专利名称：一种正温度系数热敏电阻及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种正温度系数(PTC)热敏电阻以及所述正温度系数(PTC)热敏电阻 的制备方法。
背景技术：
1950年荷兰飞利浦公司的Haayman等人，在向BaTiO3材料中掺入稀土元素做半导 化试验时发现这种材料的电阻会随温度的升高而显著增加(即PTC(positive temperature coefficient)效应)。从此，开始了对这种现象的机理探索、材料制备、应用等方面的研究 和开发，到现在为止，已发展了约六十年。随着国民经济的发展，PTC热敏电阻元件广泛应 用于家电、通讯、电子设备、电气部件、温度传感与控制、加热等领域。目前PTC热敏电阻有消磁用PTC热敏电阻器、马达启动用PTC热敏电阻器、过流保 护用PTC热敏电阻器、加热用PTC热敏电阻、片式PTC热敏电阻。现有的PTC热敏电阻按材料归类可以分为BaTiO3系PTC热敏电阻、V2O3系PTC热敏 电阻和高分子类PTC热敏电阻。具体的，BaTiO3系PTC热敏电阻，在PTC热敏电阻生产过程 中使用的原料包括主晶相原料如BaTi03、TiO2, BaTiO3，居里点移动剂如SrCO3-PbO-Pb3O4、 SrTiO3-PbTiO3,半导化材料如&03、Nb2O5，受主加入物如Mn (NO3) 2，烧结助剂如Si02、A1203、 TiO2 ；V2O3系PTC热敏电阻中，已报道的材料配方包括(V0.995Cr0.0025Al0.0025) 203和10重量％ 的狗；高分子系PTC热敏电阻由美国Raychem公司首创，均由聚合物与导电材料复合而成， 所述聚合物起骨架和填料载体作用，所述导电材料起电流通道作用。CN1655^K)A公开了一种高分子正温度系数热敏电阻，该热敏电阻由高分子基片 和复合于基片两面的片状电极、焊接于电极表面引线状电极以及包封在外表面的绝缘层构 成，其特征在于基片的原来成份和重量份数如下聚合物40-65，导电填料30-60，加工助剂0.2-10，所述聚合物为均聚物或共聚物，包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、乙烯丙烯 酸共聚物和丙烯酸中的一种或几种以任意比例的混合物，所述导电填料为镍粉、铜粉或 炭黑中的一种或几种，所述加工助剂包括抗氧剂和偶联剂，抗氧剂和偶联剂的重量比为 1 1.5-2. 5，其中，抗氧剂为丙烯酸醇酯类化合物，偶联剂为钛酸酯或硅烷类化合物。所述 专利申请中的PTC热敏电阻是通过导电填料进行电子传导而实现导电的。CN 1647217A公开了一种PTC热敏电阻，至少具有以互相对置状态配置的一对电 极和配置于所述一对电极之间且具有正的电阻-温度特性的热敏电阻素域，其中，所述热敏电阻素域是由高分子基质、低分子有机化合物和具有电子传导性的导电 性颗粒构成的成形体；所述高分子基质的分子量是10000-400000 ；所述低分子有机化合物的分子量是100-3000 ；
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所述高分子基质是具有85-95°C的熔解开始温度的烯烃类高分子化合物。所述专 利申请中的PTC热敏电阻是通过导电性颗粒进行电子传导而实现导电的。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的PTC热敏电阻，所述PTC热敏电阻是通过离子迁移 而实现导电的，而且，所述PTC热敏电阻能够产生很好的PTC效应。本发明的另一个目的是提供一种PTC热敏电阻的制备方法。本发明的发明人意外地发现使多孔材料吸附可溶性无机盐溶液之后具有显著的 PTC效应，而且，在将吸附有可溶性无机盐溶液的多孔基片体组装成PTC热敏电阻之后，得 到的热敏电阻具有很好的PTC效应。发明人经过研究后发现，采用吸附有可溶性无机盐溶 液的多孔基片体作为基片制成的PTC热敏电阻是通过离子迁移进行导电的，与现有的通过 电子传导以实现导电的PTC热敏电阻的工作原理截然不同。本发明提供了一种正温度系数热敏电阻，其中，所述正温度系数热敏电阻包括基 片、电极层、电极连接件和非导电性密封件，所述电极层覆盖在所述基片的两个相对的表面 上，所述电极连接件与所述电极层电连接，所述非导电性密封件覆盖在所述基片的其它表 面上，或者将所述基片和电极层包覆，并使至少部分所述电极连接件不被所述非导电性密 封件包覆；所述基片包括多孔基片体和无机盐溶液，所述无机盐溶液吸附在所述多孔基片 体的孔隙中，所述多孔基片体的透气度为3. 5-6. 5立方米·厘米/(平方米·小时·毫米水 柱)。本发明还提供了一种PTC热敏电阻的制备方法，其中，所述方法包括将电极层覆 盖在基片的两个相对的面上，将电极连接件电连接到所述电极层上，然后将非导电性密封 件覆盖在所述基片的其它面上，或者将所述基片和所述电极层包覆，并使至少部分所述电 极连接件不被所述非导电性密封件包覆；所述基片包括多孔基片体和无机盐溶液，所述 无机盐溶液吸附在所述多孔基片体的孔隙中，所述多孔基片体的透气度为3. 5-6. 5立方 米 厘米/ (平方米 小时·毫米水柱)。通过实验检测得知，本发明提供的PTC热敏电阻具有很好的PTC效应。
图1表示本发明提供的PTC热敏电阻的结构示意图；图加表示实施例1和2所制得的PTC热敏电阻的正视图；图2b表示实施例1和2所制得的PTC热敏电阻的俯视图；图3a表示实施例3所制得的PTC热敏电阻的正视图；图北表示实施例3所制得的PTC热敏电阻的俯视图；图4表示根据测试例中测得的电阻和温度数据所制得的电阻-温度曲线图。
具体实施例方式本发明提供的PTC热敏电阻包括基片1、电极层2、电极连接件3和非导电性密封 件4，所述电极层2覆盖在所述基片1的两个相对的表面上，所述电极连接件3与所述电极 层2电连接，所述非导电性密封件4覆盖在所述基片1的其它表面上，或者将所述基片1和电极层2包覆，并使至少部分所述电极连接件3不被所述非导电性密封件4包覆。在所述PTC热敏电阻中，所述基片1包括多孔基片体和无机盐溶液，所述无机盐 溶液吸附在所述多孔基片体的孔隙中。在所述基片1中，所述多孔基片体、所述无机盐溶 液中的水和所述无机盐溶液中的无机盐的重量比可以为50-2000 2-100 1，优选为 100-800 5-50 1。在本发明中，所述无机盐在本发明中也没有特别的限定，只要能够溶于水并电离 出离子即可，优选情况下，所述无机盐为在水中的溶解度为5g/L以上的无机盐，例如可以 为选自氯化钾、氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化铜、硝酸钾、硝酸钠、硝酸镁、硝酸铜、硝酸镍、 硫酸钾、硫酸钠、硫酸钙、硫酸镁、硫酸铜中的至少一种。在所述PTC热敏电阻中，所述基片1中的所述多孔基片体的透气度为3. 5-6. 5立 方米 厘米/ (平方米 小时·毫米水柱)。在本发明中，所述透气度是指在室温下，在压力 差为Imm水柱时，1小时内以层流状态通过厚为1cm、面积为Im2的所述多孔基片体的空气量 (m3)。所述透气度可以采用本领域常规使用的各种透气度检测装置检测得到，例如可以采 用湘潭市仪器仪表有限公司生产的DTQ多孔陶瓷透气度仪检测得到。在所述基片1中，所述 多孔基片体的孔隙率和平均孔直径没有特别限定，只要保证所述多孔基片体的透气性在上 述范围之内即可，优选情况下，所述多孔基片体的孔隙率可以为25-75%，优选为30-65% ； 所述多孔基片体的平均孔直径可以为1-500微米，优选为2-65微米。所述孔隙率是指孔隙 的体积占所述多孔基片体总体积的百分数。在本发明中，所述多孔基片体可以为主要含有多孔材料的片材，且所述多孔材料 的含量为所述多孔基片体总重量的95重量％以上，优选为96-99. 999重量％。所述多孔材 料的种类在本发明中没有特别的限定，可以为本领域技术人员常规使用的各种多孔材料， 例如可以为选自氧化铝、氧化锆、滑石、高岭土、石英、矾土、堇青石、莫来石、镁砂、海泡石、 麦饭石、焦宝石、粘土中的至少一种。为了提高最终制得的PTC热敏电阻的导电性能，所述基片1优选还含有导电助剂。 所述导电助剂在所述基片1中的含量没有特别的限定，优选情况下，以所述多孔基片体的 总重量为基准，所述导电助剂的含量为0. 001-4重量％，所述多孔材料的含量为96-99. 999 重量％。所述导电助剂的种类在本发明中也没有特别的限定，可以为本领域技术人员常规 使用的各种导电助剂，例如可以选自金属材料、碳系导电材料、导电陶瓷材料中的至少一 种，具体的，所述金属材料可以为各种常规的金属粉末，所述金属可以为各种常规的金属， 例如可以为金、银、铜、铁、铝、镍、锌、镁、钼，所述金属粉末的颗粒直径可以为1-65微米；所 述碳系导电材料可以为石墨、碳黑、乙炔黑中的至少一种，所述导电陶瓷材料可以为碳化 钛、氮化钛、碳化钨中的至少一种。在本发明中，所述基片1的厚度没有特别的限定，具体的，所述基片1的厚度可以 根据最终制得的PTC热敏电阻的厚度进行适当选择，通常情况下，所述基片1的厚度可以为 0. 2-5毫米。所述电极层2可以为各种常规的导电性膜层例如金属膜层，所述金属膜层只要能 够与所述基片紧密接触即可，所述金属膜层最优选为银膜层。所述银膜层可以通过在所 述基片1上涂布银浆，从而实现与所述基片紧密接触。所述银浆可以使用日本东洋产品 5660NS。在本发明中，所述电极层2的厚度没有特别的限定，通常可以为0.05-0. 2毫米。
所述电极连接件3通常可以为线状或片状的金属件，且所述金属可以为选自由 金、银、铜、铁、铝、镍、锌、镁、钼组成的组中的一种金属或者多种金属的合金。所述非导电性密封件4可以由常规的各种非导电性密封材料制成，优选情况下， 所述非导电性密封材料可以为各种常规的非导电性的热固性树脂和/或热塑性树脂，所述 非导电性的热固性树脂可以为环氧树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、有机硅树脂中的至少一种， 所述非导电性的热塑性树脂可以为尼龙、涤纶、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚碳酸 酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺、ABS工程树脂中的至少一种。所述非导电性密封件4 的厚度没有特别的限定，通常可以为0. 01-2毫米。在本发明中，所述PTC热敏电阻的形状没有特别的限定，例如可以为如图加和2b 所示的圆片插件式结构，其中，基片、电极层和非导电性密封材料等形成圆片状，电极连接 件3的一端与圆片连接，所述电极连接件3可以为直的或弯曲的线状金属件；也可以为如图 3a和北所示的圆片带状式结构，其中，基片、电极层和非导电性密封材料等形成圆片状，电 极连接件3的一端与圆片连接，所述电极连接件3可以为片状的金属件。本发明还提供了一种PTC热敏电阻的制备方法，其中，所述方法包括将电极层2覆 盖在基片1的两个相对的面上，将电极连接件3电连接到所述电极层2上，然后将非导电性 密封件4覆盖在所述基片1的其它面上，或者将所述基片1和所述电极层2包覆，并使至 少部分所述电极连接件不被所述非导电性密封件4包覆；所述基片1包括多孔基片体和无 机盐溶液，所述无机盐溶液吸附在所述多孔基片体的孔隙中，所述多孔基片体的透气度为 3. 5-6. 5立方米 厘米/ (平方米 小时·毫米水柱)。在所述基片1中，所述多孔基片体、所述无机盐溶液中的水和所述无机盐溶液中 的无机盐的重量比可以为50-2000 2-100 1，优选为100-800 5-50 1。在本发明提供的所述方法中，所述基片1和所述电极层2的形成方法可以采用本 领域技术人员常规的方法进行实施，例如所述方法可以包括在所述多孔基片体的两个相对 的面上形成电极层，然后进行烧结，将烧结后得到的多孔基片体浸泡在所述无机盐溶液中， 从而使所述无机盐溶液吸附到所述多孔基片体的孔隙中。在所述多孔基片体的两个相对的面上形成电极层2的方法可以采用各种常规的 方法进行实施，例如可以通过在所述多孔基片体的两个相对的面上涂布银浆，然后进行烧 结，从而在所述多孔基片体的两个相对的面上形成银膜层。所述银浆可以采用日本东洋产 品5660NS。所述电极层2的厚度没有特别的限定，通常可以为0. 05-0. 2毫米。所述烧结的 方法可以采用本领域常规使用的方法进行实施，所述烧结的温度可以为600-900°C。在本发明中，所述多孔基片体可以为主要含有多孔材料的片材，且所述多孔材料 的含量为所述多孔基片体总重量的95重量％以上，优选为96-99. 999重量％。所述多孔基 片体的形成方法在本发明中没有特别的限定，可以采用本领域常规使用的方法形成。例如 可以通过将所述多孔材料制成浆料，将所得浆料加到模具中进行成型，然后进行烧结，之后 将烧结后得到的材料打磨成要求的形状如片材即可。采用上述方法所制得的多孔基片体具 有透气度为3. 5-6. 5立方米 厘米/ (平方米 小时·毫米水柱)，在满足上述透气度的基 础上，所述多孔基片体的孔隙率和平均孔直径没有特别的限定，通常所述多孔基片体的孔 隙率可以为25-75%，优选为30-65%;所述多孔基片体的平均孔直径可以为1-500微米，优 选为2-65微米。所述孔隙率是指孔隙的体积占所述多孔基片体总体积的百分数。
所述基片1的厚度没有特别的限定，具体的，所述基片1的厚度可以根据最终制得 的PTC热敏电阻的厚度进行适当选择，通常情况下，所述基片1的厚度可以为0. 2-5毫米。所述多孔材料可以为本领域技术人员常规使用的各种多孔材料，例如可以为选自 氧化铝、氧化锆、滑石、高岭土、石英、矾土、堇青石、莫来石、镁砂、海泡石、麦饭石、焦宝石、 粘土中的至少一种；所述多孔材料也可以由在800-1300°C下能够形成上述多孔材料的物 质提供，例如，氢氧化铝在800-130(TC下能够形成氧化铝。所述无机盐在本发明中也没有特别的限定，只要能够溶于水并电离出离子即可， 优选情况下，所述无机盐为在水中的溶解度为5g/L以上的无机盐，例如可以为选自氯化 钾、氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化铜、硝酸钾、硝酸钠、硝酸镁、硝酸铜、硝酸镍、硫酸钾、硫酸 钠、硫酸钙、硫酸镁、硫酸铜中的至少一种。所述导电助剂可以为本领域技术人员常规使用的各种导电助剂，例如可以选自金 属材料、碳系导电材料、导电陶瓷材料中的至少一种，具体的，所述金属材料可以为各种常 规的金属粉末，所述金属可以为各种常规的金属，例如可以为金、银、铜、铁、铝、镍、锌、镁、 钼，所述金属粉末的颗粒直径可以为1-65微米；所述碳系导电材料可以为石墨、碳黑、乙炔 黑中的至少一种，所述导电陶瓷材料可以为碳化钛、氮化钛、碳化钨中的至少一种。所述导 电助剂还可以由在600-900°C下能够形成金属材料的物质提供，例如，银的化合物如硝酸 银、氯化银在800-1300°C下能够形成银。在所述基片1中，相对于100重量份的所述多孔材 料，所述导电剂的含量可以为0. 01-5重量份，优选为0. 05-2重量份。在本发明提供的所述方法中，使所述电极连接件3与所述电极层2连接的方法可 以包括将所述电极连接件3焊接到所述电极层2上。所述焊接的方法在本发明中没有特别 的限定，可以采用本领域技术人员常规使用的各种方法进行实施，例如可以采用锡焊的方 法。所述电极连接件3通常可以为线状或片状的金属件，且所述金属可以为选自由 金、银、铜、铁、铝、镍、锌、镁、钼组成的组中的一种金属或者多种金属的合金。在本发明提供的所述方法中，所述非导电性密封件4由非导电性密封材料制成， 所述非导电性密封材料可以为各种常规的非导电性的热固性树脂和/或热塑性树脂，所述 非导电性的热固性树脂可以为环氧树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、有机硅树脂中的至少一种， 所述非导电性的热塑性树脂可以为尼龙、涤纶、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚碳酸 酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺、ABS工程树脂中的至少一种。在本发中，所述非导电 性密封件4的厚度没有特别的限定，通常可以为0. 01-2毫米。在所述非导电性密封材料为热固性树脂如环氧树脂、酚醛树脂、醇酸树脂和有机 硅树脂中的至少一种时，所述非导电性密封件4的形成方法可以包括将所述非导电性密 封材料附着在所述基片1的所述其它面，或者在所述基片1的所述其它面和所述电极层2 的面上，然后将所述非导电性型密封材料加热至固化温度，所述固化温度为使所述非导电 性密封材料发生交联反应以生成高分子量的固态材料的温度，所述固化温度通常可以为 120-200°C。将所述非导电性密封材料附着在所述基片1的所述其它面，或者所述基片1的 所述其它面和所述电极层2的面上的方法可以使所述热固性树脂以浆液的形式通过喷涂、 涂布或滚涂的方式进行涂覆。在所述非导电性密封材料的浆液中，所述非导电性密封材料 的含量可以为70-85重量％。
在所述非导电性密封材料为热塑性树脂如尼龙、涤纶、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚 偏氟乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺、ABS工程树脂中的至少一种，且所 述非导电性密封件4的形成方法包括通过注塑成型的方式将所述非导电性密封材料覆盖 在所述基片1的所述其它表面上，或者覆盖在所述基片1的所述其它面和所述电极层2的 面上。所述注塑成型的方法和条件已为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。在优选情 况下，在采用所述热塑性树脂注塑成型之后，可以采用热固性树脂进行封口，所述热固性树 脂可以为各种常规的热固性树脂，例如可以为环氧树脂、酚醛树脂、醇酸树脂和有机硅树脂 中的至少一种。以下通过实施例对本发明作进一步详细的说明。实施例1本实施例用于说明本发明提供的所述PTC热敏电阻及其制备方法。将40重量份的滑石粉、20重量份的矾土、20重量份的焦宝石、8重量份的粘土、 12重量份的氧化铝粉、1重量份的石墨和30重量份的水放在球磨机中进行混合和研磨， 得到粒径小于50 μ m的浆料，然后经打泡机脱泡并倒入模具中成型，然后放入烧结炉中在 1300°C下恒温处理M小时，降至室温后将烧结后的材料打磨成直径为10mm、厚度为Imm的 多孔基片体(孔隙率为60%，平均孔直径为10微米)。通过DTQ多孔陶瓷透气度仪(由湘 潭市仪器仪表有限公司生产)检测得知所述多孔基片体的透气性为5. 5立方米 厘米/ (平 方米 小时 毫米水柱)。在所得多孔基片体的上下两面刷涂银浆(日本东洋产品，5660NS)，在200°C下干 燥15分钟，然后在800°C下烧结10分钟，从而得到上下两面具有厚度为0. Imm的银膜层的 多孔基片体。在80°C下使形成有银膜层的所述多孔基片体在浓度为25. 48重量％的氯化钾溶 液中浸泡10分钟，然后取出并在室温下放置5分钟，通过浸泡前后称重得知所述多孔基片 体中吸附了 1. 5重量份的氯化钾溶液。然后，采用锡焊的方法将两根铜电极引线分别焊接到所述银膜层上，之后将含有 75重量％的环氧树脂(天津市凯华绝缘材料有限公司产品，型号为EF-150C(F))浆液刷涂 在所述基片的侧面上和银膜层上，并使所述铜电极引线不粘附含有环氧树脂的浆液，然后 加热至140°C，并在温度下保持5分钟，使环氧树脂发生交联反应并固化，在所述银膜层和 所述基片的除覆盖有银膜层之外的其它面上形成厚度为0. 1毫米的膜层，从而得到如图加 和2b所示的PTC热敏电阻Al。实施例2本实施例用于说明本发明提供的所述PTC热敏电阻及其制备方法。将50重量份的高岭土、20重量份的海泡石、20重量份的麦饭石、10重量份的石英、 0. 1重量份的碳化钛和30重量份的水放在球磨机中进行混合和研磨，得到粒径小于50 μ m 的浆料，然后经打泡机脱泡并倒入模具中成型，然后放入烧结炉中在1300°C下恒温处理M 小时，降至室温后将烧结后的材料打磨成直径为10mm、厚度为2mm的多孔基片体(孔隙率为 70%，平均孔直径为30微米)。通过DTQ多孔陶瓷透气度仪(由湘潭市仪器仪表有限公司 生产)检测得知所述多孔基片体的透气性为5. 0立方米·厘米/(平方米·小时·毫米水 柱)。
在所得多孔基片体的上下两面刷涂银浆(日本东洋产品，5660NS)，在200°C下干 燥15分钟，然后在800°C下烧结10分钟，从而得到上下两面具有厚度为0. Imm的银膜层的 多孔基片体。在80°C下使形成有银膜层的所述多孔基片体在浓度为18. 4重量％的硝酸镍溶液 中浸泡10分钟，然后取出并在室温下放置5分钟，通过浸泡前后称重得知所述多孔基片体 中吸附了 2重量份的硝酸镍溶液(相对于100重量份的多孔材料的重量)。然后，采用锡焊的方法将两根铝电极引线分别焊接到所述银膜层上，之后将含有 80重量％的酚醛树脂(大洲电子材料有限公司产品，型号为GIN-COAT DP-430WH)的浆液喷 涂在所述基片的侧面上和银膜层上，并使所述铜电极引线不粘附含有酚醛树脂的浆液，然 后加热至140°C，并在温度下保持10分钟，使环氧树脂发生交联反应并固化，从在所述银膜 层和所述基片的除覆盖有银膜层之外的其它面上形成厚度为0. 2毫米的膜层，从而得到如 图加和2b所示的PTC热敏电阻A2。实施例3本实施例用于说明本发明提供的所述PTC热敏电阻及其制备方法。将30重量份的氧化锆、40重量份的滑石粉、20重量份的焦宝石、10重量份的石英、 3重量份的氮化钛和30重量份的水放在球磨机中进行混合和研磨，得到粒径小于50 μ m的 浆料，然后经打泡机脱泡并倒入模具中成型，然后放入烧结炉中在1300°C下恒温处理M小 时，降至室温后将烧结后的材料打磨成直径为10mm、厚度为3mm的多孔基片体(孔隙率为 65%，平均孔直径为20微米)。通过DTQ多孔陶瓷透气度仪(由湘潭市仪器仪表有限公司 生产)检测得知所述多孔基片体的透气性为4. 0立方米·厘米/(平方米·小时·毫米水 柱)。在所得多孔基片体的上下两面刷涂银浆(日本东洋产品，5660NS)，在200°C下干 燥15分钟，然后在800°C下烧结10分钟，从而得到上下两面具有厚度为0. Imm的银膜层的 多孔基片体。在80°C下使形成有银膜层的所述多孔基片体在浓度为23. 1重量％的硝酸钾溶液 中浸泡10分钟，然后取出并在室温下放置5分钟，通过浸泡前后称重得知所述多孔基片体 中吸附了 1重量份的硝酸钾溶液(相对于100重量份的多孔材料的重量)。然后，采用锡焊的方法将两根宽度为5毫米的铜电极片分别焊接到所述银膜层 上，之后将覆盖有银膜层并在所述银膜层上连接有铜电极片的基片放在模具中，并使两个 银膜层上的铜电极片伸出模具，将尼龙66(美国杜邦公司产品，型号为PA66)注塑到所述模 具中，所述注塑的条件包括喷嘴温度为285°C，注射时间为1秒，从而在所述银膜层和所述 基片的除覆盖有银膜层之外的其它面上覆盖一层厚度为0. 5毫米的聚酰亚胺膜层，然后将 含有环氧树脂(天津市凯华绝缘材料有限公司产品，型号为EF-150C(F))的浆液涂覆在所 述聚酰亚胺膜层接口处，并在140°C下加热10分钟，使所述环氧树脂发生交联反应并固化， 从而对所述接口进行封口，得到如图3a和北所示的PTC热敏电阻A3。测试例测试实施例1-3中制得的PTC热敏电阻A1-A3的PTC效应。采用安捷伦数据采集仪34970A采集PTC热敏电阻的电阻_温度数据。具体的，将 PTC热敏电阻A1-A3分别放入烘箱，与数据采集仪连接，然后以10°C /min的速度升温，测试PTC热敏电阻的电阻参数，并分别制得如图4所示的电阻-温度曲线。根据图4可以看出，PTC热敏电阻A1-A3在升温至90°C以上时电阻迅速升高，均表 现出很好的PTC效应。由此可见，本发明提供的PTC热敏电阻能够产生很好的PTC效应。
权利要求
1.一种正温度系数热敏电阻，其特征在于，所述正温度系数热敏电阻包括基片(1)、电 极层O)、电极连接件C3)和非导电性密封件G)，所述电极层( 覆盖在所述基片(1)的 两个相对的面上，所述电极连接件C3)与所述电极层O)电连接，所述非导电性密封件(4) 覆盖在所述基片(1)的其它面上，或者将所述基片(1)和电极层( 包覆，并使至少部分所 述电极连接件C3)不被所述非导电性密封件(4)包覆；所述基片(1)包括多孔基片体和无 机盐溶液，所述无机盐溶液吸附在所述多孔基片体的孔隙中，所述多孔基片体的透气度为 3. 5-6. 5立方米 厘米/ (平方米 小时·毫米水柱)。
2.根据权利要求1所述的正温度系数热敏电阻，其中，在所述基片⑴中，所 述多孔基片体、所述无机盐溶液中的水和所述无机盐溶液中的无机盐的重量比为 50-2000 2-100 1。
3.根据权利要求1或2所述的正温度系数热敏电阻，其中，所述无机盐选自氯化钾、氯 化钠、氯化钙、氯化镁、氯化铜、硝酸钾、硝酸钠、硝酸镁、硝酸铜、硝酸镍、硫酸钾、硫酸钠、硫 酸钙、硫酸镁、硫酸铜中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的正温度系数热敏电阻，其中，所述多孔基片体含有多孔材料， 且所述多孔材料的含量为所述多孔基片体总重量的95重量％以上，所述多孔材料选自氧 化铝 氧化锆、滑石、高岭土、石英、矾土、堇青石、莫来石、镁砂、海泡石、麦饭石、焦宝石、粘 土中的至少一种。
5.根据权利要求1、2或4所述的正温度系数热敏电阻，其中，所述多孔基片体的孔隙率 为25-75%，平均孔直径为1-500微米。
6.根据权利要求4所述的正温度系数热敏电阻，其中，所述多孔基片体还含有导电助 剂，所述导电助剂分散在所述多孔材料中，且以所述多孔基片体的总重量为基准，所述导电 助剂的含量为0. 001-4重量％，所述多孔材料的含量为96-99. 999重量％。
7.根据权利要求6所述的正温度系数热敏电阻，其中，所述导电助剂选自金属材料、碳 系导电材料、导电陶瓷材料中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的正温度系数热敏电阻，其中，所述基片(1)的厚度为0.2-5毫 米；所述电极层O)的厚度为0. 05-0. 2毫米。
9.根据权利要求1所述的正温度系数热敏电阻，其中，所述电极连接件(3)为线状或片 状的金属件，所述金属为选自由金、银、铜、铁、铝、镍、锌、镁、钼组成的组中的一种金属或者 多种金属的合金。
10.根据权利要求1所述的正温度系数热敏电阻，其中，所述非导电性密封件由非 导电性密封材料制成，所述非导电性密封材料为选自环氧树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、有机 硅树脂中的至少一种，或者为选自尼龙、涤纶、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚碳酸 酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺、ABS工程树脂中的至少一种。
11.一种正温度系数热敏电阻的制备方法，其特征在于，所述方法包括将电极层(2)覆 盖在基片⑴的两个相对的面上，将电极连接件⑶电连接到所述电极层⑵上，然后将非 导电性密封件⑷覆盖在所述基片⑴的其它面上，或者将所述基片⑴和所述电极层⑵ 包覆，并使至少部分所述电极连接件不被所述非导电性密封件(4)包覆；所述基片(1)包括 多孔基片体和无机盐溶液，所述无机盐溶液吸附在所述多孔基片体的孔隙中，所述多孔基 片体的透气性为透气度为3. 5-6. 5方米·厘米/(平方米·小时·毫米水柱)。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述基片(1)中，所述多孔基片体、所述无机 盐溶液中的水和所述无机盐溶液中的无机盐的重量比为50-2000 2-100 1。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述基片(1)和所述电极层( 的形成方法包 括在多孔基片体的两个相对的面上形成电极层，然后进行烧结，将烧结后得到的多孔基片 体浸泡在所述无机盐溶液中。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，使所述电极连接件C3)与所述电极层( 连接 的方法包括将所述电极连接件C3)焊接到所述电极层( 上。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述非导电性密封件由非导电性密封材 料制成，所述非导电性密封材料为环氧树脂、酚醛树脂、醇酸树脂和有机硅树脂中的至少一 种，且所述非导电性密封件的形成方法包括将所述非导电性密封材料附着在所述基片 (1)的所述其它面，或者在所述基片(1)的所述其它面和所述电极层O)的面上，然后将所 述非导电性型密封材料加热至固化温度，所述固化温度为使所述非导电性密封材料发生交 联反应以生成高分子量的固态材料的温度。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述非导电性密封件由非导电性密封材 料制成，所述非导电性密封材料为尼龙、涤纶、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚碳酸 酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺、ABS工程树脂中的至少一种，且所述非导电性密封件 (4)的形成方法包括通过注塑成型的方式将所述非导电性密封材料覆盖在所述基片(1)的 所述其它表面上，或者覆盖在所述基片(1)的所述其它面和所述电极层O)的面上。
全文摘要
本发明提供了一种正温度系数热敏电阻及其制备方法，该正温度系数热敏电阻包括基片(1)、电极层(2)、电极连接件(3)和非导电性密封件(4)，所述电极层(2)覆盖在基片(1)的两个相对的面上，电极连接件(3)与电极层(2)电连接，非导电性密封件(4)覆盖在基片(1)的其它面上，或者将基片(1)和电极层(2)包覆，并使至少部分电极连接件(3)不被非导电性密封件(4)包覆；基片(1)包括多孔基片体和无机盐溶液，无机盐溶液吸附在多孔基片体的孔隙中，该多孔基片体的透气度为3.5-6.5方米·厘米/(平方米·小时·毫米水柱)。所述正温度系数热敏电阻是通过离子迁移进行导电的，能够产生很好的正温度系数效应。
文档编号H01C7/02GK102082016SQ20091022483
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者刘倩倩, 林信平, 陈炎 申请人:比亚迪股份有限公司