專利名稱：汽車微型電機(jī)用新型可恢復(fù)過(guò)流/過(guò)溫保護(hù)器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車微型電機(jī)用保護(hù)器件技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及汽車微型電機(jī)用過(guò) 流/過(guò)溫保護(hù)器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種汽車微型電機(jī)用新型可恢復(fù)過(guò)流/過(guò)溫保護(hù)器 件。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，汽車微型電機(jī)已經(jīng)廣泛的用于汽車的驅(qū)動(dòng)和控制上，但電機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制裝 置經(jīng)常要經(jīng)受-40°C ~ 120。C嚴(yán)酷的工作環(huán)境，而且要求能夠連續(xù)和可靠地運(yùn)行。傳統(tǒng)的 保護(hù)方法是在電機(jī)上串聯(lián)雙金屬片熱保護(hù)器和采用環(huán)氧粉末包封的聚合物PTC器件來(lái)保 護(hù)汽車微型電機(jī)。
但由于汽車電機(jī)使用環(huán)境的嚴(yán)酷性，特別是在-40°C ~ 120°C,電源電壓經(jīng)常在8V 16V之間變化時(shí)，雙金屬片熱保護(hù)器在循環(huán)閉合過(guò)程中觸點(diǎn)容易失效，材料易疲勞，使用 壽命短。傳統(tǒng)的環(huán)氧粉末包封的聚合物PTC器件由于采用PTC芯片直接焊接引線，再采用 環(huán)氧粉末包封，由于環(huán)氧層導(dǎo)熱性差，不能敏感的感應(yīng)電機(jī)內(nèi)部溫度的變化，在低溫低 壓下不能進(jìn)行有效保護(hù)，高溫高電壓的條件下誤保護(hù)，導(dǎo)致電機(jī)不能工作或失效。因?yàn)?現(xiàn)有的PPTC的轉(zhuǎn)折溫度特性不能完全滿足汽車電機(jī)在-40°C ~ 120。C的環(huán)境下，電源在 8VDC 16VDC波動(dòng)時(shí)的環(huán)境要求，不能對(duì)電機(jī)進(jìn)行有效保護(hù)，特別是在低溫低電壓和高 溫高電壓下進(jìn)行有效保護(hù)；通常，具有低轉(zhuǎn)折溫度的過(guò)流/過(guò)溫保護(hù)器件不能滿足高溫高 電壓的下電機(jī)的有效保護(hù)，具有高轉(zhuǎn)折溫度的過(guò)流/過(guò)溫保護(hù)器件不能在低溫低電壓環(huán)境 下對(duì)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)。
在此，為適應(yīng)上述工作溫度范圍和電壓范圍的使用要求，特別是在低溫低電壓以及 高溫高電壓的使用要求，對(duì)由聚合物復(fù)合物與導(dǎo)電碳黑構(gòu)成的過(guò)流/過(guò)溫保護(hù)器件進(jìn)行了 研究
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的就是針對(duì)以上存在的問(wèn)題與不足，提供一種汽車微型電機(jī)用新型 可恢復(fù)過(guò)流/過(guò)溫保護(hù)器件，其能在較寬的溫度和電壓范圍內(nèi)對(duì)電機(jī)進(jìn)行有效保護(hù)，特別 是能在_40°C ~ K(TC溫度范圍和8V 16V電壓范圍內(nèi)對(duì)電機(jī)進(jìn)行有效保護(hù)且使用壽命長(zhǎng)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案具體如下
一種汽車微型電機(jī)用新型可恢復(fù)過(guò)流/過(guò)溫保護(hù)器件，其特點(diǎn)是，為三層結(jié)構(gòu)，包括 上層、中層和下層，所述上層和所述下層分別貼合所述中層的上表面和下表面，所述中 層是具有正溫度系數(shù)特性的聚合物芯片，所述上層和所述下層是導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層包 括內(nèi)表面和外表面，所述內(nèi)表面與所述中層貼合，所述外表面與一電極連接，所述聚合 物芯片包括聚合物基體樹(shù)脂、導(dǎo)電性微顆粒和無(wú)機(jī)填料，所述聚合物基體樹(shù)脂的熔融焓 在30 55J/g，熔點(diǎn)為160。C 180°C。最外面的電極可以根據(jù)電機(jī)使用要求做成不同形狀， 比如片狀。上述聚合物基體樹(shù)脂也可以將兩種和兩種以上，熔點(diǎn)在160。C ~ 180。C之間， 熔融焓在不同范圍內(nèi)的聚合物，采用雙螺桿進(jìn)行擠出共混造粒得到，這里具體的指偏氟 聚合物。
較佳地，所述無(wú)機(jī)填料是粒徑小于50pm的無(wú)機(jī)物。
較佳地，所述聚合物基體樹(shù)脂是熱塑性樹(shù)脂的結(jié)晶性聚合物。
更佳地，所述聚合物基體樹(shù)脂是聚偏氟乙烯均聚物或聚偏氟乙烯共聚物的 一種或幾 種；所述無(wú)機(jī)物是氧化鋅、氧化鎂、氫氧化鎂或氫氧化鋁的一種或幾種；所述導(dǎo)電性微 顆粒是導(dǎo)電碳黑。聚偏氟乙烯共聚物，比如由基于一種含有聚偏氟乙烯和聚烯烴的重復(fù) 結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的共聚物。
較佳地，上述保護(hù)器件通過(guò)所述聚合物基體樹(shù)脂、所述導(dǎo)電性微顆粒和所述無(wú)機(jī)填 料混煉擠出成片材后熱壓所述導(dǎo)電層，再?zèng)_切成所需形狀后采用輻照交聯(lián)方式進(jìn)行交聯(lián)， 再將所述導(dǎo)電層分別連接所述電極而制成。
更佳地，所述輻照交聯(lián)方式是采用Y射線或電子束輻照進(jìn)行交聯(lián)，輻照劑量為10 20Mrad。 Y射線可以是Co60。
較佳地，所述外表面與所述電極焊接連接。
較佳地，所述內(nèi)表面是粗糙面，所述外表面是光滑面。
較佳地，所述導(dǎo)電層是金屬箔電極，所述電極是金屬電極，所述金屬電極的熱傳導(dǎo) 系數(shù)為30~ 100W/M.K。從而，所述金屬電極具有很好的熱傳導(dǎo)性能和低的電阻率。更佳地，所述金屬箔電極是鍍鎳銅箔電極，所述電極是黃銅電極或鋼電極。 本發(fā)明的汽車微型電機(jī)用新型可恢復(fù)過(guò)流/過(guò)溫保護(hù)器件主要有三層結(jié)構(gòu)，具有正溫 度系數(shù)特性的聚合物芯片(PPTC芯片)上下兩面各貼覆一層金屬箔電極，在箔電極外表 面焊接有金屬電極，PPTC芯片主要由一種熔融焓在30 55J/g，熔點(diǎn)在160。C ~ 180。C的的 聚合物復(fù)合物添加導(dǎo)電碳黑和無(wú)機(jī)填料構(gòu)成，這種PPTC具有較低的轉(zhuǎn)折溫度，能在較寬 的溫度和電壓范圍內(nèi)能對(duì)電機(jī)的進(jìn)行有效保護(hù)，特別是在-40°C ~ 120。C的環(huán)境下，電源 在8V 16V波動(dòng)時(shí)，能有效感應(yīng)汽車微型電機(jī)內(nèi)部電流或溫度的變化，對(duì)汽車微型電機(jī) 進(jìn)行有效保護(hù)；本發(fā)明不像雙金屬片熱保護(hù)器那樣使用中材料易疲勞，觸點(diǎn)容易失效， 因此使用壽命長(zhǎng)。


圖1是本發(fā)明的 一具體實(shí)施例的主視示意圖。
圖2是圖1所示的具體實(shí)施例的側(cè)視示意圖。
圖3是圖1所示的具體實(shí)施例的導(dǎo)電層的截面示意圖。
具體實(shí)施例方式
為更好的理解本發(fā)明的內(nèi)容，下面結(jié)合具體實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明。 本發(fā)明的過(guò)流Z過(guò)溫保護(hù)器件中的熱塑性樹(shù)脂優(yōu)選為結(jié)晶性聚合物，樹(shù)脂的熔點(diǎn)應(yīng)高 于120。C,更優(yōu)選為160。C ~ 180°C,熔融焓為30~ 55J/g之間，更優(yōu)選為熔融焓在40 ~ 55J/g 之間。以下為下述具體實(shí)施例中用到的相關(guān)聚合物基體樹(shù)脂l.聚偏氟乙蜂(例如PVDF Homopolymer ,商品名SOLEF 1008，熔點(diǎn)]74。C，熔融焓為67J/g,(蘇威蘇萊克斯生 產(chǎn))；商品名SOLEF 1010,熔點(diǎn)174。C，熔融焓為66J/g，(蘇威蘇萊克斯生產(chǎn))；商 品名HYLAR 460，熔點(diǎn)16(TC，熔融焓為46 J/g,(蘇威蘇萊克斯生產(chǎn))；2.由基于含有 一種聚偏氟乙烯和聚烯烴的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的共聚物(例如PVDF Copolymer ( VF2 -HFP) 商品名SOLEF 11010，熔點(diǎn)160。C熔融焓38J/g，(蘇威蘇萊克斯生產(chǎn))；商 品名SOLEF 31008,熔點(diǎn)169。C，熔融焓為34J/g,(蘇威蘇萊克斯生產(chǎn))。若是將兩種 和兩種以上的聚合物復(fù)合后，獲得的復(fù)合物的熔融焓也應(yīng)該為30 55J/g之間，更優(yōu)選為 熔融焓在40~ 55J/g之間，熔點(diǎn)應(yīng)高于120。C,更優(yōu)選為160。C ~ 180°C。
請(qǐng)參見(jiàn)圖1 3所示，本發(fā)明為三層結(jié)構(gòu)，包括上層l、中層2和下層3，所述上層l和所述下層3分別貼合所述中層2的上表面和下表面，所述中層2是具有正溫度系數(shù)特性的聚 合物芯片，所述上層1和所述下層3是導(dǎo)電層4，所述導(dǎo)電層4包括內(nèi)表面5和外表面6，所 述內(nèi)表面5與所述中層2貼合，所述外表面6與一電極7連接。較佳地，所述內(nèi)表面5是粗糙 面，所述外表面6是光滑面。
實(shí)施例l:
作為熱塑性樹(shù)脂，使用聚偏氟乙烯的均聚物(SOLEF 1008 )和聚偏氟乙烯的共聚 物(SOLEF 11010)，作為導(dǎo)電碳黑使用N660 (上?？ú┨貜S)，作為無(wú)機(jī)填料使用氧 化鋅(間接法，99.7%，上海岷民氧化鋅廠)。先將兩種聚偏氟乙烯進(jìn)行擠出共混造粒， 混合比(質(zhì)量比)一般為1008: 11010=100: 80~120,最佳比例為1008: 11010=100: 100，得到母料，母料的熔融焓為52J/g，熔點(diǎn)為165。C,將得到的母料和導(dǎo)電碳黑及無(wú)機(jī) 填料進(jìn)行共混，得到具有正溫度系數(shù)的芯片；共混物的比例(質(zhì)量比) 一般為母料 N660: ZnO=100: 30 70: 5~10,本例4吏用的比例為母料N660: ZnO=100: 50: 10。
實(shí)施例2:
作為熱塑性樹(shù)脂，使用聚偏氟乙烯的均聚物(SOLEF 1010 )和聚偏氟乙烯的共聚物 (SOLEF 31008 ),作為導(dǎo)電碳黑使用N660 (上?？ú┨貜S)，作為無(wú)機(jī)填料使用氧化 鋅(間接法，99.7%，上海岷民氧化鋅廠)。先將兩種聚偏氟乙烯進(jìn)行擠出共混造粒，混 合比(質(zhì)量比)4一般為:1008: 31008=100: 80~140，最佳比例為1008: 31008=100: 100， 得到母料，母料的熔融焓為45J/g,熔點(diǎn)為170。C,將得到的母料和導(dǎo)電碳黑及無(wú)機(jī)填料進(jìn) 行共混，得到具有正溫度系數(shù)的芯片；共混物的比例(質(zhì)量比) 一般為母料N660: ZnO=100: 40 70: 5~10,本例j吏用的比例為母灃牛N660: ZnO=100: 50: 10。
實(shí)施例3:
作為熱塑性樹(shù)脂，使用聚偏氟乙烯的均聚物HYLAR 460 ，作為導(dǎo)電碳黑使用N660(上 ?？ú┨貜S)，作為無(wú)機(jī)填料使用氧化鋅(間接法，99.7%,上海岷民氧化鋅廠)。將熱 塑性樹(shù)脂和導(dǎo)電碳黑及無(wú)機(jī)填料進(jìn)行共混，得到具有正溫度系數(shù)的芯片；共混物的比例 (質(zhì)量比)一般為:母料N660: ZnO-100: 40 60: 5~10，本例使用的比例為SOLEF 1010: N660: ZnO=100: 50: 10。實(shí)施例4:
由實(shí)施例l得到的芯片，上下表面分別熱壓貼合一鍍鎳銅箔電極的粗糙面，Co60射線 交聯(lián)，劑量14Mrad，鍍鎳銅箔電極的光滑面分別焊接金屬電極，金屬電極使用黃銅電極 (導(dǎo)熱系數(shù)為93W/nrK, H65、 S=0.5mm、中鋁洛陽(yáng)銅業(yè)有限公司)，在8VDC, - 40°C 下進(jìn)行電機(jī)堵轉(zhuǎn)，測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間為65s;在12.6VDC, 25。C行電機(jī)堵轉(zhuǎn)測(cè)試動(dòng) 作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間為11.7s; 16VDC， 120°C下進(jìn)行電機(jī)堵轉(zhuǎn)測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間為 0.86s。
實(shí)施例5:
由實(shí)施例1得到的芯片，上下表面分別熱壓貼合一鍍鎳銅箔電極的粗糙面，Co60射線 交聯(lián)，劑量14Mrad，鍍鎳銅箔電極的光滑面分別焊接金屬電極，金屬電極使用鋼電極(導(dǎo) 熱系數(shù)為35W/m'K, SPCC、 S=0.5mm、上海寶鋼生產(chǎn))，在8VDC, -40。C下進(jìn)行電機(jī) 堵轉(zhuǎn)測(cè)試，動(dòng)作時(shí)間為103s，在12.6VDC, 25'C下進(jìn)行電機(jī)堵轉(zhuǎn)測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間 為12.5s, 16VDC， 120。C下進(jìn)行電機(jī)堵轉(zhuǎn)測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間為1.08s。
實(shí)施例6:
由實(shí)施例2得到的芯片，上下表面分別熱壓貼合一鍍鎳銅箔電極的粗糙面，Co60射線 交聯(lián)，劑量14Mrad，鍍鎳銅箔電極的光滑面分別焊接金屬電極，金屬電極使用黃銅電極 (導(dǎo)熱系數(shù)為93W/m.K， H65、 S=0.5mm、中鋁洛陽(yáng)銅業(yè)有限公司生產(chǎn))，在8VDC,-4(TC下進(jìn)行電機(jī)堵轉(zhuǎn)，測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間為54s;在12.6VDC, 25。C行電機(jī)堵轉(zhuǎn)測(cè) 試動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間為10.8s， 16VDC, 12(TC下進(jìn)ff電機(jī)堵轉(zhuǎn)測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間 為0.62s。
實(shí)施例7:
由實(shí)施例2得到的芯片，上下表面分別熱壓貼合一鍍鎳銅箔電極的粗糙面，Co60射線 交聯(lián)，劑量14Mrad,鍍鎳銅箔電極的光滑面分別焊接金屬電極，金屬電極使用鋼電極(導(dǎo) 熱系數(shù)為35W/m.K， SPCC、 S=0.5mm、上海寶鋼生產(chǎn))，在8VDC， -40。C下進(jìn)行電機(jī) 堵轉(zhuǎn)測(cè)試，動(dòng)作時(shí)間為83s，在12.6VDC, 25t:下進(jìn)行電機(jī)堵轉(zhuǎn)測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間為11.7s， 16VDC, 12(TC下進(jìn)行電機(jī)堵轉(zhuǎn)測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間為0.91s。 實(shí)施例8:
由實(shí)施例3得到的芯片，上下表面分別熱壓貼合一鍍鎳銅箔電極的粗糙面，Co60射線 交聯(lián)，劑量14Mrad,鍍鎳銅箔電極的光滑面分別焊接金屬電極，金屬電極使用黃銅電極 (導(dǎo)熱系數(shù)為93W/m.K， H65、 5=0.5mm、中鋁洛陽(yáng)銅業(yè)有限公司生產(chǎn))，在8VDC,-40'C下進(jìn)行電機(jī)堵轉(zhuǎn)，測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間為164s;在12.6VDC, 25。C行電機(jī)堵轉(zhuǎn)測(cè) 試動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間為13.8s， 16VDC, 120'C下進(jìn)行電機(jī)堵轉(zhuǎn)測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間 為1.20s。
對(duì)比例l:
由實(shí)施例l得到的芯片，上下表面分別熱壓貼合一鍍鎳銅箔電極的粗糙面，鍍鎳銅箔 電極的光滑面焊接c])^.8mm, H65黃銅引線，采用環(huán)氧粉末(規(guī)格CP93-ST上海大洲公 司廠)包封，包封后用Co60射線交聯(lián)，劑量14Mrad，在8VDC, - 4(TC下進(jìn)行電機(jī)堵轉(zhuǎn)， 測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，PTC器件在200s不動(dòng)作，打開(kāi)電才幾發(fā)現(xiàn)電才幾線圈變色，電4幾損壞；在 12.6VDC， 25。C行電機(jī)堵轉(zhuǎn)測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間為14.3s， 16VDC, 120。C下進(jìn)行電機(jī) 堵轉(zhuǎn)測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間為1.45s。
對(duì)比例2
由實(shí)施例3得到的芯片，上下表面分別熱壓貼合一鍍鎳銅箔電極的粗糙面，鍍鎳銅箔 電極的光滑面焊接c)^0.8mm, H65黃銅引線，采用環(huán)氧粉末(規(guī)格CP93-ST上海大洲公 司廠)包封，包封后用Co60射線交聯(lián)，劑量14Mrad，在8VDC, - 40。C下進(jìn)行電機(jī)堵轉(zhuǎn)， 測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，PTC器件在200s不動(dòng)作，打開(kāi)電機(jī)發(fā)現(xiàn)電機(jī)線圈變色，電機(jī)損壞；在 12.6VDC， 25。C行電機(jī)堵轉(zhuǎn)測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間為15.3s， 16VDC， 120。C下進(jìn)行電機(jī) 堵轉(zhuǎn)測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間為1.60s 。
對(duì)比例3
作為熱塑性樹(shù)脂，使用現(xiàn)廣泛使用的高密度聚乙烯HDPE 5000S (大慶石化生產(chǎn)，熔 融指數(shù)0.9g/10min),熔融焓在292.6J/g,熔點(diǎn)134。C，作為導(dǎo)電碳黑使用N660 (上?？ú┨貜S)，作為無(wú)機(jī)填料使用氧化鋅(間接法，99.7%,上海岷民氧化鋅廠)。將熱塑性樹(shù) 脂和導(dǎo)電碳黑及無(wú)機(jī)填料進(jìn)行共混，得到具有正溫度系數(shù)的芯片；共混物的比例(質(zhì)量 比)一般為母料N660: ZnO100: 80~130: 5~10,本例使用的比例為HDPE 5000S: N660: ZnO=100: 110: 10。得到具有低轉(zhuǎn)折溫度的芯片，轉(zhuǎn)折溫度約80。C，上下表面分 別熱壓貼合一鍍鎳銅箔電極的粗糙面，Co60射線交聯(lián)，劑量14Mrad,鍍鎳銅箔電極的光 滑面分別焊接金屬電極，金屬電極使用黃銅電極(導(dǎo)熱系數(shù)為93W/nrK， H65、 5=0.5mm、 中鋁洛陽(yáng)銅業(yè)有限公司生產(chǎn))，在8VDC, - 40。C下進(jìn)行電機(jī)堵轉(zhuǎn)，測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作 時(shí)間為34s;在12.6VDC, 25。C行電機(jī)堵轉(zhuǎn)測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，3s后發(fā)現(xiàn)PTC燒毀，不能對(duì)電 機(jī)進(jìn)行有效保護(hù)，16VDC, 12(TC下進(jìn)行電機(jī)堵轉(zhuǎn)測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，PTC燒毀，不能對(duì)電機(jī) 進(jìn)行有效保護(hù)。
乂寸比例4
作為熱塑性樹(shù)脂，作為現(xiàn)廣泛使用PTC器件，使用高密度聚乙烯HDPE 5000S (大慶 石化生產(chǎn)，熔融指數(shù)0.9g/10min),熔融焓在292.6J/g，熔點(diǎn)134。C,作為導(dǎo)電碳黑使用N660 (上?？ú┨貜S)，作為無(wú)機(jī)填料使用氧化鋅(間接法，99.7%,上海岷民氧化鋅廠)。 將熱塑性樹(shù)脂和導(dǎo)電碳黑及無(wú)機(jī)填料進(jìn)行共混，得到具有正溫度系數(shù)的芯片；共混物的 比例(質(zhì)量比)一般為母料N660: ZnO=100: 80 130: 5 10,本例使用的比例為HDPE 5000S: N660: ZnO=100: 110: 10。得到具有低轉(zhuǎn)折溫度的芯片，轉(zhuǎn)折溫度約80。C,上 下表面分別熱壓貼合一鍍鎳銅箔電極的粗糙面，鍍鎳銅箔電極的光滑面焊接4) =0.8mm， H65黃銅引線，采用環(huán)氧粉末(規(guī)格CP93-ST上海大洲公司廠)包封，包封后用Co60射 線交聯(lián)，劑量14Mmd,在8VDC, - 40。C下進(jìn)行電機(jī)堵轉(zhuǎn)，測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間為37s; 在12.6VDC, 25。C行電才幾堵轉(zhuǎn)測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，3s后發(fā)現(xiàn)包封層裂開(kāi)，PTC失效，16VDC, 12(TC下進(jìn)行電機(jī)堵轉(zhuǎn)測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，PTC燒毀，不能對(duì)電機(jī)進(jìn)行有效保護(hù)。
對(duì)比例5
作為熱塑性樹(shù)脂，使用聚偏氟乙烯的均聚物SOLEF 1008 (蘇威蘇萊克斯生產(chǎn)，熔融 焓67J/g，熔點(diǎn)174。C ),作為導(dǎo)電碳黑使用N660 (上?？ú┨貜S)，作為無(wú)機(jī)填料使用 氧化鋅(間接法，99.7%,上海岷民氧化鋅廠)。將熱塑性樹(shù)脂和導(dǎo)電碳黑及無(wú)機(jī)填料進(jìn) 行共混，得到具有較高轉(zhuǎn)折溫度的正溫度系數(shù)的芯片；轉(zhuǎn)折溫度約為120。C,共混物的比例(質(zhì)量比)一般為母料N660: ZnO=100: 40~60: 5~10，本例使用的比例為SOLEF 1008: N660: ZnO=100: 50: 10。由此得到的芯片，上下表面分別熱壓貼合一鍍鎳銅箔 電極的粗糙面，Co60射線交聯(lián)，劑量14Mrad,鍍鎳銅箔電極的光滑面分別焊接金屬電極， 金屬電極使用黃銅電極(導(dǎo)熱系數(shù)為93W/m'K, H65、 S=0.5mm、中鋁洛陽(yáng)銅業(yè)有限公司 生產(chǎn))，在8VDC, - 40。C下進(jìn)行電機(jī)堵轉(zhuǎn)，測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，PTC在200s不動(dòng)作，電機(jī)轉(zhuǎn) 子燒毀；在12.6VDC， 25。C行電機(jī)堵轉(zhuǎn)測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間為15.4s, 16VDC, 120 r下進(jìn)行電機(jī)堵轉(zhuǎn)測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間為1.33s。
對(duì)比例6
作為熱塑性樹(shù)脂，使用聚偏氟乙烯的均聚物SOLEF 1008 (蘇威蘇萊克斯生產(chǎn)，熔融 焓67J/g,熔點(diǎn)174。C),作為導(dǎo)電碳黑使用N660 (上海卡博特廠)，作為無(wú)機(jī)填料使用 氧化鋅(間接法，99.7%,上海岷民氧化鋅廠)。將熱塑性樹(shù)脂和導(dǎo)電碳黑及無(wú)機(jī)填料進(jìn) 行共混，得到具有較高轉(zhuǎn)折溫度的正溫度系數(shù)的芯片；轉(zhuǎn)折溫度約為120。C,共混物的比 例(質(zhì)量比)一般為母料N660: ZnO=100: 40 60: 5~10,本例使用的比例為SOLEF 1008: N660: ZnO=100: 50: 10。由此得到的芯片，上下表面分別熱壓貼合一鍍鎳銅蕩 電極的粗糙面，鍍鎳銅蕩電極的光滑面焊接c))二0.8mm, H65黃銅引線，采用環(huán)氧粉末(規(guī) 格CP93-ST上海大洲公司廠)包封，包封后用Co60射線交聯(lián)，劑量14Mrad，在8VDC， -4(TC下進(jìn)行電機(jī)堵轉(zhuǎn)，測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，PTC在200s不動(dòng)作，電機(jī)轉(zhuǎn)子燒毀；在12.6VDC， 25'C行電機(jī)堵轉(zhuǎn)測(cè)試動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間為15.6s, 16VDC， 120°C下進(jìn)行電機(jī)堵轉(zhuǎn)測(cè)試動(dòng) 作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間為1.40s。
本發(fā)明器件一般與電機(jī)的線圈串聯(lián)連接在一起，當(dāng)流經(jīng)電機(jī)線圈的電流或馬達(dá)溫度 上升到一定程度時(shí)，PPTC器件被激活而發(fā)生保護(hù)，將電流控制到較小的數(shù)值，阻止電機(jī) 受損。當(dāng)PPTC保護(hù)時(shí)，電機(jī)馬達(dá)的線圈和碳刷溫度通常不會(huì)超過(guò)100。C ， PPTC器件保 護(hù)后，馬達(dá)基本不再發(fā)熱，因而馬達(dá)不會(huì)被損壞或產(chǎn)生高溫。
本發(fā)明人對(duì)汽車微型電機(jī)使用環(huán)境和發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)線圈內(nèi)部溫度和電流的分析后發(fā)現(xiàn) 在電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)，流過(guò)線路的電流和電機(jī)內(nèi)部的溫度都會(huì)同時(shí)增加，本發(fā)明采用的導(dǎo) 熱系數(shù)良好的材料以及低熔融焓及高熔點(diǎn)的聚合物復(fù)合物對(duì)汽車內(nèi)部溫度和電流的變化 非常敏感，因此其PPTC器件能夠同時(shí)感受到電機(jī)內(nèi)部電流和溫度的變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的有效保護(hù)。
綜上所述，本發(fā)明的汽車微型電機(jī)用新型可恢復(fù)過(guò)流/過(guò)溫保護(hù)器件能在較寬的溫度 和電壓范圍內(nèi)對(duì)電機(jī)進(jìn)行有效保護(hù)，特別是能在-40°C ~ 120。C溫度范圍和8V 16V電壓 范圍內(nèi)對(duì)電機(jī)進(jìn)行有效保護(hù)且使用壽命長(zhǎng)。
需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明提及的所有文獻(xiàn)都在本申請(qǐng)中引用作為參考，就如同每一 篇文獻(xiàn)被單獨(dú)引用作為參考那樣。應(yīng)理解，以上所述的是本發(fā)明的具體實(shí)施例及所運(yùn)用 的技術(shù)原理，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各 種改動(dòng)或修改而不背離本發(fā)明的精神與范圍，這些等價(jià)形式同樣落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種汽車微型電機(jī)用新型可恢復(fù)過(guò)流/過(guò)溫保護(hù)器件，其特征在于，為三層結(jié)構(gòu)，包括上層、中層和下層，所述上層和所述下層分別貼合所述中層的上表面和下表面，所述中層是具有正溫度系數(shù)特性的聚合物芯片，所述上層和所述下層是導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層包括內(nèi)表面和外表面，所述內(nèi)表面與所述中層貼合，所述外表面與一電極連接，所述聚合物芯片包括聚合物基體樹(shù)脂、導(dǎo)電性微顆粒和無(wú)機(jī)填料，所述聚合物基體樹(shù)脂的熔融焓在30～55J/g，熔點(diǎn)為160℃～180℃。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的汽車微型電機(jī)用新型可恢復(fù)過(guò)流/過(guò)溫保護(hù)器件，其特征在于， 所述無(wú)機(jī)填料是粒徑小于50nm的無(wú)機(jī)物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的汽車微型電機(jī)用新型可恢復(fù)過(guò)流/過(guò)溫保護(hù)器件，其特征在于， 所述聚合物基體樹(shù)脂是熱塑性樹(shù)脂的結(jié)晶性聚合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車微型電機(jī)用新型可恢復(fù)過(guò)流/過(guò)溫保護(hù)器件，其特征在于， 所述聚合物基體樹(shù)脂是聚偏氟乙烯均聚物或聚偏氟乙烯共聚物的 一種或幾種；所述無(wú) 機(jī)物是氧化鋅、氧化鎂、氫氧化鎂或氫氧化鋁的一種或幾種；所述導(dǎo)電性微顆粒是導(dǎo) 電碳黑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車微型電機(jī)用新型可恢復(fù)過(guò)流/過(guò)溫保護(hù)器件，其特征在于， 其通過(guò)所述聚合物基體樹(shù)脂、所述導(dǎo)電性微顆粒和所述無(wú)機(jī)填料混煉擠出成片材后熱 壓所述導(dǎo)電層，再?zèng)_切成所需形狀后采用輻照交聯(lián)方式進(jìn)行交聯(lián)，再將所述導(dǎo)電層分 別連接所述電極而制成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽車微型電機(jī)用新型可恢復(fù)過(guò)流/過(guò)溫保護(hù)器件，其特征在于， 所述輻照交聯(lián)方式是采用Y射線或電子束輻照進(jìn)行交聯(lián)，輻照劑量為10 ~ 20Mrad。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車微型電機(jī)用新型可恢復(fù)過(guò)流/過(guò)溫保護(hù)器件，其特征在于， 所述外表面與所述電極焊接連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車微型電機(jī)用新型可恢復(fù)過(guò)流/過(guò)溫保護(hù)器件，其特征在于， 所述內(nèi)表面是粗糙面，所述外表面是光滑面。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車微型電機(jī)用新型可恢復(fù)過(guò)流/過(guò)溫保護(hù)器件，其特征在于， 所述導(dǎo)電層是金屬箔電極，所述電極是金屬電極，所述金屬電極的熱傳導(dǎo)系數(shù)為30 100W/M-K。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的汽車微型電機(jī)用新型可恢復(fù)過(guò)流/過(guò)溫保護(hù)器件，其特征在于， 所述金屬箔電極是鍍鎳銅箔電極，所述電極是黃銅電極或鋼電極。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種汽車微型電機(jī)用新型可恢復(fù)過(guò)流/過(guò)溫保護(hù)器件，包括具有正溫度系數(shù)特性的聚合物芯片，其上下表面分別貼合金屬箔片，金屬箔片外表面焊接金屬電極，聚合物芯片的熔融焓在30～55J/g，熔點(diǎn)為160℃～180℃，添加導(dǎo)電性微顆粒如炭黑和無(wú)機(jī)填料構(gòu)成，所述無(wú)機(jī)填料是粒徑小于50μm的無(wú)機(jī)物，金屬電極的熱傳導(dǎo)系數(shù)為30～100W/M·K，本發(fā)明能在較寬的溫度和電壓范圍內(nèi)對(duì)電機(jī)進(jìn)行有效保護(hù)，特別是能在-40℃～120℃溫度范圍和8V～16V電壓范圍內(nèi)對(duì)電機(jī)進(jìn)行有效保護(hù)且使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)H01C7/12GK101635195SQ20081004098
公開(kāi)日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者史宇正, 王俊剛, 胡定軍, 旭 董 申請(qǐng)人:上?？铺毓δ懿牧嫌邢薰?br>