样品通过测试不烧毁的数量）。崩坏测试 是以交流电24V及电流IOOA通电60秒进行测试。崩坏测试的结果如表1所示。
[0064] 破坏电压测试（Thermal runaway test)
[0065] 分别对实施例1-18与比较例1-18进行破坏电压测试，每一实施例或比较例均测 试5个样品。对每一个测试样品施加电压，在固定电流为100A下由5Vdc逐步上升至60Vdc， 直到该测试样品烧毁。该施加电压是每间隔2分钟上升5Vdc(即，每一次新施加的电压持 续了两分钟）。记录实施例1-18与比较例1-18的每一测试样品的最大耐受电压。破坏电 压测试的结果如表1所示。
[0066]
[0068] 注表示未添加。
[0069] 以CE3及CE4为一组（以导电性非碳质颗粒及导电性碳颗粒的组合作为导电性颗 粒填充物22,但聚合物基体21中不含有强化聚烯烃），以CEl及CE2为一组（聚合物基体 21中不含有强化聚烯烃，也不含有导电性非碳质颗粒及导电性碳颗粒），将两组的性质进 行比较，显示以导电性非碳质颗粒及导电性碳颗粒的组合作为导电性颗粒填充物22,崩坏 测试的通过率及破坏电压测试的最大耐受电压仅能少量或温和的增长。特别是，崩坏测试 的通过率由O% (CE2)上升至CE3的10% (通过在该导电性颗粒填充物22中含有Iwt %的 碳黑）及CE4的30 % (通过在该导电性颗粒填充物22中含有14wt %的碳黑），且该破坏电 压测试的最大耐受电压由15V(CE2)上升至CE4的25V，但在CE3没有增加。
[0070] 此外，以CE5至CE16为一组（含有强化聚烯烃，但不含有导电性碳颗粒），以CE17 及CE18为一组（不含有强化聚烯烃，也不含有导电性碳颗粒），将两组的性质进行比较，显 示正温度系数聚合物材料2的聚合物基体21包含强化聚烯烃（l-3wt % )，崩坏测试的通过 率及破坏电压测试的最大耐受电压仅能少量或温和的增长。特别是，比较的结果显示，崩坏 测试的通过率由20% (CE17或CE18)上升至CE5至CE16的50至70wt%，且该破坏电压测 试的最大耐受电压由15V上升至CE6、CE7及CE9至16的25-30V，但在CE3及CE8没有增 加。
[0071] 本发明正温度系数聚合物材料2的组成，与CE3及CE4组成的不同处在于本发明 含有强化聚烯烃，与CE5-CE16组成的不同处在于本发明含有导电性碳颗粒，因强化聚烯烃 (相对于CE5至CE16这一组）、导电性非碳质颗粒及导电性碳颗粒（对应CE3及CE4这一 组）的组合展现了协同效应（synergistic effect)。该协同效应说明如下。如表1所示， CE8的通过率是60%，和CE2比较，CE3的通过率上升了 10%的解释，可以归因于该导电性 颗粒填充物22含有Iwt %的导电性碳颗粒。因此，可以假设，将CE8的聚合物组成物进行 改良，将导电性颗粒填充物22以lwt%的碳黑（CE3)取代原先CE8中的lwt%的TiC颗粒， 则通过率会成比例地增加至其相加的总合70% (= 10% +60% )。以类似的方式，可以合 理的推测经改良的组成物的最大耐受电压会维持在15V( = 0V+15V)的水平。相对于该经 改质的组成物，El (其组成与经改良的组成物相同）的通过率及最大耐受电压依序为100% 及50V，明显地大于70%及15V。该协同效应可以通过另一个实施例更进一步解释。如表1 所示，CE7的通过率及最大耐受电压依序为70%及25V(CE7在比较例中具有优秀的表现）， 且CE4相对于CE2,通过率上升30%且最大耐受电压上升IOV的解释可以归因于使导电性 颗粒填充物22中含有14wt %导电性碳颗粒。因此，可以假设，将CE7的聚合物组成物进行 改良，将导电性颗粒填充物22以14wt%的碳黑（CE4)取代原先CE7中的14wt%的TiC颗 粒，则通过率及最大耐受电压会分别成比例地增加至其相加的总合100% ( = 30% +70% ) 及35V( = 25V+10V)。相对地，尽管E6的通过率（其具有与改良的组成物相似的组成物） 与该经改良的组成物的通过率相等，E6的最大耐受电压为60V，明显大于35V。值得注意的 是，正温度系数聚合物材料2中所产生的电弧现象是烧毁正温度系数过电流保护元件的主 要原因。因此，对照实施例与比较例的组合的最大耐受电压可知，本发明正温度系数聚合物 材料2较能抑制电弧现象产生。
[0072] 综上所述，本发明正温度系数过电流保护元件通过该正温度系数聚合物材料2含 有数个导电性非碳质颗粒、数个导电性碳颗粒，及强化聚烯烃，可以减轻如现有技术中所述 的电弧产生问题，且该正温度系数聚合物材料2在崩坏测试及破坏电压测试的表现也有所 改进，所以确实能达成本发明的目的。
[0073] 以上所述，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依 本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。
【主权项】
1. 一种正温度系数过电流保护元件，其特征在于：该正温度系数过电流保护元件包 含： 一正温度系数聚合物材料，及 两个电极，连接于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聚合物基体及一均匀分散于该聚合物基体中的导电 性颗粒填充物，该导电性颗粒填充物包括导电性非碳质颗粒及导电性碳颗粒，所述导电性 非碳质颗粒的电阻是高于所述导电性碳颗粒的电阻； 该聚合物基体是由一聚合物组成物制成，该聚合物组成物包含至少一主聚合物单元及 一强化聚烯烃，该主聚合物单元包含一基础聚烯烃及可选择性地一接枝型聚烯烃，该强化 聚烯烃的重量平均分子量高于该基础聚烯烃的重量平均分子量，该主聚合物单元与该强化 聚烯烃系共熔融混炼后固化而形成该聚合物基体； 该基础聚烯烃具有一根据ASTM D-1238在230°C与12. 6Kg压力下所量得的介于 10g/10min至100g/10min的熔流速率；该强化聚烯烃具有一根据ASTM D-1238在230°C与 12. 6Kg压力下所量得的介于0· 01g/10min至L 0g/10min的烙流速率； 该导电性碳颗粒具有平均粒径范围为40nm至lOOnm、DBP吸油量范围为60cc/100g至 120cc/100g，及一有机挥发成份含量的范围为0. 2wt%至2. Owt% ; 基于该聚合物组成物的总重量，该主聚合物单元的含量范围为58wt%至92wt%,且该 强化聚烯烃的含量范围为8wt%至42wt% ; 基于该正温度系数聚合物材料的总重量，该聚合物基体的含量范围为l〇wt %至 14wt%，且该导电性碳颗粒填充物的含量范围为86wt%至90wt% ;及 基于该正温度系数聚合物材料的总重量，该导电性碳颗粒的含量范围为lwt %至 14wt % 〇2. 根据权利要求1所述的正温度系数过电流保护元件，其特征在于：该强化聚烯烃的 重量平均分子量范围为600, 000g/mole至1，500, 000g/mole。3. 根据权利要求1所述的正温度系数过电流保护元件，其特征在于：该基础聚烯烃的 重量平均分子量范围为50, 000g/mole至300, 000g/mole。4. 根据权利要求1所述的正温度系数过电流保护元件，其特征在于：该导电性碳颗粒 具有平均粒径范围为58nm至83nm、DBP吸油量范围为75cc/100g至113cc/100g，及该有机 挥发成份含量的范围为〇.8wt%至l.Owt%。5. 根据权利要求1所述的正温度系数过电流保护元件，其特征在于：该导电性非碳质 颗粒是由一材料所制成，该材料是选自碳化钛、碳化锆、碳化钒、碳化铌、碳化钽、碳化铬、碳 化钥、碳化钨、氮化钛、氮化锆、氮化钒、氮化铌、氮化钽、氮化铬、二硅化钛、二硅化锆、二硅 化铌、二硅化钨、金、银、铜、铝、镍、表面镀镍玻璃球、表面镀镍石墨、钛钽固熔体、钨钛钽铬 固熔体、钨钽固熔体、钨钛钽铌固熔体、钨钛钽固熔体、钨钛固熔体、钽铌固熔体，及前述的 组合。6. 根据权利要求1所述的正温度系数过电流保护元件，其特征在于：该导电性碳颗粒 是碳黑。7. 根据权利要求1所述的正温度系数过电流保护元件，其特征在于：该基础聚烯烃及 该强化聚烯烃为聚乙烯。
【专利摘要】一种正温度系数过电流保护元件，包含一正温度系数聚合物材料，及两个连接于该正温度系数聚合物材料的电极。该正温度系数聚合物材料包括一聚合物基体及一均匀分散于该聚合物基体中的导电性颗粒填充物，该导电性颗粒填充物包括一导电性非碳质颗粒及一导电性碳颗粒。该导电性碳颗粒具有平均粒径范围为40至100nm、DBP吸油量范围为60至120cc/100g，及一有机挥发成份含量的范围为0.2至2.0wt％。基于该正温度系数聚合物材料的总重量，该导电性碳颗粒的含量范围为1至14wt％。
【IPC分类】H01C7/13, H01C7/02
【公开号】CN105590710
【申请号】CN201410566199
【发明人】陈继圣, 江长鸿
【申请人】富致科技股份有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年10月22日