DE102013001605A1 - POLYIvIERDICKSCHICHT-POSITIVTEMPERATURKOEFFIZIENT-KOHLENSTOFFZUSAMMENSETZUNG - Google Patents
POLYIvIERDICKSCHICHT-POSITIVTEMPERATURKOEFFIZIENT-KOHLENSTOFFZUSAMMENSETZUNG Download PDFInfo
- Publication number
- DE102013001605A1 DE102013001605A1 DE102013001605A DE102013001605A DE102013001605A1 DE 102013001605 A1 DE102013001605 A1 DE 102013001605A1 DE 102013001605 A DE102013001605 A DE 102013001605A DE 102013001605 A DE102013001605 A DE 102013001605A DE 102013001605 A1 DE102013001605 A1 DE 102013001605A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- positive temperature
- temperature coefficient
- thick film
- composition
- organic medium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 15
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 13
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims description 9
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 claims description 9
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 7
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical group FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 3
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 abstract 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 abstract 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 9
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- SVTBMSDMJJWYQN-UHFFFAOYSA-N 2-methylpentane-2,4-diol Chemical compound CC(O)CC(C)(C)O SVTBMSDMJJWYQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- WUOACPNHFRMFPN-SECBINFHSA-N (S)-(-)-alpha-terpineol Chemical compound CC1=CC[C@@H](C(C)(C)O)CC1 WUOACPNHFRMFPN-SECBINFHSA-N 0.000 description 1
- RUJPNZNXGCHGID-UHFFFAOYSA-N (Z)-beta-Terpineol Natural products CC(=C)C1CCC(C)(O)CC1 RUJPNZNXGCHGID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCO OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethyl acetate Chemical compound CCCCOCCOCCOC(C)=O VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241000721047 Danaus plexippus Species 0.000 description 1
- 229920006309 Invista Polymers 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- OVKDFILSBMEKLT-UHFFFAOYSA-N alpha-Terpineol Natural products CC(=C)C1(O)CCC(C)=CC1 OVKDFILSBMEKLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- QYMFNZIUDRQRSA-UHFFFAOYSA-N dimethyl butanedioate;dimethyl hexanedioate;dimethyl pentanedioate Chemical compound COC(=O)CCC(=O)OC.COC(=O)CCCC(=O)OC.COC(=O)CCCCC(=O)OC QYMFNZIUDRQRSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229940051250 hexylene glycol Drugs 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 231100000989 no adverse effect Toxicity 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 150000003378 silver Chemical class 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- QJVXKWHHAMZTBY-GCPOEHJPSA-N syringin Chemical compound COC1=CC(\C=C\CO)=CC(OC)=C1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 QJVXKWHHAMZTBY-GCPOEHJPSA-N 0.000 description 1
- 150000003505 terpenes Chemical class 0.000 description 1
- 235000007586 terpenes Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D127/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D127/02—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C09D127/12—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
- C09D127/16—Homopolymers or copolymers of vinylidene fluoride
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
- H01C7/022—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient mainly consisting of non-metallic substances
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
- H01C7/028—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient consisting of organic substances
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
- H05B3/146—Conductive polymers, e.g. polyethylene, thermoplastics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Polymerdickschicht-Positivtemperaturkoeffizient-Kohlenwiderstandszusammensetzung, umfassend: (a) ein organisches Medium, umfassend (i) ein organisches Polymer-Bindemittel; und (ii) ein Lösungsmittel; und (b) ein leitfähiges Kohlenstoffpulver. Die Zusammensetzung kann in einem Zeitraum und bei einer Temperatur verarbeitet werden, die notwendig sind, um das gesamte Lösungsmittel zu entfernen. Die Erfindung betrifft weiterhin PTC-Schaltkreise, umfassend die Zusammensetzung der Erfindung, die getrocknet wurde, um das Lösungsmittel zu entfernen sowie Artikel, z. B. Spiegelheizelemente und Sitzheizelemente, die solche PTC-Schaltkreise enthalten.
Description
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Die Erfindung betrifft eine Polymerdickschicht-(PTF), Positivtemperaturkoeffizient-(PTC)Kohlewiderstandszusammensetzung zur Verwendung in selbstregulierenden Heizungsschaltkreisen.
- STAND DER TECHNIK
- Es ist gemäß dem Stand der Technik wohl bekannt, dass die elektrischen Merkmale von leitfähigen Polymeren häufig von deren Temperaturen abhängig sind. Ein sehr geringer Anteil leitfähiger Polymere weist einen positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) auf, d. h. eine rasche Erhöhung des elektrischen Widerstands bei einer bestimmten Temperatur über einen bestimmten Temperaturbereich hinweg. Materialien, die ein PTC-Verhalten aufweisen, sind für eine Reihe von Anwendungen nützlich, bei denen die Menge des Stroms, der durch einen Schaltkreis fließt, durch die Temperatur eines PTC-Elements geregelt wird, das Teil des Schaltkreises bildet.
- PTC-Schaltkreise werden typischerweise als selbsttemperaturregelnd verwendet, wie z. B. Spiegelheizelemente und Sitzheizelemente in Fahrzeugen und dergleichen. Diese werden anstelle eines externen Thermostats verwendet. Obwohl diese für diese Art von Anwendungen bereits seit Jahren eingesetzt werden, sind PTC-Schaltkreise jedoch mit Problemen behaftet, wie z. B. die Widerstandsverlagerungsstabilität, Inkonsistenzen mit dem Ein-/Ausschaltzyklus sowie Sensibilität des bei der Fabrikation verwendeten Klebstoffs. Sämtliche dieser Probleme können eine negative Auswirkung auf einen funktionellen PTC-Schaltkreis ausüben und/oder üben diese bereits aus. Der Zweck dieser Erfindung ist es, diese Probleme zu bekämpfen und somit einen effizienteren und zuverlässigen PTC-Schaltkreis herzustellen.
- KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
- Die Erfindung betrifft eine Polymerdickschicht-Positivtemperaturkoeffizient-Kohlewiderstandszusammensetzung, umfassend:
- (a) 50 bis 99 Gew.-% organisches Medium, umfassend:
- (i) ein Fluorpolymerharz, das ein Copolymer von Vinylidendifluorid und Hexafluorpropylen ist; und
- (ii) ein organisches Lösungsmittel, wobei der Fluorpolymerharz 10 bis 50 Gewichtsprozent des gesamten organischen Mediums beträgt und im organischen Lösungsmittel aufgelöst ist; und
- (b) 1 bis 50% leitfähiges Kohlenschwarzpulver, wobei das Kohlenschwarzpulver im organischen Medium dispergiert ist und wobei der Gewichtsprozentsatz des organischen Mediums und des leitfähigen Kohlenschwarzpulvers jeweils auf dem Gesamtgewicht der Polymerdickschicht-Positivtemperaturkoeffizient-Kohlewiderstandszusammensetzung basiert.
- Die Zusammensetzung kann zu einem Zeitpunkt und zu einer Temperatur verarbeitet werden, die jeweils notwendig ist, um das gesamte Lösungsmittel zu entfernen.
- Die Erfindung betrifft weiterhin PTC-Schaltkreise, umfassend die Zusammensetzung der Erfindung, die getrocknet wurde, um das Lösungsmittel zu entfernen, sowie Artikel, wie z. B. Spiegelheizelemente und Sitzheizelemente, die solche PTC-Schaltkreise enthalten.
- AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
- Die Erfindung beschreibt eine Polymerdickschicht-Positivtemperaturkoeffizient-Kohlewiderstandszusammensetzung sowie deren Verwendung bei der Bildung von aktiven PTC-Kohlewiderständen in PTC-Heizungsschaltkreisen. Sie wird typischerweise dazu verwendet, um dem gesamten Schaltkreis eine Heizleistung bereitzustellen. Eine Schicht eines Verkapselungsstoffs wird manchmal bedruckt und auf den Oberseiten eines aktiven PTC-Kohlewiderstands getrocknet.
- Im Allgemeinen umfasst eine Dickschichtzusammensetzung eine funktionelle Phase, die der Zusammensetzung entsprechende elektrische Merkmale verleiht. Die funktionelle Phase umfasst elektrisch funktionelle Pulver, die in einem organischen Medium dispergiert sind, das als ein Träger für die funktionelle Phase fungiert. Im Allgemeinen wird die Zusammensetzung erhitzt, um die organischen Stoffe herauszubrennen, und um die elektrisch funktionellen Merkmale zu verleihen. Im Fall von Polymerdickschichtzusammensetzungen bleibt jedoch das Polymer oder die Harzkomponente als integraler Bestandteil der Zusammensetzung nach dem Trocknen und dem Entfernen des Lösungsmittels bestehen.
- Die Komponenten der Polymerdickschicht-Positivtemperaturkoeffizient-Kohlewiderstandszusammensetzung werden nachfolgend erörtert.
- Organisches Medium
- Das Harz oder Polymer wird typischerweise zu einem Lösungsmittel hinzugefügt um ein „organisches Medium” herzustellen, das eine geeignete Konsistenz und Rheologie zum Drucken aufweist. Eine breite Vielfalt von inerten Flüssigkeiten kann ebenfalls als das organische Medium eingesetzt werden. Das organische Medium muss eins sein, bei dem die Feststoffe mit einem ausreichenden Grad an Stabilität dispergierbar sind. Die rheologischen Merkmale des Mediums müssen derart beschaffen sein, dass sie der Zusammensetzung gute Anwendungsmerkmale verleihen. Zu solchen Merkmalen zählt: Dispersion von Feststoffen mit einem ausreichenden Grad an Stabilität, eine gute Anwendung der Zusammensetzung, entsprechende Viskosität, Thixotropie, entsprechende Benetzbarkeit des Substrats und der Feststoffe, eine gute Trocknungsrate sowie eine Stärke der getrockneten Schicht, die ausreichend ist, um einer groben Handhabung standzuhalten.
- Das bei dieser Erfindung verwendete Fluorpolymerharz ist ein Copolymer von Vinylidendifluorid (VF2) und das Hexafluorpropylen (HFP) verleiht der PTC-Zusammensetzung wichtige Merkmale. Insbesondere waren die Löslichkeit des Harzes in herkömmlichen organischen Lösungsmitteln und die Temperaturstabilität unterschiedlichen im Vergleich zu den von anderen getesteten Fluorpolymeren. Das Copolymer von Vinylidendifluorid und Hexafluorpropylen, das dabei behilflich ist, eine gute Haftung an den beiden PTF-Silberschichten als auch am zugrundeliegenden Substrat zu erreichen und ist kompatibel mit der PTC-Leistung, zwei kritischen Merkmalen für PTC-Schaltkreise, und hat keine nachteilige Auswirkung auf diese. Bei einer Ausführungsform kann dieses Fluorpolymerharz 10 bis 50%, 15 bis 35% oder 22,5 bis 27,5% des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen.
- Lösungsmittel, die zur Verwendung in der Polymerdickschichtzusammensetzung geeignet sind, sind dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt und schließen Acetat und Terpene, wie z. B. Alpha- oder Beta-Terpineol oder Mischungen davon mit anderen Lösungsmitteln ein, wie z. B. Kerosen, Dibutylphthalat, Butylcarbitol, Butylcarbitolacetat, Hexylenglycol und hochsiedende Alkohole und Alkoholester. Weiterhin können flüchte Flüssigkeiten zur Förderung einer raschen Härtung nach der Anwendung auf dem Substrat im Trägerstoff enthalten sein. Bei vielen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Lösungsmittel, wie z. B. Glycolester, Ketone, Ester und andere Lösungsmittel mit ähnlichen. Siedepunkten (im Bereich von 180°C bis 250°C) sowie Mischungen davon verwendet werden. Die bevorzugten Medien basieren auf dibasichen Ester. Verschiedene Kombinationen dieser und anderer Lösungsmittel sind derart formuliert, um die erwünschten Viskositäts- und Flüchtigkeitserfordernisse zu erfüllen. Die eingesetzten Lösungsmittel müssen die Harze auflösen können.
- LEITFÄHIGES PULVER
- Das bei dieser Erfindung verwendete leitfähige Pulver ist ein leitfähiger Kohlenstoff oder Kohlenschwarz, das erforderlich ist, um den angestrebten Widerstand (1–50 Kohm/sq) und den erwünschten PTC-Effekt zu erreichen. Es können auch andere Kohlenstoffpulver und/oder Grafit in Zusammenhang mit dem leitfähigen Kohlenschwarz verwendet werden sowohl als auch Kombinationen von nicht-leitfähigen Pulvern, wie z. B. pyrogene Kieselerde. Es können ebenfalls andere Druckhilfsmittel verwendet werden. Herkömmliche Pulver, wie z. B. Silber und Gold können ebenfalls in Kombination mit dem Kohlenstoffpulver eingesetzt werden.
- Anwendung von Dickschichten
- Die Polymerdickschichtzusammensetzung ist ebenfalls als eine „Paste” bekannt, wird typischerweise auf einem Substrat aufgetragen, wie z. B. einem Polyester, das für Gase und Feuchtigkeit undurchdringlich ist. Das Substrat kann ebenfalls eine Bahn aus einem Verbundmaterial sein, das aus einer Kombination aus Plastikbahn mit optionalen Metall- oder dielektrischen Schichten besteht, die darauf abgelegt sind.
- Die Ablage der PTF PTC-Zusammensetzung wird bevorzugt durch Siebdruck durchgeführt, obwohl auch andere Ablagetechniken verwendet werden können, wie z. B. Schablonendruck, Spritzen oder andere Beschichtungstechniken. Im Fall des Siebdrucks bestimmt die Maschengröße des Siebs die Dicke der abgelegten Dickschicht.
- Die abgelegte Dickschicht wird getrocknet, d. h. das Lösungsmittel wird durch Aussetzen an Hitze für typischerweise 10 bis 15 min bei 140°C entfernt.
- Bei einer Ausführungsform wird die PTF PTC-Kohlewiderstandszusammensetzung als eine Siebdruckschicht auf der Oberseite einer PTF-Silberzusammensetzung verwendet, wie z. B. DuPont 5064 Silber leitfähige Druckerschwärze (DuPont Co., Wilmington, DE, USA).
- Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend im Einzelnen durch Angabe von praktischen Beispielen erklärt. Das Gebiet der vorliegenden ist jedoch keinesfalls auf diese praktischen Beispiele beschränkt.
- BEISPIEL 1 UND VERGLEICHSBEISPIEL A
- BEISPIEL 1
- Die PTF PTC-Kohlewiderstandszusammensetzung (Paste) wurde durch Herstellung von zuerst dem organischen Medium wie folgt hergestellt: 25,0 Gew.-% Copolymer von Vinylidendifluorid und Hexafluorpropylenharz (RC-10,235 von Arkema Inc. King of Prussia, PA, USA) wurde mit 75,0 Gew.-% dibasischen Ester DBETM-9 (InvistaTM, Wilmington, DE, USA) organischem Lösungsmittel vermischt. Das Molekulargewicht des Harzes betrug ungefähr 20.000. Die oben genannte Mischung wurde 1–2 Stunden lang auf 90°C erhitzt, um sämtliches Harz aufzulösen und das organische Medium zu bilden. Es wurde dann leitfähiges Kohleschwarz Monarch® 120 (Cabot Corp., Boston, MA, USA) in der geeigneten Menge zum organischen Medium hinzugefügt. Die PTF PTC-Kohlenwiderstandszusammensetzung wird nachfolgend aufgeführt:
82,72% organisches Medium
8,18 leitfähiges Kohleschwarzpulver
9,10 DBETM-9-Lösungsmittel - Diese Zusammensetzung wurde 30 Minuten lang an einem Planetenmischer vermischt. Die Zusammensetzung wurde dann auf eine 3-Rollen-Mühle übertragen, auf der sie einem Pass bei 0 psi und einem Pass bei 150 psi unterzogen wurde. Das Ergebnis war die PTF PTC-Kohlenwiderstandszusammensetzung.
- Die Schaltkreise wurden wie folgt fabriziert: unter Verwendung eines Edelstahlsiebs mit einer Maschenweite von 280 wurde eine Reihe von interdigitalisierten Silberlinien auf ein Polyestersubstrat unter Anwendung von DuPont 5064 Silber leitfähiger Druckerschwärze (DuPont Co., Wilmington, DE, USA) gedruckt. Dieser Silberleiter wurde 15 Minuten lang bei 140°C in einem Gebläse-Kammertrockner getrocknet. Als Nächstes wurde ein standardmäßiges PTC-Schaltkreismuster aus interdigitalisierten Leitungen, die aus der oben genannten PTF PTC-Kohlenwiderstandszusammensetzung bestehen, gedruckt und 15 Minuten lang bei 140°C in einem Gebläse-Kammertrockner hergestellt, wie es auch mit der Silber leitfähigen Druckerschwärze unternommen wurde. Die Merkmale des PTC-Schaltkreises wurden gemessen. Der elektrische Widerstand der PTC-Paste betrug ungefähr 10 Kohm/sq. Die nachfolgende Tabelle stellt eine Zusammenfassung dar:
- VERGLEICHSBEISPIEL A
- Ein PTC-Schaltkreis wurde genau wie oben unter der Anwendung von zuerst einer DuPont 5064 Silber leitfähigen Druckerschwärze, gefolgt von einer DuPont 7282 Kohlenwiderstands-Dickschichtzusammensetzung (DuPont Co., Wilmington, DE, USA) auf einem Polyestersubstrat hergestellt. Diese wurden jeweils 15 Minuten lang bei 140°C wie oben getrocknet. Der einzige Unterschied zu Beispiel 1 war die Verwendung der DuPont 7282 Kohlenwiderstands-Dickschichtzusammensetzung anstatt der PTF PTC-Kohlenwiderstandszusammensetzung der Erfindung. Die Merkmale des PTC-Schaltkreises sind nachfolgend zusammengefasst.
-
- Zusätzlich wird die Größenordnung des PTC-Effekts, wie durch die Verhältnisse des Widerstands bei 65°C/des Widerstands bei Raumtemperatur (etwa 25°C), um ungefähr 3 × in Beispiel 1 erhöht, welche ähnlich denjenigen sind, die im Vergleichsbeispiel A anzutreffen sind, jedoch bei der Hälfte des anfänglichen Widerstandswerts, was ein weiterer Nachweis für die Verbesserung ist, die bei der Verwendung der Zusammensetzung mit dem VF2/HFP-Copolymer zu sehen ist.
Claims (8)
- Polymerdickschicht-Positivtemperaturkoeffizient-Kohlenwiderstandszusammensetzung, umfassend: (a) 50 bis 99 Gew.-% organisches Medium, umfassend: (i) ein Fluorpolymerharz, das ein Copolymer von Vinylidendifluorid und Hexafluorpropylen ist; und (ii) ein organisches Lösungsmittel, wobei der Fluorpolymerharz 10 bis 50 Gewichtsprozent des gesamten organischen Mediums beträgt und im organischen Lösungsmittel aufgelöst wird; und (b) 1 bis 50% leitfähiges Kohlenschwarzpulver, wobei das Kohlenschwarzpulver im organischen Medium dispergiert ist und wobei der Gewichtsprozentsatz des organischen Mediums und des leitfähigen Kohleschwarzpulvers jeweils auf dem Gesamtgewicht der Polymerdickschicht-Positivtemperaturkoeffizient-Kohlenwiderstandszusammensetzung basiert.
- Polymerdickschicht-Positivtemperaturkoeffizient-Kohlenwiderstandszusammensetzung nach Anspruch 1, ferner umfassend pyrogene Kieselerde.
- Polymerdickschicht-Positivtemperaturkoeffizient-Kohlenwiderstandszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Fluorpolymerharz 15 bis 35 Gewichtsprozent des gesamten organischen Mediums beträgt.
- Polymerdickschicht-Positivtemperaturkoeffizient-Kohlenwiderstandszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Fluorpolymerharz 22,5 bis 27,5 Gewichtsprozent des gesamten organischen Mediums beträgt.
- Positiver Temperaturschaltkreis, umfassend die Polymerdickschicht-Positivtemperaturkoeffizient-Kohlenwiderstandszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1–4, wobei die Polymerdickschicht-Positivtemperaturkoeffizient-Kohlenwiderstandszusammensetzung getrocknet wurde, um das Lösungsmittel zu entfernen.
- Artikel, enthaltend den positiven Temperaturschaltkreis nach Anspruch 5.
- Artikel nach Anspruch 6 in Form eines Spiegelheizelements.
- Artikel nach Anspruch 6 in Form eines Sitzheizelements.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/362,065 | 2012-01-31 | ||
| US13/362,065 US20130193384A1 (en) | 2012-01-31 | 2012-01-31 | Polymer thick film positive temperature coefficient carbon composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102013001605A1 true DE102013001605A1 (de) | 2013-08-01 |
Family
ID=48783837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102013001605A Pending DE102013001605A1 (de) | 2012-01-31 | 2013-01-30 | POLYIvIERDICKSCHICHT-POSITIVTEMPERATURKOEFFIZIENT-KOHLENSTOFFZUSAMMENSETZUNG |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20130193384A1 (de) |
| JP (1) | JP2013163808A (de) |
| CN (1) | CN103224677A (de) |
| DE (1) | DE102013001605A1 (de) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9573438B2 (en) * | 2013-04-10 | 2017-02-21 | E I Du Pont De Nemours And Company | Polymer thick film positive temperature coefficient carbon composition |
| EP3021331A1 (de) * | 2014-11-17 | 2016-05-18 | Henkel AG & Co. KGaA | Zusammensetzung mit positivem Temperaturkoeffizienten |
| CN106519515B (zh) * | 2016-12-09 | 2019-04-16 | 中国振华集团云科电子有限公司 | 线性ntc热敏高分子复合材料及其制备方法 |
| US11067529B2 (en) | 2017-11-22 | 2021-07-20 | Jim Connolly | Multi-zone, fixed potential test sensor heating system |
| US20200115564A1 (en) * | 2018-10-16 | 2020-04-16 | Dupont Electronics, Inc. | Stretchable conductive fluoroelastomer paste composition |
| US10822513B1 (en) | 2019-04-26 | 2020-11-03 | 1-Material Inc | Electrically conductive PTC screen printable ink composition with low inrush current and high NTC onset temperature |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE161354T1 (de) * | 1988-09-20 | 1998-01-15 | Raychem Corp | Leitfähige polymerzusammensetzung |
| US4980541A (en) * | 1988-09-20 | 1990-12-25 | Raychem Corporation | Conductive polymer composition |
| FR2816626A1 (fr) * | 2000-11-13 | 2002-05-17 | Atofina | Materiau composite polymerique conducteur a resistance auto-controlee par la temperature |
| US20050062023A1 (en) * | 2003-08-01 | 2005-03-24 | Alexander Korzhenko | PVDF-based PTC paints and their applications for self-regulated heating systems |
| EP1505117A1 (de) * | 2003-08-01 | 2005-02-09 | Arkema | PTC-Effectlacke auf Basis von PVDF und ihre Anwendungen für selbstregulierende Heizsysteme |
| US7338622B2 (en) * | 2003-12-04 | 2008-03-04 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Thick film compositions for use in electroluminescent applications |
| US8093328B2 (en) * | 2010-04-21 | 2012-01-10 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Polymer thick film encapsulant and enhanced stability PTC carbon system |
-
2012
- 2012-01-31 US US13/362,065 patent/US20130193384A1/en not_active Abandoned
-
2013
- 2013-01-24 CN CN201310027502.9A patent/CN103224677A/zh active Pending
- 2013-01-30 JP JP2013016067A patent/JP2013163808A/ja active Pending
- 2013-01-30 DE DE102013001605A patent/DE102013001605A1/de active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2013163808A (ja) | 2013-08-22 |
| US20130193384A1 (en) | 2013-08-01 |
| CN103224677A (zh) | 2013-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102013001605A1 (de) | POLYIvIERDICKSCHICHT-POSITIVTEMPERATURKOEFFIZIENT-KOHLENSTOFFZUSAMMENSETZUNG | |
| EP3216029B1 (de) | Dehnbare polymerdickfilmzusammensetzungen für thermoplastische substrate und wearable-elektronik | |
| DE68923455T2 (de) | Leitende polymerzusammensetzung. | |
| DE69305942T2 (de) | Zusammensetzung für einen Polymer-Dickschichtwiderstand | |
| US20150361287A1 (en) | Electrically conductive PTC screen printable ink with double switching temperatures and method of making the same | |
| US8093328B2 (en) | Polymer thick film encapsulant and enhanced stability PTC carbon system | |
| DE69621498T2 (de) | Zusammensetzung mit positivem Temperaturkoeffizienten | |
| DE112011103114T5 (de) | Leitfähige Polymerzusammensetzung für ein PTC-Element mit verringerten NTC-Eigenschaften unter Verwendung von Kohlenstoff-Nanoröhren | |
| US10077372B2 (en) | Electrically conductive PTC screen printable ink with double switching temperatures and method of making the same | |
| JP6412106B2 (ja) | ポリマー厚膜正温度係数カーボン組成物 | |
| DE102013009239B4 (de) | Photonisches Sintern von Polymerfilmleiterzusammensetzungen | |
| DE102017008633B4 (de) | Leitfähige Paste zum Bonden und Verfahren diese verwendend | |
| DE102013005007A1 (de) | Polymer-Dickschichtzusammensetzungen für Lotlegierungen/Metallische Leiter | |
| DE102013000638A1 (de) | Polymerdickfilm-Lotlegierungsleiterzusammensetzung | |
| DE112010003118T5 (de) | Paste zur Herstellung einer Solarzellenelektrode | |
| EP3170188B1 (de) | Polymerdickschicht-silberleiter mit umgekehrtem härtungsprofilverhalten | |
| DE102013009238B4 (de) | Feuchtigkeitssperrschicht-Dieletrikum für thermoformbare Schaltungen | |
| DE102020112920A1 (de) | Streckbare polymer-dickfilm-russzusammensetzung für tragbare heizgeräte | |
| JPH11144907A (ja) | 回路保護器具 | |
| JP6247069B2 (ja) | ポリマー厚膜導体組成物のラミネーション | |
| US11401433B2 (en) | Electrically conductive PTC screen printable ink composition with low inrush current and high NTC onset temperature | |
| DE69007778T2 (de) | Zusammensetzungen für niederohmige Dickschichtwiderstände und Herstellungsverfahren solcher Widerstände. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R163 | Identified publications notified |
Effective date: 20130709 |
|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: DU PONT CHINA LTD., WILMINGTON, US Free format text: FORMER OWNER: E.I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY, WILMINGTON, DEL., US Owner name: DUPONT ELECTRONICS, INC., WILMINGTON, US Free format text: FORMER OWNER: E.I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY, WILMINGTON, DEL., US |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: DU PONT CHINA LTD., WILMINGTON, US Free format text: FORMER OWNER: DUPONT ELECTRONICS, INC., WILMINGTON, DE, US |
|
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: PROCK, THOMAS, DR., GB |