物中各组份的重量百分比含量包括：结晶性高分子聚合物 5～30%导电金属填充材料 50～95%高分子蜡 1～20%，其中，所述的导电金属填料为镍粉、银粉、金粉中的一种多种的组合物。具体的，结晶性高分子聚合物的用量可以为5、8、10、12、15、18、20、22、25、28或30%；导电金属填充材料的用量可以为50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%；-->高分子蜡的用量可以为1、1.05、1.1、1.2、1.5、1.8、2、5、8、10、12、15、18或20%。在上述方案基础上，所述的结晶性高分子聚合物为聚乙烯、乙烯类共聚物、氟聚合物（如PVDF）中的一种或一种以上的混合物，其中，所述的乙烯类共聚物包括乙烯-丙烯酸丁酯共聚物（EBA）、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物（EMA）、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）中的一种或一种以上的组合物。结晶性高分子聚合物所占的重量百分比优选为5～20%。在上述方案基础上，所述的导电金属填料为镍粉，如INCO公司的T210、T240、T255、T287、CNP525等，导电金属填料在聚合物组合物中所占的比例优选70～90%。在上述方案基础上，所述的导电金属填料优选为镍粉，更优选为一种具有链珠状结构的镍粉。在上述方案基础上，为了防止导电金属填充材料的氧化，提高元件的耐环境性能，需要添加适量的导电金属填充材料的防氧化处理剂对所述的导电金属粉进行防氧化处理。所述的导电镍粉，为经防氧化处理剂进行防氧化处理后的镍粉。在上述方案基础上，所述的防氧化处理剂为硅烷偶联剂，优选伯胺基的硅烷偶联剂，用量为镍粉重量的0.5～10%。在上述方案基础上，所述的防氧化处理剂用量为镍粉重量的1～5%。在上述方案基础上，所述的对镍粉进行防氧化处理的方法是：将镍粉浸入硅烷偶联剂的溶液中，用干式搅拌机进行搅拌，待搅拌均匀后，置于真空烘箱中干燥除去溶剂，得到防氧化处理过的镍粉。在上述方案基础上，为提高导电填料在聚合物基体中的分散均匀性，所述的高分子腊是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）蜡。所述高分子蜡所占的重量百分比优选为1～2%。利用上述的导电性聚合物组合物的制备过电流保护元件方法，包括下述步骤：第一步：依序将聚合物的各组分经过混炼、拉片；第二步：在片材的上、下两面压合上金属箔片；第三步：辐照、冲片成型符合尺寸要求的芯片；第四步：在芯片上焊上镍片作为引出电极，而得到过电流保护元件。再者，为增进该具有正温度系数特性导电复合材料的其它性能，本专利技术的导电复合材料还可进一步包含交联剂、抗氧剂、非导电填料等。本专利技术的优越性在于：所提供的一种具有正温度系数特性的导电复合材料，及由该复合材料制备的过电流保护元件不仅具有十分低的室温电阻，并且具有优良的耐环境性能。附图说明图1为本专利技术过电流保护元件的侧视结构示意图。图2为85℃的耐环境性能测试试验对比图。图3为硅烷偶联剂与镍粉表面化学键结合的示意图。图4为防氧化处理过的镍粉的示意图。附图中标号说明-->1－芯材2，2’－金属箔片3，3’－引出电极。具体实施方式一种具有PTC特性的导电性聚合物组合物，所述聚合物组合物中各组份的重量百分比含量包括：结晶性高分子聚合物 5～30%导电金属填充材料 50～95%高分子蜡 1～20%，其中，所述的导电金属填料为镍粉、银粉、金粉中的一种多种的组合物。实施例各组份按表1配比：将表1中的镍粉CNP525浸入硅烷偶联剂KBE903的乙醇溶液中，用干式搅拌机搅拌30分钟，置于真空烘箱中（真空度：10-1 Mpa，温度25℃）干燥24小时除去乙醇，得到防氧化处理过的镍粉。将处理过的镍粉与高密度聚乙烯和EVA蜡依次放入密炼机中，在190℃下混炼均匀，在开炼机上拉出0.65mm左右厚度的片材，裁成200mm×200mm的芯材1，上、下两面各放一张金属箔片2，2’，在180℃的压机上压成0.6mm左右厚度的复合芯片。将该复合芯片进行电子束辐照，辐照剂量为10Mrad至100Mrad。然后将该芯片冲切或划切成3mm×4mm的芯片，在芯片正反两面各焊上一尺寸为2.3mm×5.8mm的镍片作为引出电极3，3’，就可以得到如图1本专利技术的过电流保护元件示意图所示的具有正温度系数特性的过电流保护元件。将所制的过电流保护元件放置在85℃的烘箱中进行1000小时的耐环境性能测试。对镍粉进行防氧化处理后，防氧化剂与镍粉间形成化学键结合，如图3 硅烷偶联剂与镍粉表面化学键结合的示意图和图4 防氧化处理过的镍粉的示意图所示。比较例1与实施例相比较配料相同，只是工艺不同，即：没有将镍粉用硅烷偶联剂进行预处理，而是将表1中镍粉CNP525、硅烷偶联剂KBE903与其它组分直接放入密炼机中，在190℃下混炼均匀，在开炼机上拉出0.65mm左右厚度的芯材1，裁成200mm×200mm的芯材，上下各放一张金属箔片2，2’，在180℃的压机上压成0.6mm左右厚度的复合芯片。将该复合芯片进-->行电子束辐照，辐照剂量为10Mrad至100Mrad。然后将该芯片冲切或划切成3mm×4mm的小方块芯片，在该芯片正反两面各焊上一尺寸为2.3mm×5.8mm的镍片作为引出电极3，3’，本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种导电性聚合物组合物，其特征在于：所述聚合物组合物中各组份的重量百分比含量包括：结晶性高分子聚合物 ５～３０％导电金属填充材料 ５０～９５％高分子蜡 １～２０％，其中，所述的导电金属填料为镍粉、银粉、金粉中的一种多种的组合物。
【技术特征摘要】
1.一种导电性聚合物组合物，其特征在于：所述聚合物组合物中各组份的重量百分比含量包括：结晶性高分子聚合物 5～30%导电金属填充材料 50～95%高分子蜡 1～20%，其中，所述的导电金属填料为镍粉、银粉、金粉中的一种多种的组合物。2.根据权利要求1所述的导电性聚合物组合物，其特征在于：所述的结晶性高分子聚合物为聚乙烯、乙烯类共聚物、氟聚合物中的一种或一种以上的混合物，其中，所述的乙烯类共聚物包括乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或一种以上的组合物。3.根据权利要求1或2所述的导电性聚合物组合物，其特征在于：所述的导电金属填料为镍粉，在聚合物组合物中所占的比例70～90%。4.根据权利要求3所述的导电性聚合物组合物，其特征在于：所述的镍粉具有链珠状结构。5.根据权利要求3所述的导电性聚合物组合物，其特征在于：所述的导电镍粉，为经防氧化处理剂进...
【专利技术属性】
技术研发人员：王军，刘正平，李从武，
申请(专利权)人：上海长园维安电子线路保护股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31
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