[发明专利]正温度系数过电流保护元件

说明书

一种正温度系数过电流保护元件，包含正温度系数材料层及两个电极。该正温度系数材料层包括高分子基体及导电性颗粒填充物。该高分子基体具有异相流变性聚合物组成，该异相流变性聚合物组成包含第一聚烯烃单元、第二聚烯烃单元及第三聚烯烃单元，该第一聚烯烃单元与该第二聚烯烃单元及该第三聚烯烃单元是共熔融混炼后固化而形成该高分子基体。该第一聚烯烃单元、该第二聚烯烃单元、该第三聚烯烃单元分别具有介于0.1至2.5g/10min、介于20至30g/10min、小于0.00001g/10min的熔流指数。本发明正温度系数过电流保护元件具有良好的电气稳定性与可靠性。

技术领域

本发明涉及一种正温度系数过电流保护元件，特别是涉及一种具有不同熔流指数范围的第一聚烯烃单元、第二聚烯烃单元及第三聚烯烃单元的正温度系数过电流保护元件。

背景技术

正温度系数导电性高分子元件由于具有正温度系数效应，所以可作为过电流保护元件用途。正温度系数过电流保护元件包括正温度系数导电性高分子材料层及形成在该正温度系数导电性高分子材料层的两个相对应表面上的正、负电极。该正温度系数导电性高分子材料层包括具晶相区及非晶相区的高分子基体及分散于该高分子基体的非晶相区而形成连续导电路径的导电性颗粒填充物。正温度系数效应是指当该高分子基体的温度升到其熔点时，该晶相区开始融熔而产生新的非晶相区。当非晶相区增加到一个程度而与原存的非晶相区相结合时，会使得该导电性颗粒填充物的导电路径形成不连续状，而造成该正温度系数导电性高分子材料的电阻急速增加，并因而形成断电。

正温度系数过电流保护元件主要的诉求是要同时具有高的正温度系数效应、高导电度、高电气稳定性。

现有技术中的正温度系数导电性高分子材料层通常包括高分子基体及导电性碳粉填充物。该高分子基体具有聚合物组成。该聚合物组成通常包含重量平均分子量范围介于50,000g/mol至300,000g/mol的非接枝型聚烯烃[具有在190℃与2.16kg压力下介于0.1g/10min至10g/10min的熔流指数(melt flow index,MFI)]与可选择地重量平均分子量范围介于50,000g/mol至200,000g/mol的接枝型聚烯烃(具有在190℃与2.16kg压力下介于0.5g/10min至10g/10min的熔流指数)。该接枝型聚烯烃的主要功能在于增强正温度系数导电性高分子材料层与电极之间的接着性。

由于元件的承受电压会受到导电性碳粉填充物的导电度影响而降低，因此需要较高导电度且需要承受高电压的电流保护元件并不适用导电性碳粉填充物。在提升承受电压上，虽然可通过增加非导电性颗粒填充物(例如无机化合物)等方式来增加正温度系数导电性高分子材料层的承受电压，但其导电度无法提高，无法适用在需要较高工作电流的装置上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种正温度系数过电流保护元件，可以提高正温度系数高分子材料层的承受电压，及稳定电气特性与可靠性。

本发明的正温度系数过电流保护元件包含正温度系数材料层及两个设在该正温度系数材料层上的电极。该正温度系数材料层包括高分子基体及均匀分散于该高分子基体内的导电性颗粒填充物。该高分子基体具有异相流变性聚合物组成(hetero-phaserheological polymer composition)，该异相流变性聚合物组成包含第一聚烯烃单元、第二聚烯烃单元及第三聚烯烃单元，该第一聚烯烃单元包含非接枝型聚烯烃，该第一聚烯烃单元与该第二聚烯烃单元及该第三聚烯烃单元是共熔融混炼后固化而形成该高分子基体。该第一聚烯烃单元具有在190℃与2.16kg压力下介于0.1g/10min至2.5g/10min的熔流指数；该第二聚烯烃单元具有在190℃与2.16kg压力下介于20g/10min至30g/10min的熔流指数；该第三聚烯烃单元具有在190℃与2.16kg压力下小于0.00001g/10min的熔流指数。该第一聚烯烃单元占该异相流变性聚合物组成重量的2.5-75wt％；该第二聚烯烃单元占该异相流变性聚合物组成重量的12.5-75wt％；及该第三聚烯烃单元占该异相流变性聚合物组成重量的12.5-60wt％。