本发明涉及一种正温度系数保护元件，特别是涉及一种包括具有不同粒径的一第一碳化钛颗粒及一第二碳化钛颗粒的正温度系数保护元件。
背景技术：
：一正温度系数(positivetemperaturecoefficient，简称PTC)组件表现出等效于电路保护元件的一正温度系数效应，例如可复式保险丝。该正温度系数组件包括一正温度系数聚合物材料，及接触该正温度系数聚合物材料两相反表面的一第一电极及一第二电极。该正温度系数聚合物材料包括一含有一晶体区域及一非晶体区域的聚合物基体，及一颗粒型导电填充物，该颗粒型导电填充物分散于该聚合物基体的非晶体区域，并形成一用于电连接该第一、二电极间的连续导电路径。该正温度系数效应指的是一种现象，该现象是当该晶体区域的温度被升温至其熔点时，该晶体区域中的结晶开始熔化，从而产生一新的非晶体区域。当该非晶体区域增加至一合并至该原非晶体区域的程度时，该颗粒型导电填充物的导电路径将转变为非连续型且该正温度系数聚合物材料的阻值将迅速地增加，造成该第一、二电极间电不导通。虽然该正温度系数聚合物材料的导电率可以透过颗粒型非含碳颗粒而显著地增加，例如金属粉末，但使用具有高导电率的导电非含碳颗粒导致在该正温度系数聚合物材料在使用时产生非预期的电弧现象。所形成的该电弧现象会裂化该正温度系数聚合物材料的聚合物基体的分子结构，并导致该正温度系数组件的电特性不稳定，及该正温度系数组件的使用寿命缩短。美国专利申请案公开案NO.8508327B2公开一种正温度系数材料。该正温度系数材料包括一聚合物主体，及分散于该正温度系数材料的数个碳化钛颗粒。该碳化钛颗粒具有一基于该碳化钛总重的大于 0.3wt％的残氧含量，使得该正温度系数材料的电稳定性可被改善。然而，该正温度系数材料的电稳定性仍有改善的需求。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种正温度系数电路保护元件。本发明正温度系数电路保护元件，包含：一个正温度系数聚合物材料及两个电极，所述电极接触该正温度系数聚合物材料。该正温度系数聚合物材料包括一个聚合物基体，及一个导电填充物，该导电填充物分散于该聚合物基体中，该导电填充物包括数个第一碳化钛颗粒，及数个第二碳化钛颗粒。该聚合物基体由一个聚合物组分(composition)所构成，该聚合物组分包括一个聚烯烃基底，及一个选择性地接枝型聚烯烃。该第一碳化钛颗粒具有一个小于2.5μm的平均费氏微筛粒径，及一个第一粒径分布，该第一粒径分布定义一D10粒径小于1.6μm，一D50粒径小于4.5μm，及一D90粒径小于22.0μm。该第二碳化钛颗粒具有一个小于3.2μm的平均费氏微筛粒径，及一个第二粒径分布，该第二粒径分布定义一D10粒径小于2.5μm，一D50粒径小于6.5μm，及一D90粒径小于34.0μm。该第一碳化钛颗粒具有一个大于该第一碳化钛颗粒总重0.3wt％的残氧含量。较佳地，前述正温度系数电路保护元件，其中，该第一碳化钛颗粒的该平均费氏微筛粒径小于1.4μm。较佳地，前述正温度系数电路保护元件，其中，基于该正温度系数聚合物材料总重，该聚合物基体的含量范围为8wt％至20wt％，该导电填充物的含量范围为80wt％至92wt％。较佳地，前述正温度系数电路保护元件，其中，该第一碳化钛颗粒与该第二碳化钛颗粒的重量比的范围为1:9至9:1。较佳地，前述正温度系数电路保护元件，其中，该第一粒径分布的D90粒径小于12.0μm。较佳地，前述正温度系数电路保护元件，其中，该第二碳化钛颗粒具有一小于该第二碳化钛颗粒总重0.3wt％的残氧含量。较佳地，前述正温度系数电路保护元件，其中，该聚烯烃基底是高密度聚乙烯，该接枝型聚烯烃是羧酸酐接枝型高密度聚乙烯。本发明的有益效果在于：利用所述第一碳化钛颗粒及所述第二碳化钛颗粒，进而改善本发明正温度系数电路保护元件的电稳定性。附图说明图1是本发明正温度系数电路保护元件的一个剖视示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。参阅图1，本发明正温度系数电路保护元件的一实施例包含一个正温度系数聚合物材料2，及两个接触该正温度系数聚合物材料2的电极3。该正温度系数聚合物材料2包括一个聚合物基体21，及一个导电填充物22。该导电填充物22被分散于该聚合物基体21中。该导电填充物22包括数个第一碳化钛颗粒，及数个第二碳化钛颗粒。该聚合物基体21由一个聚合物组分所构成，该聚合物组分含有一个聚烯烃基底，及一选择性地接枝型聚烯烃。需注意的是，在本发明该实施例中，该聚烯烃基底可以是非接枝型聚乙烯。在该实施例中，该聚烯烃基底是高密度聚乙烯，该接枝型聚烯烃是羧酸酐接枝型高密度聚乙烯。基于该正温度系数聚合物材料2总重，该聚合物基体21的含量范围为8wt％至20wt％，该导电填充物22的含量范围为80wt％至92wt％。所述第一碳化钛颗粒与所述第二碳化钛颗粒之重量比的范围为1:9至9:1。所述第一碳化钛颗粒具有一个小于2.5μm的平均费氏微筛粒径，及一个第一粒径分布，该第一粒径分布定义一D10粒径小于1.6μm，一D50粒径小于4.5μm，及一D90粒径小于22.0μm。在该实施例的一些具体例中，所述第一碳化钛颗粒的该平均费氏微筛粒径小于1.4μm。该第一粒径分布的D90粒径小于12.0μm。所述第二碳化钛颗粒具有一个小于3.2μm的平均费氏微筛粒径，及一个第二粒径分布，该第二粒径分布定义一D10粒径小于2.5μm， 一D50粒径小于6.5μm，及一D90粒径小于34.0μm。所述第一碳化钛颗粒具有一大于所述第一碳化钛颗粒总重之0.3wt％的残氧含量。所述第二碳化钛颗粒的残氧含量小于该第一碳化钛颗粒的残氧含量。在该实施例中，该第二碳化钛颗粒可具有一个小于该第二碳化钛颗粒总重0.3wt％的残氧含量。以下是本发明实施例的具体例与比较例，且不以此限制本发明的范围。<具体例1(E1)>10.5克的高密度聚乙烯(HDPE)作为聚烯烃基底，10.5克的马来酐(maleicanhydride)接枝型HDPE，64.5克的第一型第一碳化钛颗粒(以下称为A1颗粒)，及64.5克的第一型第二碳化钛颗粒(以下称为B1颗粒)在一Brabender混炼机中混炼。A1颗粒的平均费氏微筛粒径为1.35μm，残氧含量为0.9％(表示于表1)。A1颗粒还具有一粒径分布定义一D10粒径1.405μm，一D50粒径3.8μm，及一D90粒径11.79μm(表示于表1)。A1颗粒通过在约1850℃碳化二氧化钛及碳颗粒所制成。B1颗粒的平均费氏微筛粒径为2.65μm，残氧含量为0.2％(表示于表1)。B1颗粒还具有一粒径分布定义一D10粒径1.663μm，一D50粒径4.585μm，及一D90粒径22.371μm(表示于表1)。B1颗粒通过在约2200℃碳化二氧化钛及碳颗粒所制成。该混炼温度为200℃，搅拌速度为50rpm，加压重量为5kg，混炼时间为10分钟。该混炼混合物经热压而压制成该正温度系数聚合物材料2的薄片，其厚度是0.28mm。该热压温度是200℃，热压时间是4分钟，及该热压压力是80kg/cm2。两个铜薄片接触至该薄片的二相反侧，并在热压温度是200℃，热压时间是4分钟，及该热压压力是80kg/cm2的环境下热压以形成一正温度系数层压结构。该正温度系数层压结构被裁切成数个尺寸为4.5mm×3.2mm的测试样品。具体例1的所述测试样品的电特性结果表示于表3中。在表3中，R表示电阻(ohm)，V-R表示体积电阻率(ohm×cm)。在具体例1中的该正温度系数聚合物材料具有一含有14wt％的聚合物基体(聚烯烃基底与接枝型聚烯烃的重量比是1:1)，43wt％的第一碳化 钛颗粒，及43wt％的第二碳化钛颗粒的组分。<具体例2至6(E1至E6)>具体例2至6的制作流程与条件类似具体例1之制作流程与条件，其不同处在于聚烯烃基底、接枝型聚烯烃，及第一、二碳化钛颗粒的含量。该具体例2至6的测试样品的电特性结果表示于表3。<具体例7及8(E7及E8)>具体例7及8的制作流程与条件类似具体例1之制作流程与条件，其不同处在于具体例7及8使用64.5克的第二型第二碳化钛颗粒(以下称为B2颗粒)。B2颗粒具有3.1μm的平均费氏微筛粒径，及0.2％的残氧含量。B2颗粒还具有一粒径分布，该粒径分布定义一D10粒径2.279μm，一D50粒径6.277μm，及一D90粒径33.761μm(表示于表1)。B2颗粒通过在约2200℃碳化二氧化钛及碳颗粒所制成。聚烯烃基底、接枝型聚烯烃，及第一、二碳化钛颗粒的含量表示于表2。该具体例7及8的测试样品的电特性结果表示于表3。<比较例1(CE1)>比较例1的制作流程与条件类似具体例1的制作流程与条件，除了第一、二碳化钛颗粒(例如，导电填充物)以镍颗粒取代之外，且在正温度系数聚合物材料中的成份含量是不同的。比较例1的测试样品的电特性结果表示于表3。<比较例2(CE2)>比较例2的制作流程与条件类似比较例1的制作流程与条件，其不同处在于比较例2的导电填充物包括45wt％的镍颗粒及45wt％的B1颗粒。比较例2的测试样品的电特性结果表示于表3。<比较例3至6(CE3至CE6)>比较例3至6的制作流程与条件类似比较例1的制作流程与条件，除了比较例3至6的导电填充物仅包括A1颗粒及正温度系数聚合物材料的成份含量不同外。比较例3至6的测试样品的电特性结果表示于表3。<比较例7至10(CE7至CE10)>比较例7至10的制作流程与条件类似比较例1的制作流程与条件，除了比较例7至10的导电填充物仅包括B1颗粒及正温度系数聚 合物材料的成份含量不同外。比较例7至10的测试样品的电特性结果表示于表3。<比较例11及12(CE11及CE12)>比较例11及12的制作流程与条件类似比较例7及8的制作流程与条件，其不同处在于比较例11及12的导电填充物包括B1颗粒、B2颗粒，及其正温度系数聚合物材料的成份含量不同。比较例11及12的测试样品的电特性结果表示于表3。<比较例13及14(CE13及CE14)>比较例13及14的制作流程与条件类似具体例3及4的制作流程与条件。其不同处在于比较例13及14的导电填充物包括A1颗粒及一第二型第一碳化钛颗粒(以下简称A2颗粒)。A2颗粒具有一4.4μm的平均费氏微筛粒径，及0.8％的残氧含量(表示于表1)。A2颗粒还具有一D10粒径3.717μm，一D50粒径10.54μm，及一D90粒径39.26μm(表示于表1)。A2颗粒通过在约1850℃碳化二氧化钛及碳颗粒所制成。比较例13及14的测试样品的电特性结果表示于表3。<比较例15及16(CE15及CE16)>比较例15及16的制作流程与条件类似比较例13及14的制作流程与条件。其不同处在于比较例15及16的导电填充物包括B1颗粒及及A2颗粒。比较例15及16的测试样品的电特性结果表示于表3。<比较例17及18(CE17及CE18)>比较例17及18的制作流程与条件类似比较例13及14的制作流程与条件。其不同处在于比较例17及18的导电填充物包括B2颗粒及及A2颗粒。比较例17及18的测试样品的电特性结果表示于表3。表1A1A2B1B2平均费氏微筛粒径(μm)1.354.42.653.1D10(μm)1.4053.7171.6632.279D50(μm)3.810.544.5856.277D90(μm)11.7939.2622.37133.761残氧含量(％)0.90.80.20.2表2<测试结果>[电阻值稳定性测试]一镍薄片焊接至所述具体例1至8及比较例1至18的测试样品的铜薄片(具有电阻值Rc)以形成一测试元件。该测试元件的电阻值(Rd)被测定。一电阻增加率(Rcd)定义为(Rd-Rc)/Rc×100％。电阻值稳定性测试的结果表示于表3。表3结果表示所述具体例1至8的测试元件电阻值及电阻增加率低于所述比较例1至18的测试元件电阻值及电阻增加率。[耐久性测试]对所述具体例1至8及比较例1至18的十个测试样品在提供一具有一每六十秒切换开启与关闭的数值为6Vdc/10A的电能进行一耐久性测试，以决定电阻变化率(Rf/Ri)，及所述测试样品的通过率，其中Rf及Ri分别表示所述测试样品在耐久性测试前与后电阻值。表4表示具体例1至8具有100％的通过率，而比较例1及2，及比较例 8至18具有小于100％的通过率。除此之外，具体例1至8的电阻变化率小于比较例3至18的电阻值变化。表4本发明正温度系数电路保护元件的正温度系数聚合物材料中之含有所述第一碳化钛颗粒及所述第二碳化钛颗粒，进而改善本发明正温度系数电路保护元件的电稳定性，故确实能达成本发明之目的。当前第1页1 2 3