聚合物基PTC热敏电阻器国内外研发简述啤酒箱

聚合物基PTC热敏电阻器国内外研发简述

聚合物基PTC热敏电阻器国内外研发简述 2011： 聚合物基正温度系数（PTC－Positive Temperature Coefficient）热敏电阻器的主要由聚合物基体及导电填料组成，具有室温电阻率低、质软、易加工成形、价格低廉等优点，在医疗、计算机、程控电话交换机、手机电池、汽车配件、家电产品、工业仪表、运载火箭、火灾报警等领域得到了广泛的应用。研究点滴大连理工大学化工学院廖明义等人研究了炭黑（CB）和碳纳米管（CNT）／CB复合填充聚乙烯（PE）体系的正电温度系数（PTC）特征，初步考察了CNT含量、CNT与CB配比对体系PTC性能的影响，并与CB／PE体系进行了比较。结果表明，添加10％（w）的CNT时，室温电阻保持不变，而体系的PTC强度发生明显的变化；改变CNT与CB的配比，体系的PTC强度和室温电阻都发生了明显的变化，均随CNT含量的增加而增加。 青岛科技大学孙道兴等人提出并验证了聚乙烯／碳黑(PE／CB)导电复合材料的网络导电性能和产生正温度系数(PTC)特性的原因，分析了加工过程、温度和辐射交联等后处理过程对其导电性能的影响。 美国Massachusetts Lowell大学Croteau, R. H.等人研究了尼龙12/填料镍和碳黑复合物的正温度系数效应。这种限流材料在过压保护中有应用价值。 韩国原子能研究所Kim, Jung-il等人研究了碳黑和镍粉作为导电填料对高熔点聚合物PTC（例如尼龙、聚偏二氟乙烯、聚酯）性能的影响。用g射线照射聚合物/填料复合物。专利拾零上海维安热电材料股份有限公司申请的发明专利CN02137203.9高分子PTC热敏电阻器，由芯材和贴覆于芯材两面的金属箔片，焊接在该金属箔片外表面上的引出电极以及包覆在外面的绝缘层构成，芯材由两种粉末状导电高分子复合材料混合压制而成。粉末状导电高分子复合材料1的组分配比为：35％～50％的高分子聚合物1、46％～60％的碳黑1、0.1％～10％的加工助剂；粉末状导电高分子复合材料2的组分配比为：55％～70％的高分子聚合物2、30％～45％的碳黑2、0.1％～10％的加工助剂。 日本TDK电子公司专利JP10208902揭示了导电颗粒分散聚合物热敏电阻器的表面处理工艺，用于选择性地除去晶体聚合物并暴露导电颗粒，包括等离子处理、反应性离子蚀刻、UV辐照或臭氧处理、激光烧蚀、逆向溅射等，以便降低电极接触电阻。电极可以是包含导电颗粒分散体的树脂层（例如粘结剂）或金属电极层（例如金属箔），工作状态下电阻为热电阻的1/100。使用的导电性粒子包括碳颗粒、金属粒子（Ni、Ti、Cu、Ag、Pd、Pt等）、氧化物导电颗粒（ZnO、SnO2等）、非氧化物导电颗粒等。 美国艾奇逊工业有限公司申请的中国专利CN98125025.4揭示了一种正温度系数(PTC)组合物，包括(a)约3%至约75%wt的粘合剂树脂，(b)约2%至约70%wt的温度活性半晶体聚合物，这是一种在相对窄的温度范围内熔化以至于由结晶状态变化到非晶形状态的热塑弹性体(TPE)，(c)约10%至80%wt的选自银、石墨、石墨/碳、镍、铜、镀银铜、和铝组成的组中的细颗粒导电材料，(d)约0.01%至约80%wt的用于组合物的溶剂物料｡ 日本Fujikura Ltd.申请的日本专利JP2002241554揭示了PTC半导体组分，对电极有好的粘结性，包括：(A)100份马来酸酐末端修饰的高密度聚乙烯和(B)60-120份(I)直径20-30 nm、比表面积100-1000 m2/g的碳黑，(II)50-100nm、比表面积10-50 m2/g的碳黑。PTC电阻器由上述组分膜和铜箔制备，比阻抗20Ωcm（20℃），20℃～120℃阻抗变化率为104。产品列示生产PTC热敏电阻器的厂商众多，现列举苏州新业电子有限公司、上海维安热电材料股份有限公司、日本Tyco／Electronics公司、美国Vishay Intertechnology, Inc.等厂家的产品数据于表1。

表1：国内外厂商产品数据举例-日本PolySwitch美国VISHAY苏州新业外形尺寸mm×mm––Φ6×2零功率电阻Ω15～2216±25%18(25℃)不动作电流80mA 20℃100mA 70℃–动作时间S3A– 0.21A–≤2.0–0.5A–––0.35A≤3–20最大耐压V250300–应用–MDF;T.E.程控交换机

标准介绍我国相关标准主要有机械工业标准《JB/T 9474-1999正温度系数热敏电阻器》、信息产业部发布的通信行业标准《YD/T 694-2004总配线架》、《YD/T 741-2002通信设备过电流保护用正温度系数（PTC）热敏电阻器技术要求》等。其中，《YD/T 694-2004总配线架》中对电信交换中心等独立设置的总配线架不动作时间进行了规定，由于这项性能是由PTC热敏电阻器来实现的，因此间接地对PTC热敏电阻器提出了要求。 国际电工委员会颁布了《IEC 60738-1-1-1998,热敏电阻器-直热式阶跃型正温度系数 第1-1部分:空白详细规范:限流应用 评定水平EZ》、《IEC 60738-1-2:1998,热敏电阻器-直热式阶跃型正温度系数 第1-2部分:空白详细规范:加热元件应用 评定水平EZ》、《IEC60738-1-3:1998, 热敏电阻器-直热式阶跃型正温度系数 第1-3部分:空白详细规范:浪涌电流应用 评定水平EZ》、《IEC60738-1-4:1998, 热敏电阻器-直热式阶跃型正温度系数 第1-4部分:空白详细规范:敏感作用 评定水平EZ》等相关标准。该系列标准已被中国、德国、英国采用作为国家标准。 参考文献：1. CNT／CB填充PE材料正电温度系数特性的研究合成树脂及塑料.2002,19(2).-4-72. 聚乙烯／碳黑导电复合材料的导电性能高等学校化学学报.2004,25(6).-1149-11523. A new family of positive temperature coefficient (PTC) materials based on nylon 12.Annual Technical Conference - Society of Plastics Engineers, 59th(Vol. 2), 1556-1560 (English) 20014. Positive temperature coefficient behavior of polymer composites having a high melting temperature.Journal of Applied Polymer Science, 92(1), 394-401,20045. 一种高分子PTC热敏电阻器及其制造方法CN02137203.9（申请日:2002.09.27公开日:2003.05.07）6. Manufacture of organic positive temperature coefficient thermistors.JP10208902（申请日21 Jan 1997公开日7 Aug 1998）7. 含正温度系数电阻器组合物的电装置及其制备方法申请号：98125025.4（申请日1998.11.06公开日1999.06.02）优先权：1997.11.6 US 60/064,660; 1998.11.5 US 09/186,6708. Semiconductive composition for positive-temperature- coefficient (PTC) device with good adhesion to electrode.JP 2002241554（申请日13 Feb 2001公开日28 Aug 2002）9. 开关类PTC热敏元件http://>

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