用于热截止装置的高热稳定性丸粒组合物及其制备方法和用途制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种具有增强的热稳定性的用于热致动电流截止装置的丸粒组合物。某些无机稳定性添加剂颗粒例如二氧化硅、滑石和硅氧烷可与一种或更多种有机化合物混合以形成热丸粒组合物。固体热丸粒在直至转变温度(Tf)下保持其结构刚度，但还具有改进的超调温度范围。因此，改进的丸粒组合物具有高于Tf至少50℃的最大介电能力温度(Tcap)，高于所述温度下所述丸粒组合物损失实质性的介电特性并传导电流。在某些变化方案中，最大介电能力温度(Tcap)大于或等于约380℃。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于电流中断装置的材料组合物，更具体涉及用于热稳定电流中断安全装置或热截止装置的改进的丸粒组合物(pellet composition),包括用于改善热性能的性能增强无机添加剂。
技术介绍
本节提供的涉及本公开内容的
技术介绍
信息不一定是现有技术。电器、电子装置、电机及其它电气设备的操作温度通常具有最佳范围。可能对系统组件造成损害或装置在应用中或对于最终用户成为潜在的安全隐患时的温度范围用作重要的检测阈值。多种装置能够感测该超温度阈值。能够感测超温条件并中断电流的某些装置包括电热熔断器，其仅工作在窄温度范围内。例如，锡铅合金、铟锡合金或其它形成共熔金属的金属合金不适合用于电器、电子、电气及电机应用中，这是因为这些应用具有超出所需安全范围的不期望的宽温度响应阈值和/或检测温度。特别适合超温检测的一类装置是电流中断安全装置，称为热截止器(TCO)，其能够检测温度并在必要时同时中断电流。这种TCO装置通常在电器中安装在电源和电气部件之间，使得TCO能够在具有潜在的危害或危险的超温情况下中断电路连续性。TCO通常设计成以不可逆方式切断电流至电器的流动，而没有重置TCO电流中断装置的选项。某些电器和应用需要使用具有高保持温度的耐用超温检测装置，该高保持温度超过常规TCO设计的操作温度和/或保持温度。因此，在各个方面，本专利技术提供即使在高温下仍热稳定并且在激活或电流中断后继续表现出介电性能的TCO设计。
技术实现思路
本节提供本专利技术的总体内容，但不是其所有范围或其所有特征的全面公开。在某些方面中，本专利技术提供一种用于热致动电流截止装置的丸粒组合物。该丸粒组合物包含一种或更多种有机化合物以及一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒，所述一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒选自二氧化硅、滑石、硅氧烷及其组合。在某些变化方案中，一种或更多种有机化合物在总丸粒组合物中的含量大于或等于93wt %。此外，一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒任选地在总丸粒组合物中的含量小于或等于约5wt%。该丸粒组合物在直至转变温度(Tf)下处于固相并保持其结构刚度。该丸粒组合物也具有最大介电能力温度(Teap) (maximum dielectric capability temperature),在高于该温度下丸粒组合物会失去实质性介电特性(性能)。根据本专利技术的某些方面，本专利技术的丸粒组合物的Tcap为高于Tf至少约50°C。在其它方面中，本教导提供一种用于热致动电流截止装置的丸粒组合物，其包含一种或更多种有机化合物以及在总丸粒组合物中的含量小于约3wt%的一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒。所述一种或更多种有机化合物选自:间亚苯基二苯甲酸酯、对苯二甲酸二甲酯、N-乙酰基对甲苯胺、N-苯甲酰苯胺(Benzanilide)、2’，6’_ 二甲基乙酰苯胺(2'，6' -acetoxylidide)、二甲基乙酸苯胺(dimethylacetanilide)、7_ 羟基 _4_ 甲基香?素、香豆素、苯代三聚氰胺及其组合。所述一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒选自二氧化硅、滑石、硅氧烷及其组合。该丸粒组合物处于固相并保持其结构刚度，直至转变温度(Tf)。但是，该丸粒组合物也具有最大介电能力温度(Tmp)，在高于该温度下丸粒组合物会失去实质性介电特性并导电，该Tmp为高于Tf至少约50°C。在其它方面中，本教导提供一种用于增强热致动电流截止装置的丸粒组合物的热稳定性的方法。该方法包括在初始丸粒组合物中引入一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒，所述一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒选自二氧化硅、滑石、硅氧烷及其组合。所述初始丸粒组合物在直至转变温度(Tf)下保持其结构刚度并且具有初始最大介电能力温度(Tciapinitial)，在高于该温度时所述初始丸粒组合物会失去实质性的介电特性并传导电流。在各个方面中，初始最大介电能力温度(Tcapinitial)高于转变温度Tf。在某些变化方案中，初始最大介电能力温度(Teapinitial)处在高于Tf 100°C以下的温度范围(即Tf<Tcapinitial( (Tf+100°C ))。在初始丸粒组合物中引入一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒后，形成改进的丸粒组合物，其表现出与初始丸粒组合物相同的Tf，但具有高于Tf约50°C以上的改进的最大介电能力温度(TeapimprovJ，即TMpimpMved≥(Tf+50°C )。在某些变化方案中，该改进的最大介电能力温度可高于Tf远超过50°C,例如高于Tf至少约100°C或更多。在其它方面中，提供一种用于增强热致动电流截止装置的丸粒组合物的热稳定性的方法。该方法包括在初始丸粒组合物中引入一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒，所述一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒选自二氧化硅、滑石、硅氧烷及其组合，所述初始丸粒组合物在直到转变温度(Tf)时保持其结构刚度。在初始丸粒组合物中引入一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒后，形成改进的丸粒组合物，其表现出与初始丸粒组合物相同的Tf，但与初始丸粒组合物相比，其在低于Tf的温度下的老化速率低至少2%。本专利技术还提供具有增强稳定性的用于热致动电流截止装置的丸粒组合物的制备方法。该方法任选地包括将一种或更多种有机化合物与选自二氧化硅、滑石、硅氧烷及其组合的一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒进行混合。该混合物随后造粒并压实形成能够用于热致动电流截止装置的固体热丸粒。由此形成的固体热丸粒保持其结构刚度，直至转变温度(Tf)。该丸粒组合物也具有最大介电能力温度(Tmp)，在高于该温度时所述丸粒组合物会失去实质性介电特性。在某些变化方案中，丸粒组合物的Tmp高于Tf至少约50°C。在某些变化方案中，Tcap高于或等于约380°C。其它方面的实用性根据本文提供的说明将变得明显。该
技术实现思路
中的描述和具体实例的目的只是为了说明，而不是意图限制本专利技术的范围。【附图说明】本文所描述的附图只是用于对选定的实施方案而非所有实施方式进行说明，因此并非意图限制本专利技术的范围。图1是示例性的常规热截止装置结构的放大截面图；图2示出在热丸粒经历物理转变和电流中断致动组合件已使得电开关切断连续性并改变热截止装置的工作条件后的图1的热截止装置结构；图3是示出根据本专利技术的某些方面的热稳定丸粒的侧面透视图；图4是图1的电流中断致动组合件开关结构的滑动接触构件的侧视图；图5是图1的电流中断致动组合件的一个弹簧的侧视图；图6是示出实施例3的第一对比丸粒组合物的丸粒高度-时间的图；该第一对比丸粒组合物包含对苯二甲酸二甲酯，但不含无机稳定性添加剂，并制备成高密度实验室丸粒干混合物；图7是示出实施例3的第二对比丸粒组合物的丸粒高度-时间的图；该第二对比丸粒组合物包含对苯二甲酸二甲酯，但不含无机稳定性添加剂，并制备成高密度实验室丸粒熔体；图8是示出实施例3中的根据本专利技术的某些原理制备的丸粒组合物的丸粒高度-时间的图；该丸粒组合物包含对苯二甲酸二甲酯和无机稳定性添加剂(2%的气相法二氧化硅和2%的滑石粉)，并制备成高密度实验室丸粒干混合物；和图9是示出实施例3中的根据本专利技术的某些原理制备的丸粒组合物的丸粒高度-时间的图；该丸粒组合物包含对苯二甲酸二甲酯和无机稳定性添加剂(2%的气相法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于热致动电流截止装置中的丸粒组合物，所述丸粒组合物包括：一种或更多种有机化合物，其含量大于或等于总丸粒组合物重量的约93％；和一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒，其选自：二氧化硅、滑石、硅氧烷及其组合，其含量小于或等于所述总丸粒组合物重量的约5％，其中所述丸粒组合物为固相并保持其结构刚度，直至转变温度(Tf)，并且所述丸粒组合物具有高于Tf约50℃以上的最大介电能力温度(Tcap)，高于所述最大介电能力温度时所述丸粒组合物失去实质性的介电特性并传导电流。

【技术特征摘要】
1.一种用于热致动电流截止装置中的丸粒组合物，所述丸粒组合物包括: 一种或更多种有机化合物，其含量大于或等于总丸粒组合物重量的约93% ;和 一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒，其选自:二氧化硅、滑石、硅氧烷及其组合，其含量小于或等于所述总丸粒组合物重量的约5%, 其中所述丸粒组合物为固相并保持其结构刚度，直至转变温度(Tf)，并且所述丸粒组合物具有高于Tf约50°C以上的最大介电能力温度(Tcap)，高于所述最大介电能力温度时所述丸粒组合物失去实质性的介电特性并传导电流。2.根据权利要求1所述的丸粒组合物，其中所述一种或更多种有机化合物选自间亚苯基二苯甲酸酯、对苯二甲酸二甲酯、N-乙酰基对甲苯胺、N-苯甲酰苯胺、2’，6’_ 二甲基乙酰苯胺、二甲基乙酰苯胺、7-羟基-4-甲基香豆素、香豆素、苯代三聚氰胺及其组合。3.根据权利要求1所述的丸粒组合物，其中所述转变温度(Tf)大于或等于约120°C并且所述最大介电能力温度(Tmp)高于乙约125°C以上。4.根据权利要求1所述的丸粒组合物，其中所述最大介电能力温度(Tmp)高于所述转变温度(Tf)约200°C以上。5.根据权利要求1所述的丸粒组合物，其中所述一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒包括气相法二氧化硅，其在所述总丸粒组合物中的含量大于或等于约Iwt%至小于或等于约 2wt % ο6.根据权利要求1所述的丸粒组合物，其中所述一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒包括滑石，其在所述总丸粒组合物中的含量大于或等于约lwt%至小于或等于约2wt%。`7.根据权利要求1所述的丸粒组合物，其中所述一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒包括气相法二氧化硅和滑石，其中所述气相法二氧化硅在所述总丸粒组合物中的含量大于或等于约Iwt%至小于或等于约2wt%,所述滑石在所述总丸粒组合物中的含量大于或等于约Iwt%至小于或等于约2wt%。8.根据权利要求1所述的丸粒组合物，其中所述一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒包括硅氧烷粉末，其在所述总丸粒组合物中的含量大于或等于约0.8wt%至小于约2.9wt % ο9.根据权利要求1所述的丸粒组合物，所述丸粒组合物基本由所述一种或更多种有机化合物、所述一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒、和选自粘合剂、润滑剂、压制助剂、颜料及其组合的一种或更多种组分所组成。10.根据权利要求9所述的丸粒组合物，所述一种或更多种组分的累积含量小于或等于所述总丸粒组合物重量的约10%并且所述一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒的累积含量小于所述总丸粒组合物重量的约5%。11.根据权利要求9所述的丸粒组合物，所述一种或更多种有机化合物是单一有机化合物。12.一种用于热致动电流截止装置中的丸粒组合物，所述丸粒组合物包括: 一种或更多种有机化合物，其选自间亚苯基二苯甲酸酯、对苯二甲酸二甲酯、N-乙酰基对甲苯胺、N-苯甲酰苯胺、2’，6’_ 二甲基乙酰苯胺、二甲基乙酰苯胺、7-羟基-4-甲基香豆素、香豆素、苯代三聚氰胺及其组合；和 一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒，其含量小于所述总丸粒组合物重量的约3%，其中所述一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒选自:二氧化硅、滑石、硅氧烷及其组合， 其中所述丸粒组合物为固相并保持其结构刚度，直至转变温度(Tf)，并且所述丸粒组合物还具有高于Tf约50°C以上的最大介电能力温度(Tcap)，高于所述最大介电能力温度时所述丸粒组合物失去实质性的介电特性并传导电流。13.根据权利要求12所述的丸粒组合物，其中所述最大介电能力温度(Tmp)大于或等于约380°C并且小于或等于约410°C。14.根据权利要求12所述的丸粒组合物，其中所述一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒包括二氧化硅和滑石，其中所述二氧化硅在所述总丸粒组合物中的含量大于或等于约1界1:%至小于或等于约2wt%,所述滑石在所述总丸粒组合物中的含量大于或等于约lwt%至小于或等于约2wt%。15.根据权利要求12所述的丸粒组合物，其中所述一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒包括硅氧烷，其在所述总丸粒组合物中的含量大于或等于约0.8?1:%至小于约2.9wt%。16.根据权利要求12所述的丸粒组合物，所述丸粒组合物基本由所述一种或更多种有机化合物、所述一种或更多种无机稳定性添加剂颗粒、和选自:粘合剂、润滑剂、压制助剂、颜料及其组合的一种或更多种组分所组成。17.一种提高用于热致动电流截...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯瑟琳·欣里希斯，赵长才，
申请(专利权)人：热敏碟公司，
类型：发明
国别省市：