DE69837378T2

DE69837378T2 - PTC polymer composition and circuit protection device made therefrom

Info

Publication number: DE69837378T2
Application number: DE69837378T
Authority: DE
Inventors: Hideo Chiyoda-ku Horibe; Itsuo Chiyoda-ku Nishiyama; Osamu Chiyoda-ku Hiroi; Teijiro Chiyoda-ku Mori; Tatsuya Chiyoda-ku Hayashi; Chie Chiyoda-ku Takahashi; Shiro Chiyoda-ku Murata; Kenichi Chiyoda-ku Nishina; Manabu Chiyoda-ku Sogabe; Masahiro Chiyoda-ku Ishikawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-01-22
Filing date: 1998-10-26
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2018-10-27
Also published as: DE69837378D1; EP0932166B1; EP0932166A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Material, insbesondere eine Materialzusammensetzung, die einen spezifischen Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) hat, der mit steigender Temperatur eine rasche und scharfe Zunahme des Widerstandswerts über einen relativ engen Temperaturbereich erfährt, d. h. eine polymere PTC-Zusammensetzung, und eine diese verwendende Schaltungsschutzvorrichtung, die für einen Leistungsschalter und dergleichen verwendet wird.The The present invention relates to an electrical material, in particular a material composition that has a resistivity with positive temperature coefficient (PTC), which increases with increasing temperature a rapid and sharp increase in resistance over one experiences relatively narrow temperature range, d. H. a polymeric PTC composition, and a circuit protection device using this, which is suitable for a Circuit breaker and the like is used.

Beschreibung des Stands der Technikdescription of the prior art

Die PTC-Zusammensetzung mit den obengenannten PTC-Eigenschaften wird im allgemeinen für ein Schaltungsschutzelement und dergleichen verwendet, das den Stromfluß in der Schaltung, die ein Heizelement, einen Thermistor mit positiver Eigenschaft, einen Wärmesensor, eine Batterie und dergleichen umfaßt, unter Kurzschlußbedingungen begrenzt und die Schaltung zurücksetzt, wenn die Ursache für den Kurzschluß beseitigt ist.The PTC composition having the above-mentioned PTC properties in general for a circuit protection element and the like used, the current flow in the Circuit comprising a heating element, a thermistor with positive property, a thermal sensor, a battery and the like, under short circuit conditions limited and resets the circuit, if the cause of eliminated the short circuit is.

Weitere Anwendungen der PTC-Zusammensetzung umfassen eine Schaltungsschutzvorrichtung, die in die Schaltung eingebaut ist, die ein aus der PTC-Zusammensetzung bestehendes PTC-Element und mindestens zwei Elektroden aufweist, die elektrisch damit verbunden sind, und zwar zum Gebrauch für den Schutz vor Überspannungen oder Übertemperatur durch die Temperatur-Selbststeuerungsfunktion des PTC-Elements.Further Applications of the PTC composition include a circuit protection device, which is built into the circuit, one from the PTC composition comprising an existing PTC element and at least two electrodes, which are electrically connected thereto, for use for overvoltage protection or overtemperature by the temperature self-control function of the PTC element.

Nachstehend wird der mit dem PTC-Element erhaltene Schutzmechanismus vor Überstrom erläutert. Da der spezifische Widerstand (ρ_L) einer PTC-Zusammensetzung bei normaler Raumtemperatur ausreichend niedrig ist, fließt Strom normalerweise durch die Schaltung. Wenn jedoch durch eine Kurzschlußstörung und dergleichen ein großer Strom durch die Schaltung fließt, wird aufgrund des großen Stroms Joulesche Wärme in dem PTC-Element erzeugt, und die Temperatur des Elements steigt, so daß der spezifische Widerstand zunimmt (PTC-Verhalten), so daß der Strom nicht durch das Element fließt und die Schaltung geschützt werden kann (dies wird als Strombegrenzungsverhalten bezeichnet).Hereinafter, the protective mechanism against overcurrent obtained with the PTC element will be explained. Since the resistivity (ρ _L ) of a PTC composition is sufficiently low at normal room temperature, current normally flows through the circuit. However, when a large current flows through the circuit due to a short circuit failure and the like, Joule heat is generated in the PTC element due to the large current, and the temperature of the element increases, so that the resistivity increases (PTC behavior) the current does not flow through the element and the circuit can be protected (this is called current limiting behavior).

Das PTC-Element, d. h. die PTC-Zusammensetzung, muß ein solches Strombegrenzungsverhalten haben, das auch unter hoher Spannung immer wieder auftreten kann. Ferner verbessern ein ausreichend verringerter anfänglicher spezifischer Widerstand (ρ_L) und eine effektive PTC-Eigenschaft (ein großes Verhältnis ρ_H/ρ_L) das Strombegrenzungsverhalten des PTC-Elements. ρ_H bezieht sich auf den spezifischen Spitzenwiderstand, der bei einer hohen Temperatur durch eine PTC-Kurve gegeben ist.The PTC element, ie the PTC composition, must have such a current limiting behavior that can occur again and again under high voltage. Further, a sufficiently reduced initial resistivity (ρ _L ) and an effective PTC property (a large ratio ρ _H / ρ _L ) improve the current limiting performance of the PTC element. ρ _H refers to the specific peak resistance given at a high temperature by a PTC curve.

Es sind verschiedene Materialien als PTC-Zusammensetzungen entwickelt worden, und eine der bekannten Zusammensetzungen weist BaTiO₃ und ein diesem zugegebenes Oxid eines einwertigen oder dreiwertigen Metalls auf. Bei diesem Material besteht jedoch das Problem, daß es, unmittelbar nachdem die PTC-Eigenschaften aufgetreten sind, NTC-Eigenschaften (NTC = negativer Temperaturkoeffizient) zeigt, so daß der Strom innerhalb von 1 ms oder weniger wieder zu fließen beginnt.Various materials have been developed as PTC compositions and one of the known compositions comprises BaTiO ₃ and a monovalent or trivalent metal oxide added thereto. However, there is a problem with this material in that it shows NTC (negative temperature coefficient) characteristics immediately after the PTC characteristics have occurred, so that the current starts to flow again within 1 ms or less.

Um dieses Problem zu lösen, sind PTC-Zusammensetzungen entwickelt worden, die ein organisches Polymer, wie etwa Polyethylen (abgekürzt PE), Polypropylen und Ethylen-Acrylsäure-Copolymer und darin verteilte leitfähige Teilchen, wie etwa Ruß (abgekürzt CB), Kohlenstoffaser, Graphit oder feinverteilte Metallteilchen aufweisen. Diese PTC-Zusammensetzungen werden im allgemeinen hergestellt, indem leitfähige Teilchen in einer erforderlichen Menge einer oder mehreren Harzarten, die als organisches Polymer verwendet werden, zugegeben werden, woraufhin ein Knetvorgang folgt.Around to solve this problem, PTC compositions have been developed which are an organic polymer, such as polyethylene (abbreviated PE), polypropylene and ethylene-acrylic acid copolymer and distributed therein conductive Particles, such as soot (abbreviated CB), Carbon fiber, graphite or finely divided metal particles have. These PTC compositions are generally prepared by conductive Particles in a required amount of one or more types of resins, which are used as organic polymer can be added whereupon a kneading process follows.

Bei Verwendung von Ruß, Kohlenstoffaser oder Graphit als leitfähige Teilchen kann ρ_L des resultierenden PTC-Elements nicht auf 0,1 Ωcm oder weniger gesenkt werden, auch wenn das organische Polymer durch sehr dichtes Packen mit diesen leitfähigen Teilchen beladen ist, und wenn ρ_L des PTC-Elements bis zu 0,1 Ωcm, auf den kleinsten Wert, gesenkt wird, so wird auch das Verhältnis ρ_H/ρ_L auf ungefähr 100 verringert. Das Strombegrenzungsverhalten kann also nicht ausreichend verbessert werden.When using carbon black, carbon fiber or graphite as the conductive particles, ρ _{L of} the resulting PTC element can not be lowered to 0.1 Ωcm or less even though the organic polymer is loaded with these conductive particles by very dense packing, and when ρ _L of the PTC element is lowered to 0.1 Ωcm to the smallest value, the ratio ρ _H / ρ _L is also reduced to about 100. The current limiting behavior can not be sufficiently improved.

Andererseits ist der spezifische Widerstand der Metallteilchen per se in der Größenordnung von 10^–6 Ωcm, und er ist viel niedriger als 0,05 Ωcm, was der spezifische Widerstand von Ruß per se ist. Man erwartet also, daß ρ_L der resultierenden PTC-Vor richtung durch die Verwendung von Metallteilchen, wie etwa Cu und Ni gesenkt wird, und dennoch werden diese Metallteilchen nicht anstelle von Ruß als die leitfähigen Teilchen für PTC-Zusammensetzungen verwendet.On the other hand, the specific resistance of the metal particles per se is on the order of 10 ^-6 Ωcm, and it is much lower than 0.05 Ωcm, which is the specific resistance of soot per se. Thus, it is expected that ρ _{L of} the resulting PTC device is lowered by the use of metal particles such as Cu and Ni, and yet these metal particles are not used in place of carbon black as the conductive particles for PTC compositions.

Einer der Hauptgründe dafür ist, daß die PTC-Zusammensetzungen, welche die bekannten Metallteilchen enthalten, bei Gebrauch unter großem Strom und hoher Spannung geschlossene Lichtbogenphänomene bewirken (es wird ein Mikrobogen zwischen leitfähigen Teilchen erzeugt) und die Zusammensetzung einen elektrischen Durchschlag erfährt. Beim Auftreten des geschlossenen Lichtbogenphänomens schmelzen die Metallteilchen in der PTC-Zusammensetzung, und die geschmolzenen Metallteilchen werden miteinander verbunden und bilden lokal einen leitfähigen Stromkreis, und der große Strom konzentriert sich an einem Teil des Elements, und das Element wird zerstört.one the main reasons for that is, that the PTC compositions containing the known metal particles, when used under large Current and high voltage cause closed arc phenomena (It creates a micro-arc between conductive particles) and the composition undergoes an electrical breakdown. At the Occurrence of the closed arc phenomenon melt the metal particles in the PTC composition, and the molten metal particles are connected together and form a conductive circuit locally, and the big one Electricity concentrates on a part of the element, and the element is destroyed.

Eine Entladung wird in einem Mikroraum zwischen der Zusammensetzung und der Elektrodengrenzfläche ebenfalls leicht verursacht, das Harz an dem entladenen Teil wird verschlechtert und zersetzt, so daß der Nachteil einer beschleunigten Verschlechterung eintritt. Dieses Problem ist unter einer elektrischen Spannung von einigen 10 V oder höher signifikant. Dieser Zusammensetzungstyp wird also für ein Überstromschutzelement vom Selbstrücksetztyp nicht verwendet.A Discharge is in a micro space between the composition and the electrode interface also easily causing the resin to become the discharged part deteriorates and decomposes, so that the disadvantage of accelerated Deterioration occurs. This problem is under an electrical Voltage of some 10 V or higher significant. This type of composition is therefore for an overcurrent protection element self-reset type not used.

Eine PTC-Zusammensetzung, die sowohl Ruß als auch Metallteilchen als leitfähige Teilchen enthält, ist in der offengelegten JP-Patentveröffentlichung Nr. 64-53503 beschrieben. Dabei sind die Metallteilchen enthalten, um die Wärmeleitfähigkeit der PTC-Zusammensetzung zu verbessern. Die EP-A-0 758 131 beschreibt eine organische PTC-Zusammensetzung auf der Basis von leitfähigen Substanzen, deren Schmelztemperatur höher als 2000 °C ist. Ferner wird dem Polymer vor dem Vermischen mit den leitfähigen Teilchen ein Haftvermittler zugegeben.A PTC composition containing both carbon black and metal particles as conductive Contains particles is in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 64-53503. The metal particles are included to the thermal conductivity to improve the PTC composition. EP-A-0 758 131 describes a organic PTC composition based on conductive substances, their melting temperature higher as 2000 ° C is. Further, the polymer is mixed with the conductive particles prior to mixing an adhesion promoter added.

Wie oben beschrieben, haben die Metallteilchen einen sehr niedrigen spezifischen Widerstand gegenüber demjenigen von Ruß; wenn also Metallteilchen als leitfähige Teilchen in der PTC-Zusammensetzung verwendet werden, dann wird der spezifische Widerstand (ρ_L) des PTC-Elements bei normaler Raumtemperatur gesenkt, und es wird natürlich erwartet, daß das PTC-Element gute Leitfähigkeit zeigt; die bekannte PTC-Zusammensetzung, welche die Metallteilchen enthält, verursacht jedoch bei Verwendung unter großem Strom und hoher Spannung das geschlossene Lichtbogenphänomen, und die Metallteilchen schmelzen, und es wird lokal ein leitfähiger Strom kreis gebildet, was zu der Zerstörung der Zusammensetzung sowie des PTC-Elements führt. Deshalb hat die bekannte PTC-Zusammensetzung, welche die Metallteilchen enthält, den Nachteil, daß es ihr an Sicherheit und Zuverlässigkeit mangelt und daß sie die Schaltung nicht immer wieder vor Überstrom schützen kann.As described above, the metal particles have a very low resistivity to that of carbon black; that is, when metal particles are used as conductive particles in the PTC composition, the specific resistance (ρ _L ) of the PTC element is lowered at normal room temperature, and it is naturally expected that the PTC element exhibits good conductivity; However, the known PTC composition containing the metal particles, when used under high current and high voltage causes the closed arc phenomenon, and the metal particles melt, and it is locally formed a conductive circuit, resulting in the destruction of the composition and the PTC Elements leads. Therefore, the known PTC composition containing the metal particles has the disadvantage that it lacks safety and reliability and that it can not always protect the circuit from overcurrent.

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die obengenannten Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine PTC-Zusammensetzung anzugeben, die unter normalen Betriebsbedingungen einen niedrigen Widerstandswert und gute Leitfähigkeit hat, die unter großem Strom und hoher Spannung lokal keinen leitfähigen Stromkreis bildet, sondern PTC-Eigenschaften zeigt, um den spezifischen Widerstand des PTC-Elements zu erhöhen, und welche die Schaltung vor Überstrom schützt.The The present invention has been made to overcome the above problems to solve, and it is an object of the present invention to provide a PTC composition under normal operating conditions Resistance and good conductivity that's under big Current and high voltage locally does not form a conductive circuit, but PTC characteristics shows the resistivity of the PTC element to increase, and which the circuit from overcurrent protects.

Das heißt, es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine PTC-Zusammensetzung anzugeben, die ein ausgezeichnetes Strombegrenzungsverhalten, hohe Sicherheit und hohe Zuverlässigkeit hat und die beispielsweise für ein Überstromschutzelement vom Selbstrücksetztyp vorteilhaft verwendet werden kann.The is called, It is an object of the present invention to provide a PTC composition indicate an excellent current limiting behavior, high Safety and high reliability has and for example for an overcurrent protection element self-reset type can be used advantageously.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsschutzvorrichtung hoher Sicherheit und hoher Zuverlässigkeit anzugeben, die unter normalen Betriebsbedingungen gute Leitfähigkeit hat, die auch unter großem Strom und hoher Spannung ein ausgezeichnetes Strombegrenzungsverhalten zeigt, und die mit hoher Wiederholungsstabilität arbeitet.A Another object of the present invention is to provide a circuit protection device high security and high reliability given below normal operating conditions has good conductivity, which is also below great Current and high voltage an excellent current limiting behavior shows, and which works with high repetitive stability.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG.SUMMARY OF THE INVENTION.

Die polymere PTC-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine polymere PTC-Zusammensetzung, die ein organisches Polymer und leitfähige Teilchen aufweist, die einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 2000 °C haben und in dem organischen Polymer verteilt sind, wobei die leitfähigen Teilchen mit einem Haftvermittler behandelt werden, bevor das organische Polymer und die leitfähigen Teilchen miteinander vermischt werden.The polymeric PTC composition according to the present invention Invention is a polymeric PTC composition that is an organic Polymer and conductive Having particles having a melting point of not less than 2000 ° C and are distributed in the organic polymer, wherein the conductive particles with be treated with a primer before the organic polymer and the conductive ones Particles are mixed together.

Bei einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung haben die leitfähigen Teilchen eine mittlere Teilchengröße von 0,01 bis 50 μm.at a second embodiment In the present invention, the conductive particles have a middle one Particle size of 0.01 up to 50 μm.

Bei einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die leitfähigen Teilchen in einer Menge von 50 bis 99 Gew. %, bezogen auf die Zusammensetzung, enthalten.at a third embodiment In the present invention, the conductive particles are in an amount from 50 to 99% by weight, based on the composition.

Bei einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die leitfähigen Teilchen solche Teilchen, die mindestens eine Substanzart aufweisen, die aus einem Metall, einem Metallcarbid, einem Metallborid, einem Metallsilicid und einem Metallnitrid ausgewählt ist.at a fourth embodiment In the present invention, the conductive particles are particles, having at least one kind of substance consisting of a metal, a metal carbide, a metal boride, a metal silicide and a Metal nitride selected is.

Bei einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Wolfram als Metall verwendet.at a fifth embodiment In the present invention, tungsten is used as the metal.

Bei einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Haftvermittler in einer Menge von 0,05 bis 10 Gew. %, bezogen auf die leitfähigen Teilchen, enthalten, und der Haftvermittler ist ein Haftvermittler vom Aluminiumtyp oder vom Titantyp.at a sixth embodiment In the present invention, the adhesion promoter is in an amount of 0.05 to 10% by weight, based on the conductive particles, and the primer is an aluminum type primer or of the titan type.

Die Schaltungsschutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 10 definiert und weist folgendes auf: ein PTC-Element, bei dem leitfähige Teilchen, die einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 2000 °C haben, mit einem Haftvermittler behandelt werden, bevor sie in einem organischen Polymer verteilt werden, und mindestens zwei Elektroden, die mit dem PTC-Element elektrisch verbunden sind.The Circuit protection device according to the present The invention is defined in claim 10 and has the following: a PTC element in which conductive Particles having a melting point of not less than 2000 ° C, Be treated with a bonding agent before going into an organic Polymer be distributed, and at least two electrodes with the PTC element are electrically connected.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS

1 ist ein Diagramm, das die Relation zwischen der Teilchengröße der leitfähigen Teilchen (Wolfram) gemäß der vorliegenden Erfindung und dem spezifischen Widerstand des PTC-Elements bei normaler Raumtemperatur zeigt; 1 Fig. 12 is a graph showing the relation between the particle size of the conductive particles (tungsten) according to the present invention and the resistivity of the PTC element at normal room temperature;

2 ist ein Diagramm, das die Relation zwischen der Menge der leitfähigen Teilchen (Wolfram), die gemäß der vorliegenden Erfindung eingebracht sind, und dem spezifischen Widerstand des PTC-Elements bei normaler Raumtemperatur zeigt; 2 Fig. 12 is a graph showing the relation between the amount of the conductive particles (tungsten) incorporated according to the present invention and the specific resistance of the PTC element at normal room temperature;

3 ist ein Diagramm, das die Relation zwischen der Menge der leitfähigen Teilchen (Wolfram), die gemäß der vorliegenden Erfindung eingebracht sind, und dem Drehmoment während des Knetens zeigt; 3 Fig. 12 is a graph showing the relation between the amount of the conductive particles (tungsten) incorporated according to the present invention and the torque during kneading;

4 ist ein Diagramm, das die PTC-Kurve zeigt, welche die Relation zwischen der Temperatur und dem spezifischen Widerstand des PTC-Elements gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung darstellt; 4 Fig. 15 is a graph showing the PTC curve representing the relation between the temperature and the resistivity of the PTC element according to Example 1 of the present invention;

5 ist ein Diagramm, das die Relation zwischen dem spezifischen Widerstand des PTC-Elements gemäß Beispiel 1 und dem Strombegrenzungsspitzenwert (Spitzenstrom bei Abschalten des Überstroms: I_P) zeigt; 5 Fig. 12 is a graph showing the relation between the resistivity of the PTC element according to Example 1 and the current limiting peak value (peak current at cut off of overcurrent: I _P );

6 ist eine schematische Darstellung einer Lichtmikroskop-Fotografie, die vor und nach dem Strombegrenzungstest aufgenommen wurde und den Verteilungszustand von Wolframteilchen zeigt, welche die leitfähigen Teilchen der PTC-Zusammensetzung gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung sind. 6 Fig. 12 is a schematic diagram of a light microscope photograph taken before and after the current-limiting test and showing the distribution state of tungsten particles which are the conductive particles of the PTC composition according to Example 1 of the present invention.

7 ist eine schematische Darstellung einer Lichtmikroskop-Fotografie, die vor und nach dem Strombegrenzungstest aufgenommen wurde und den Verteilungszustand von Nickelmteilchen zeigt, welche die leitfähigen Teilchen des PTC-Elements gemäß dem Vergleichsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung sind. 7 Fig. 12 is a schematic diagram of a light microscope photograph taken before and after the current-limiting test and showing the distribution state of nickel particles which are the conductive particles of the PTC element according to Comparative Example 3 of the present invention.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGPRECISE DESCRIPTION THE INVENTION

Die polymere PTC-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein organisches Polymer und leitfähige Teilchen auf, die einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 2000 °C haben und in dem organischen Polymer verteilt sind. Die leitfähigen Teilchen sind vor dem Vermischen des organischen Polymers mit den leitfähigen Teilchen mit einem Haftvermittler vorbehandelt worden.The polymeric PTC composition according to the present invention Invention comprises an organic polymer and conductive particles on, which have a melting point of not less than 2000 ° C and are distributed in the organic polymer. The conductive particles are prior to mixing the organic polymer with the conductive particles pretreated with a primer.

Bei der polymeren PTC-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung schmelzen die leitfähigen Teilchen, deren Schmelzpunkt so hoch liegt, daß er nicht weniger als 2000 °C ist, nicht und bilden im Gegensatz zu der PTC-Zusammensetzung, welche die herkömmlichen Metallteilchen enthält, bei Gebrauch unter großem Strom und hoher Spannung und sogar bei Erzeugung eines geschlossenen Lichtbogens keinen lokalen leitfähigen Stromkreis in der PTC-Zusammensetzung oder in dem Element; deshalb wird die PTC-Zusammensetzung oder das PTC-Element der vorliegenden Erfindung nicht elektrisch zerstört. Wenn ein großer Strom fließt, steigt außerdem die Temperatur des PTC-Elements, und der Widerstandwert steigt ebenfalls; die Schaltung kann also vor Überstrom geschützt werden.In the polymeric PTC composition according to the present invention, the conductive particles, the melting point of which is so high as not lower than 2000 ° C, do not melt and, in use, unlike the PTC composition containing the conventional metal particles under high current and high voltage and even when generating a closed arc none local conductive circuit in the PTC composition or in the element; therefore, the PTC composition or the PTC element of the present invention is not electrically destroyed. In addition, when a large current flows, the temperature of the PTC element increases, and the resistance value also increases; the circuit can therefore be protected against overcurrent.

Außerdem kann der spezifische Widerstand der PTC-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung bei normaler Raumtemperatur (ρ_L) ausreichend verringert werden, so daß unter normalen Betriebsbedingungen eine gute Leitfähigkeit gezeigt wird, und der Spitzenwiderstandswert (ρ_H) bei höherer Temperatur kann erhöht werden, d. h. das Verhältnis ρ_H/ρ_L kann erhöht werden; deshalb kann der Stromfluß sicher abgeschaltet werden, wenn ein großer Strom durch die PTC-Zusammensetzung fließt.In addition, the resistivity of the PTC composition according to the present invention can be sufficiently lowered at normal room temperature (ρ _L ) so that good conductivity is exhibited under normal operating conditions, and the peak resistance value (ρ _H ) at higher temperature can be increased, ie the ratio ρ _H / ρ _L can be increased; therefore, the current flow can be safely shut off when a large current flows through the PTC composition.

Es kann also eine PTC-Zusammensetzung erhalten werden, die ein ausgezeichnetes Strombegrenzungsverhalten, hohe Sicherheit und hohe Zuverlässigkeit hat, und die Schaltungsschutzvorrichtung, die ein PTC-Element verwendet, das diese PTC-Zusammensetzung aufweist, arbeitet immer wieder gut als Überstromschutzelement vom Selbstrücksetztyp.It Thus, a PTC composition can be obtained which is an excellent Current limiting behavior, high safety and high reliability and the circuit protection device using a PTC element, having this PTC composition works well again and again as overcurrent protection element self-reset type.

Ruß ist eine sublimierende Substanz, die keinen Schmelzpunkt hat und von der Kategorie der leitfähigen Teilchen gemäß der vorliegenden Erfindung nicht umfaßt ist.Soot is one sublimating substance that has no melting point and of the Category of conductive Particles according to the present Invention does not cover is.

Die mittlere Teilchengröße der leitfähigen Teilchen ist bevorzugt 0,01 bis 50 μm, stärker bevorzugt 0,1 bis 30 μm. Der Grund ist wie folgt: Wenn das organische Polymer mit den leitfähigen Teilchen beladen wird, können Teilchen, die eine kleine mittlere Teilchengröße haben – eine enge Teilchengrößenverteilung haben und voluminös sind – nicht in einer großen Menge eingebracht werden, und der spezifische Widerstand des PTC-Elements bei normaler Raumtemperatur wird erhöht. Andererseits führen Teilchen, die eine große mittlere Teilchengröße haben, zu einem Anstieg des spezifischen Widerstands des PTC-Elements bei normaler Raumtemperatur, wenn das Polymer mit der gleichen Teilchenmenge beladen wird.The average particle size of the conductive particles is preferably 0.01 to 50 μm, stronger preferably 0.1 to 30 microns. The reason is as follows: If the organic polymer with the conductive particles can be loaded Particles that have a small mean particle size - a narrow particle size distribution have and voluminous are not in a big one Amount introduced, and the resistivity of the PTC element at normal room temperature is increased. On the other hand, particles, the one big one have average particle size, to an increase in the resistivity of the PTC element normal room temperature, if the polymer with the same amount of particles is loaded.

1 ist ein Diagramm, das die Relation zwischen der Teilchengröße von in dem PTC-Element enthaltenem Wolfram und dem spezifischen Widerstand des PTC-Elements bei normaler Raumtemperatur zeigt; wobei • (schwarzer Kreis) den Fall darstellt, in dem das Wolfram in einer Menge von 90 Gew.-% eingebracht wurde, und o (weißer Kreis) den Fall darstellt, in dem das Wolfram in einer Menge von 95 Gew.-% eingebracht wurde. Es ist gezeigt, daß der spezifische Widerstand des PTC-Elements bei normaler Raumtemperatur mit zunehmender mittlerer Teilchengröße steigt. 1 Fig. 12 is a graph showing the relation between the particle size of tungsten contained in the PTC element and the resistivity of the PTC element at normal room temperature; wherein • (black circle) represents the case in which the tungsten was incorporated in an amount of 90% by weight, and o (white circle) represents the case where the tungsten was incorporated in an amount of 95% by weight has been. It is shown that the specific resistance of the PTC element increases at normal room temperature with increasing average particle size.

Durch die Verwendung der leitfähigen Teilchen, welche die obengenannte mittlere Teilchengröße haben, kann eine PTC-Zusammensetzung erhalten werden, die einen niedrigen spezifischen Widerstand bei normaler Raumtemperatur hat. Die leitfähigen Teilchen, die verschiedene Teilchengrößen haben, können in Abhängigkeit von der Anwendung und den gewünschten Eigenschaften der PTC-Zusammensetzung angemessen gewählt werden.By the use of conductive Particles having the above mean particle size, For example, a PTC composition that has a low molecular weight can be obtained has specific resistance at normal room temperature. The conductive particles, which have different particle sizes, can dependent on from the application and the desired Properties of the PTC composition are chosen appropriately.

Der Anteil der leitfähigen Teilchen ist bevorzugt 50 bis 99 Gew.-%, stärker bevorzugt 70 bis 97 Gew.-%, bezogen auf die PTC-Zusammensetzung. Bei einem niedrigen Anteil der leitfähigen Teilchen nimmt der spezifische Widerstand bei normaler Raumtemperatur zu. Wenn der Anteil der leitfähigen Teilchen erhöht wird, so wird das Knetdrehmoment während des Knetens des organischen Polymers mit den leitfähigen Teilchen hoch, und es wird schwierig, das Kneten auszuführen, und das resultierende PTC-Element zeigt eine geringe Elastizität und geringe Schlagfestigkeit.Of the Proportion of conductive Particles are preferably 50 to 99% by weight, more preferably 70 to 97% by weight on the PTC composition. With a low content of conductive particles the resistivity increases at normal room temperature. If the proportion of conductive Particles increased becomes, so the kneading torque during the kneading of the organic Polymers with the conductive Particles high, and it becomes difficult to perform the kneading, and the resulting PTC element shows low elasticity and low Impact strength.

2 ist ein Diagramm, das die Relation zwischen der eingebrachten Wolframmenge und dem spezifischen Widerstand des PTC-Elements bei normaler Raumtemperatur zeigt, und es ist ersichtlich, daß der spezifische Widerstand des PTC-Elements bei normaler Raumtemperatur mit Abnahme der eingebrachten Wolframmenge zunimmt. 3 ist ein Diagramm, das die Relation zwischen der eingebrachten Wolframmenge und dem Drehmoment während des Knetens zeigt, und es ist ersichtlich, daß das Drehmoment während des Knetens mit einer Zunahme der eingebrachten Wolframmenge größer wird. Die Messung wurde mit einer Laboplastomill-Einrichtung unter den Knetbedingungen von 200 °C und 50 U/min ausgeführt. 2 Fig. 12 is a graph showing the relation between the introduced amount of tungsten and the resistivity of the PTC element at normal room temperature, and it can be seen that the specific resistance of the PTC element increases at normal room temperature with decrease of the introduced amount of tungsten. 3 Fig. 12 is a graph showing the relation between the amount of tungsten introduced and the torque during kneading, and it can be seen that the torque during kneading increases with an increase in the amount of tungsten introduced. The measurement was carried out with a Laboplastomill device under the kneading conditions of 200 ° C and 50 rpm.

Als leitfähige Teilchen kann jedes Teilchen verwendet werden, vorausgesetzt, es hat einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 2000 °C, eine elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit und einen Verschmelzungswiderstand gegenüber einem Mikrobogen, die für eine PTC-Zusammensetzung ausreichend gut sind, und ergibt ausgezeichnete PTC-Eigenschaften. Teilchen aus einem Metall, Metallcarbid, Metallborid, Metallsilicid und Metallnitrid werden als leitfähige Teilchen verwendet. Diese können allein oder als Beimengung von zwei oder mehr Arten verwendet und in Abhängigkeit von der Anwendung und den gewünschten Eigenschaften der PTC-Zusammensetzung angemessen gewählt werden.As the conductive particles, any particle can be used, provided it has a melting point of not lower than 2000 ° C., electrical conductivity, thermal conductivity, and fusion resistance to micro-arc sufficiently good for a PTC composition, and gives excellent PTC characteristics. Properties. Particles of a metal, metal carbide, metal boride, metal silicide and metal nitride are used as conductive particles. These may be alone or as an admixture of two or more species are used and appropriately selected depending on the application and the desired properties of the PTC composition.

Ein Beispiel der Metallteilchen umfaßt Wolfram (W). Beispiele des Metallcarbids umfassen TiC, ZrC, VC, NbC, TaC, Mo₂C und WC. Beispiele des Metallnitrids umfassen TiN, ZrN, VN, NbN, TaN und Cr₂N. Beispiele des Metallsilicids umfassen TaSi₂, MoSi₂ und WSi₂. Beispiele des Metallborids umfassen TiB₂, ZrB₂, NbB₂, TaB₂, CrB, MoB und WB. (Ti: Titan, Zr: Zirkonium, V: Vanadium, Nb: Niobium, Ta: Tantal, Mo: Molybdän und Cr: Chrom).An example of the metal particles includes tungsten (W). Examples of the metal carbide include TiC, ZrC, VC, NbC, TaC, Mo ₂ C, and WC. Examples of the metal nitride include TiN, ZrN, VN, NbN, TaN and Cr ₂ N. Examples of the metal silicide include TaSi ₂ , MoSi ₂ and WSi ₂ . Examples of the metal boride include TiB ₂ , ZrB ₂ , NbB ₂ , TaB ₂ , CrB, MoB and WB. (Ti: titanium, Zr: zirconium, V: vanadium, Nb: niobium, Ta: tantalum, Mo: molybdenum and Cr: chromium).

Insbesondere wird bevorzugt, Teilchen von Wolfram und das Carbid, Borid, Silicid und Nitrid davon zu verwenden. Wolfram ist ein Metall, das den höchsten Schmelzpunkt (3410 °C) unter den Metallteilchen hat; außerdem sind Wolfram und eine Wolframverbindung einer gewünschten Teilchengröße leicht erhältlich, da sie ständig lieferbar sind.Especially is preferred, particles of tungsten and the carbide, boride, silicide and to use nitride thereof. Tungsten is a metal that has the highest melting point (3410 ° C) has under the metal particles; besides, tungsten and one are Tungsten compound of a desired Particle size easily available, since she is constantly are available.

Als organisches Polymer werden gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet: Polyethylen, Polyethylenoxid, Polybutadien, Polyethylenacrylat, Ethylen-Ethylacrylat-Copolymer, Ethylen-Acrylsäure-Copolymer, Polyester, Polyamid, Polyether, Polycaprolactam, Fluorethylenpropylen-Copolymer, chloriertes Polyethylen, chlorsulfoniertes Ethylen, Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, Polypropylen, Polystyrol, Styrol-Acrylnitril-Copolymer, Polyvinylchlorid, Polycarbonat, Polyacetal, Polyalkylenoxid, Polyphenylenoxid, Polysulfon und ein Fluorharz, und diese können allein verwendet werden, oder es werden zwei oder mehr Arten der aus diesen gewählten Verbindungen in Beimengung als ein Polymergemisch verwendet. Die Art und das Zusammensetzungsverhältnis des organischen Polymers können in Abhängigkeit von der gewünschten Eigenschaft und der Anwendung angemessen gewählt werden.When organic polymer are according to the present Invention uses: polyethylene, polyethylene oxide, polybutadiene, Polyethylene acrylate, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, polyester, Polyamide, polyether, polycaprolactam, fluoroethylene-propylene copolymer, chlorinated polyethylene, chlorosulfonated ethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, Polypropylene, polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, polyvinyl chloride, polycarbonate, Polyacetal, polyalkylene oxide, polyphenylene oxide, polysulfone and a Fluorine resin, and these can be used alone, or there will be two or more types of chosen from these Compounds used in admixture as a polymer mixture. The Type and composition ratio of the organic polymer dependent on from the desired Property and the application are chosen appropriately.

Die PTC-Zusammensetzung wird vorbereitet durch Vermischen des organischen Polymers, der leitfähigen Teilchen, die mit einem Haftvermittler vorbehandelt wurden, und anderer Additive in einem gewünschten Verhältnis, gefolgt von Kneten. Die mit einem Haftvermittler vorbehandelten leitfähigen Teilchen können dem organischen Polymer zugegeben und dann geknetet werden, oder beide Materialien können gleichzeitig vermischt und geknetet werden.The PTC composition is prepared by mixing the organic Polymers, the conductive Particles that have been pretreated with a primer, and other additives in a desired ratio, followed of kneading. The conductive particles pretreated with a primer can added to the organic polymer and then kneaded, or both materials can be mixed and kneaded at the same time.

Das Mischungsverhältnis des organischen Polymers und der leitfähigen Teilchen kann in Abhängigkeit von dem Anteil der leitfähigen Teilchen in der gewünschten Zusam mensetzung, der Art des organischen Polymers und der Art der Knetwerke, wie etwa Banbury-Mischer, Druckkneter und Walzenmühle angemessen gewählt werden, die Menge der eingebrachten leitfähigen Teilchen soll jedoch im Bereich von 50 bis 99 Gew.-%, bezogen auf die PTC-Zusammensetzung, liegen.The mixing ratio of the organic polymer and the conductive particles may vary depending on the proportion of conductive Particles in the desired Composition, the nature of the organic polymer and the nature of the Kneaders, such as Banbury mixers, pressure kneaders and roll mill are appropriate chosen However, the amount of introduced conductive particles should be in the range of 50 to 99% by weight, based on the PTC composition, lie.

Bei der Herstellung der obengenannten PTC-Zusammensetzung verbessert die Verwendung von leitfähigen Teilchen, die vorher der Haftvermittlerbehandlung unterzogen worden sind, die Beständigkeitseigenschaften gegenüber der Umgebung, wie etwa die Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen, hoher Feuchtigkeit oder die Temperaturwechselbeständigkeit.at the preparation of the above PTC composition improved the use of conductive Particles that have previously been subjected to the adhesion promoter treatment are, the resistance properties across from environment, such as durability across from high temperatures, high humidity or thermal shock resistance.

Als Haftvermittler können ein Haftvermittler vom Titanattyp und ein Haftvermittler vom Aluminiumtyp verwendet werden. Beispiele des Haftvermittlers vom Titanattyp umfassen den Monoalkoxytyp, wie etwa Isopropyltriisostearoyltitanat, Isopropyltrioctanoyltitanat, Isopropyldiisostearoylcumylphenyltitanat, Isopropyldistearoylmethacryltitanat, Isopropyltri(dioctylpyrophosphat)titanat oder Tetraisopropyldi(dilaurylphosphit)titanat, Isostearoyloxyacetat, Isostearoylacryloxyacetat, Distearoylethylentitanat und Dimethacrylethylentitanat. Als Aluminium-Haftvermittler kann jedes Mittel verwendet werden, das wirksam ist, um die Haftung zwischen dem Metall und dem Kunststoff zu verbessern, wie etwa Acetoalkoxyaluminiumdiisopropylat.When Adhesives can a titanate type adhesion promoter and an aluminum type adhesion promoter are used become. Examples of the titanate type adhesion promoter include Monoalkoxy type, such as isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl trioctanoyl titanate, Isopropyldiisostearoylcumylphenyltitanate, isopropyldistearoylmethacryltitanate, Isopropyltri (dioctylpyrophosphate) titanate or tetraisopropyldi (dilaurylphosphite) titanate, isostearoyloxyacetate, Isostearoylacryloxyacetate, distearoylethyl titanate and dimethacrylethyl titanate. As aluminum adhesion promoter, any agent can be used This is effective for the adhesion between the metal and the plastic to improve, such as acetoalkoxyaluminum diisopropylate.

Die Menge des obengenannten Haftvermittlers ist 0,05 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die leitfähigen Teilchen, um die Beständigkeitseigenschaften gegenüber der Umgebung zu verbessern.The Amount of the above adhesion promoter is 0.05 to 10% by weight, based on the conductive Particles to the resistance properties across from to improve the environment.

Zur Herstellung der PTC-Zusammensetzung können, falls erforderlich, verschiedene Additive mit dem obengenannten organischen Polymer, den leitfähigen Teilchen und dem Haftvermittler vermischt werden. Beispiele der Additive umfassen ein Antioxidans, einen Stabilisator und ein Flammschutzmittel, wie etwa eine Antimonverbindung, Phosphorverbindung, Chlorverbindung und Bromverbindung.to Preparation of the PTC composition may, if necessary, be various Additives with the above-mentioned organic polymer, the conductive particles and the coupling agent. Examples of additives include an antioxidant, a stabilizer and a flame retardant, such as an antimony compound, phosphorus compound, chlorine compound and bromine compound.

Die PTC-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden. Wenn die PTC-Zusammensetzung als PTC-Element verwendet wird, kann sie beispielsweise zu einer Schichtform geformt werden, und Metallfolienelektroden werden durch Thermokompressionsbonden auf die vordere und die hintere Oberfläche der Schicht gebondet, um ein Laminat zu bilden, dann wird das Laminat zu gewünschter Größe zugeschnitten, und Anschlußdrähte werden durch Löten, Hartlöten oder Punktschweißen und dergleichen an die Elektrodenoberfläche geschweißt, um ein PTC-Element zu erhalten.The PTC composition according to the present invention can be used for various applications. For example, when the PTC composition is used as a PTC element, it may be formed into a sheet shape, and metal foil electrodes may be formed by thermocompression Bonds are bonded to the front and back surfaces of the layer to form a laminate, then the laminate is cut to a desired size, and lead wires are welded to the electrode surface by soldering, brazing or spot welding and the like to obtain a PTC element ,

Bei der polymeren PTC-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß die polymere PTC-Zusammensetzung unter normalen Betriebsbedingungen einen niedrigen Widerstandswert und gute Leitfähigkeit zeigt und auch unter großem Strom und hoher Spannung die leitfähigen Teilchen nicht schmelzen und lokal einen leitfähigen Stromkreis bilden, sondern der Widerstandswert steigt aufgrund der PTC-Eigenschaften und die Schaltung wird vor dem Überstrom geschützt, indem die leitfähigen Teilchen, die einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 2000 °C haben, in einem organischen Polymer verteilt werden und nachdem die leitfähigen Teilchen mit einem Haftvermittler behandelt worden sind.at the polymeric PTC composition according to the present invention there is the advantage that the polymeric PTC composition under normal operating conditions shows a low resistance and good conductivity and also below great Current and high voltage the conductive particles do not melt and locally a conductive one Circuit, but the resistance increases due to the PTC characteristics and the circuit will be before the overcurrent protected, by the conductive Particles having a melting point of not less than 2000 ° C, be dispersed in an organic polymer and after the conductive particles have been treated with a bonding agent.

Ein weiterer Vorteil ist, daß eine polymere PTC-Zusammensetzung erhalten werden kann, die ausgezeichnete PTC-Eigenschaften und ausgezeichnetes Strombegrenzungsverhalten, hohe Sicherheit und Langzeitzuverlässigkeit (Beständigkeitseigenschaften gegenüber der Umgebung) hat.One Another advantage is that a polymeric PTC composition can be obtained which is excellent PTC characteristics and excellent current limiting behavior, high safety and long-term reliability (resistance properties across from the environment).

Bei der zweiten Ausführungsform der polymeren PTC-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß eine polymere PTC-Zusammensetzung, die bei normaler Raumtemperatur einen niedrigen spezifischen Widerstand hat, durch die Verwendung von leitfähigen Teilchen erhalten werden kann, die bei der ersten Ausführungform eine mittlere Teilchengröße von 0,01 bis 50 μm haben.at the second embodiment of the polymeric PTC composition of the present invention the advantage that a polymeric PTC composition which is low at normal room temperature has specific resistance, through the use of conductive particles which in the first embodiment has a mean particle size of 0.01 up to 50 μm to have.

Bei der dritten Ausführungsform der polymeren PTC-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß eine polymere PTC-Zusammensetzung, die bei normaler Raumtemperatur einen niedrigen spezifischen Widerstand hat, was für den praktischen Einsatz besser geeignet ist, dadurch erhalten werden kann, daß die leitfähigen Teilchen in einer Menge von 50 bis 99 Gew.-% bei der ersten oder zweiten Ausführungsform in die Zusammensetzung eingebaut werden.at the third embodiment of the polymeric PTC composition of the present invention the advantage that a polymeric PTC composition which is low at normal room temperature has specific resistance, which is better for practical use is suitable, can be obtained by the fact that the conductive particles in an amount from 50 to 99% by weight in the first or second embodiment be incorporated into the composition.

Bei der vierten Ausführungsform der polymeren PTC-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß eine polymere PTC-Zusammensetzung, die ausgezeichnete PTC-Eigenschaften und ausgezeichnetes Strombegrenzungsverhalten hat, dadurch erhalten werden kann, daß Teilchen, die mindestens eine Art eines Metalls, Metallcarbids, Metallborids, Metallsilicids und Metallnitrids ent halten, als leitfähige Teilchen bei der ersten, zweiten oder dritten Ausführungsform verwendet werden.at the fourth embodiment of the polymeric PTC composition of the present invention the advantage that a polymeric PTC composition that has excellent PTC properties and has excellent current limiting behavior, thereby obtained can be that particle, the at least one kind of a metal, metal carbide, metal boride, Metal silicide and metal nitride keep ent, as conductive particles be used in the first, second or third embodiment.

Bei der fünften Ausführungsform der polymeren PTC-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß eine polymere PTC-Zusammensetzung, die höhere Sicherheit und Zuverlässigkeit, ausgezeichnete PTC-Eigenschaften und ausgezeichnetes Strombegrenzungsverhalten hat, dadurch erhalten werden kann, daß Wolfram als Metall bei der vierten Ausführungsform verwendet wird.at the fifth embodiment of the polymeric PTC composition of the present invention the advantage that a polymeric PTC composition, the higher security and reliability, excellent PTC characteristics and excellent current limiting behavior , can be obtained by using tungsten as metal in the fourth embodiment is used.

Bei der sechsten Ausführungsform der polymeren PTC-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß eine polymere PTC-Zusammensetzung, die zuverlässige Beständigkeitseigenschaften gegenüber der Umgebung, ausgezeichnete PTC-Eigenschaften und ausgezeichnetes Strombegrenzungsverhalten hat, dadurch erhalten werden kann, daß der Haftvermittler in einer Menge von 0,05 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die leitfähigen Teilchen, eingebaut und ein Haftvermittler vom Aluminiumtyp oder Titanattyp als der Haftvermittler verwendet wird.at the sixth embodiment of the polymeric PTC composition of the present invention the advantage that a polymeric PTC composition, the reliable resistance to the Environment, excellent PTC characteristics and excellent current-limiting performance has, can be obtained by the fact that the bonding agent in a Amount of from 0.05 to 10% by weight, based on the conductive particles, installed and an adhesion promoter of aluminum or Titanattyp is used as the primer.

Die Schaltungsschutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist folgendes auf: ein PTC-Element auf, wobei leitfähige Teilchen, die einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 2000 °C haben und die mit einem Haftvermittler behandelt werden, in einem organischen Polymer verteilt werden, und mindestens zwei Elektroden, die mit dem PTC-Element elektrisch verbunden sind; dies ist vorteilhaft, da die Schaltungsschutzvorrichtung ausgezeichnetes Strombegrenzungsverhalten zeigt.The Circuit protection device according to the present The invention includes a PTC element, wherein conductive particles, which have a melting point of not less than 2000 ° C and the be treated with a bonding agent, in an organic Polymer be distributed, and at least two electrodes with electrically connected to the PTC element; this is beneficial because the circuit protection device excellent current limiting behavior shows.

BEISPIELEEXAMPLES

Die folgenden Beispiele werden angegeben, um die vorliegende Erfindung weiter zu erläutern, nicht um sie einzuschränken.The The following examples are given to illustrate the present invention to explain further not to restrict her.

Beispiel 1example 1

100 Gew.-Teile Wolfram (mit einer mittleren Teilchengröße von 0,88 μm, erhältlich von Nippon Shinkinzoku Co., Ltd., unter dem Handelsnamen W-1) wurden einer Lösung zugegeben, die 1 Gew.-Teil eines Haftvermittlers vom Titanattyp (erhältlich von Ajinomoto Co., Ltd., unter dem Handelsnamen KR TTS) aufwies, der in 28 Gew.-Teilen Isopropylalkohol gelöst war, und für 10 min vermischt. Der Isopropyl alkohol wurde durch Filtration entfernt, und die auf dem Filterpapier zurückgebliebene Zusammensetzung wurde im Vakuum für 24 h getrocknet.One hundred parts by weight of tungsten (having a mean particle size of 0.88 μm, available from Nippon Shinkinzoku Co., Ltd., under the trade name W-1) was added to a solution containing 1 part by weight of an adhesive titanate type mediator (available from Ajinomoto Co., Ltd., under the trade name KR TTS) dissolved in 28 parts by weight of isopropyl alcohol and mixed for 10 minutes. The isopropyl alcohol was removed by filtration, and the composition left on the filter paper was dried in vacuo for 24 hours.

90 Gew.-Teile der getrockneten Zusammensetzung (Wolfram, das eine Haftvermittlerbehandlung unterzogen worden war), 10 Gew.-Teile HDPE (erhältlich von Mitsubishi Chemical Co., Ltd., unter dem Handelsnamen HJ560) und 2 Gew.-Teile eines Antioxidans vom Phenoltyp (erhältlich von Ciba-Geigy Ltd. unter dem Handelsnamen Irganox 1010) wurden mit einer Laboplastomill-Einrichtung (hergestellt von Toyo Seiki Co., Ltd.) bei 200 °C für 15 min geknetet.90 Parts by weight of the dried composition (tungsten, which has an adhesion promoter treatment 10 parts by weight of HDPE (available from Mitsubishi Chemical Co., Ltd., under the trade name HJ560) and 2 parts by weight of a Phenol-type antioxidant (available from Ciba-Geigy Ltd. under the trade name Irganox 1010) with a Laboplastomill device (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) at 200 ° C for 15 kneaded.

Die hergestellte PTC-Zusammensetzung wurde warmgepreßt, um eine Platte von 40 × 60 × 1 mm zu erhalten. Ein Polyethylenrahmen wurde durch Spritzgießen für 20 mm an dem Umfang der Platte erzeugt, um die Isolierung beim Abschalten durchzuführen. Dann wurde die Platte aus der PTC-Zusammensetzung mit dem Rahmen zwischen Elektroden gelegt, um ein PTC-Element zu erhalten. Das Diagramm in 4 zeigt die PTC-Kurve, welche die Relation zwischen der Temperatur und dem spezifischen Widerstand des PTC-Elements darstellt. Der spezifische Widerstand bei normaler Raumtemperatur (ρ_L) war 0,02 Ωcm, der spezifische Spitzenwiderstand (ρ_H) war 10⁵ Ωcm, ρ_H/ρ_L war 10⁷. Als der Widerstandwert des PTC-Elements bei Raumtemperatur 1,2 mΩ betrug, war der Strombegrenzungspitzenwert (der Spitzenstrom beim Abschalten des Überstroms: I_P) 7,5 kA für den Überstrom von 50 kA bei 300 V.The prepared PTC composition was hot-pressed to obtain a plate of 40 × 60 × 1 mm. A polyethylene frame was produced by injection molding for 20 mm on the circumference of the plate to perform the isolation on shutdown. Then, the plate of the PTC composition with the frame was sandwiched between electrodes to obtain a PTC element. The diagram in 4 shows the PTC curve, which represents the relation between the temperature and the resistivity of the PTC element. The specific resistance at normal room temperature (ρ _L ) was 0.02 Ωcm, the specific peak resistance (ρ _H ) was 10 ⁵ Ωcm, ρ _H / ρ _L was 10 ⁷ . When the resistance value of the PTC element at room temperature was 1.2 mΩ, the current limiting peak value (the peak current when turning off the overcurrent: I _P ) was 7.5 kA for the overcurrent of 50 kA at 300 V.

Unter Verwendung von PTC-Elementen unterschiedlicher Größe und mit unterschiedlichem Widerstandswert wurde die Relation zwischen dem Widerstandwert des PTC-Elements, das die PTC-Zusammensetzung aufwies, und dem Strombegrenzungsspitzenwert untersucht. Die Ergebnisse sind in dem Diagramm in 5 gezeigt.Using PTC elements of different size and resistance value, the relation between the resistance value of the PTC element having the PTC composition and the current limiting peak was examined. The results are in the diagram in 5 shown.

6 ist eine schematische Darstellung einer Lichtmikroskop-Fotografie, die den Verteilungszustand von Wolframteilchen 2 zeigt, welche die leitfähigen Teilchen der PTC-Zusammensetzung sind; 6(a) zeigt den Zustand vor dem Abschalttest (Strombegrenzungstest), und 6(b) zeigt den Zustand nach dem Abschalttest. Die Figuren zeigen, daß zwischen den Zuständen vor und nach dem Abschalttest keine Änderung stattgefunden hat und daß Wolframteilchen 2 in dem organischen Polymer 1 ähnlich und homogen verteilt waren. 6 is a schematic representation of a light microscope photograph showing the distribution state of tungsten particles 2 which are the conductive particles of the PTC composition; 6 (a) shows the state before the shutdown test (current limit test), and 6 (b) shows the state after the shutdown test. The figures show that there was no change between the conditions before and after the shutdown test and that tungsten particles 2 in the organic polymer 1 similar and homogeneously distributed.

Das PTC-Element mit einem anfänglichen spezifischen Widerstand von 0,02 Ωcm wurde einem Umgebungstest (bei hoher Temperatur von 85 °C, hoher Feuchtungkeit von 85 %) unterzogen und zeigte nach 1000 h einen spezifischen Widerstand von 0,1 Ωcm. Dagegen war der spezifische Widerstand eines PTC-Elements, das keiner Haftvermittlerbehandlung unterzogen worden war, gegenüber seinem Anfangswert von 0,02 Ωcm nach 1000 h mit 960 Ωcm sehr stark erhöht.The PTC element with an initial resistivity of 0.02 Ωcm was subjected to an environmental test (at high temperature of 85 ° C, high humidity of 85%) and showed after 1000 h a resistivity of 0.1 Ωcm. On the other hand, the specific one was Resistance of a PTC element that does not require adhesion promoter treatment had been subjected to its initial value of 0.02 Ωcm after 1000 h with 960 Ωcm very much increased.

Das PTC-Element mit einem anfänglichen spezifischen Widerstand von 0,02 Ωcm wurde einem Umgebungstest (Temperaturwechselzyklustest: –25 °C für 30 min <=> 85 °C für 30 min) unterzogen und zeigte nach 300 Zyklen einen spezifischen Widerstand von 0,2 Ωcm. Dagegen war der spezifische Widerstand eines PTC-Elements, das keiner Haftvermittlerbehandlung unterzogen worden war, gegenüber seinem Anfangswert von 0,02 Ωcm nach 300 Zyklen mit 100 Ωcm sehr stark erhöht.The PTC element with an initial resistivity of 0.02 Ωcm was subjected to an environmental test (Thermal cycle test: -25 ° C for 30 min <=> 85 ° C for 30 min) and showed a resistivity after 300 cycles of 0.2 Ωcm. In contrast, the resistivity of a PTC element was none Had been subjected to adhesion promoter treatment, compared to his Initial value of 0.02 Ωcm after 300 cycles with 100 Ωcm very much increased.

Beispiel 2Example 2

100 Gew.-Teile Wolframcarbid (mit einer mittleren Teilchengröße von 0,7 μm, erhältlich von Nippon Shinkinzoku Co., Ltd., unter dem Handelsnamen WC-10) wurden einer Lösung zugegeben, die 1 Gew.-Teil eines Haftvermittlers vom Aluminiumtyp (erhältlich von Ajinomoto Co., Ltd., unter dem Handelsnamen AL-M) aufwies, der in 28 Gew.-Teilen Isopropylalkohl gelöst war, und für eine Dauer von 10 min vermischt. Der Isopropylalkohol wurde durch Filtration entfernt, und die auf dem Filterpapier zurückgebliebene Zusammensetzung wurde im Vakuum für 24 h getrocknet.100 Parts by weight of tungsten carbide (having an average particle size of 0.7 μm, available from Nippon Shinkinzoku Co., Ltd., under the trade name WC-10) a solution added, the 1 part by weight of an adhesion promoter of the aluminum type (available from Ajinomoto Co., Ltd., under the trade name AL-M), the was dissolved in 28 parts by weight of isopropyl alcohol, and for a duration mixed for 10 minutes. The isopropyl alcohol was filtered off and the composition left on the filter paper became in the vacuum for Dried for 24 h.

90 Gew.-Teile der getrockneten Zusammensetzung (Wolframcarbid, das einer Haftvermittlerbehandelung unterzogen worden war), 10 Gew.-Teile HDPE (erhältlich von Mitsubishi Chemical Co., Ltd., unter dem Handelsnamen HJ560) und 2 Gew.-Teile eines Antioxidans vom Phenoltyp (erhältlich von Ciba-Geigy Ltd. unter dem Handelsnamen Irganox 1010) wurden mit einer Laboplastomill-Einrichtung (hergestellt von Toyo Seiki Co., Ltd.) bei 200 °C für 15 min geknetet. Die hergestellte PTC-Zusammensetzung wurde warmgepreßt, um eine Platte von 40 × 60 × 1 mm zu erhalten.90 Parts by weight of the dried composition (tungsten carbide, the had been subjected to a primer treatment), 10 parts by weight HDPE (available Mitsubishi Chemical Co., Ltd., under the trade name HJ560) and 2 parts by weight of a phenol type antioxidant (available from Ciba-Geigy Ltd. under the trade name Irganox 1010) were with a Laboplastomill device (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) at 200 ° C for 15 kneaded. The prepared PTC composition was hot pressed to obtain a Plate of 40 × 60 × 1 mm too receive.

Ein Polyethylenrahmen wurde durch Spritzgießen für 20 mm an dem Umfang der Platte erzeugt, um die Isolierung beim Abschalten durchzuführen. Dann wurde die Platte aus der PTC-Zusammensetzung mit dem Rahmen zwischen Elektroden gelegt, um ein PTC-Element zu erhalten. Der spezifische Widerstand bei normaler Raumtemperatur (ρ_L) war 0,02 Ωcm, der spezifische Spitzenwiderstand (ρ_H) war 10⁵ Ωcm, ρ_H/ρ_L war 10⁷. Als der Widerstandswert des PTC-Elements bei Raumtemperatur 1,5 mΩ war, war der Strombegrenzungsspitzenwert 8 kA für den Überstrom von 50 kA bei 300 V.A polyethylene frame was produced by injection molding for 20 mm on the circumference of the plate to perform the isolation on shutdown. Then, the plate of the PTC composition with the frame was sandwiched between electrodes to obtain a PTC element. The specific resistance at normal room temperature (ρ _L ) was 0.02 Ωcm, the specific peak resistance (ρ _H ) was 10 ⁵ Ωcm, ρ _H / ρ _L was 10 ⁷ . When the resistance value of the PTC element at room temperature was 1.5 mΩ, the current limiting peak value was 8 kA for the overcurrent of 50 kA at 300 V.

Ein PTC-Element mit einem anfänglichen spezifischen Widerstand von 0,02 Ωcm wurde einem Umgebungstest (bei hoher Temperatur von 85 °C, hoher Feuchtigkeit von 85 %) unterzogen und zeigte nach 1000 h einen spezifischen Widerstand von 0,03 Ωcm. Dagegen war der spezifische Widerstand eines PTC-Elements, das keiner Haftvermittlerbehandlung unterzogen worden war, gegenüber seinem Anfangswert von 0,02 Ωcm nach 1000 h mit 115 Ωcm sehr stark erhöht.One PTC element with an initial resistivity of 0.02 Ωcm was subjected to an environmental test (at high temperature of 85 ° C, high humidity of 85%) and showed one after 1000 h resistivity of 0.03 Ωcm. On the other hand, the specific one was Resistance of a PTC element that does not require adhesion promoter treatment had been subjected to its initial value of 0.02 Ωcm after 1000 h with 115 Ωcm very much increased.

Ein PTC-Element mit einem anfänglichen spezifischen Widerstand von 0,02 Ωcm wurde einem Umgebungstest (Temperaturwechselzyklustest: –25 °C für 30 min, 85 °C für 30 min) unterzogen und zeigte nach 300 Zyklen einen spezifischen Widerstand von 0,15 Ωcm. Dagegen war der spezifische Widerstand eines PTC-Elements, das keiner Haftvermittlerbehandlung unterzogen worden war, gegenüber seinem Anfangswert von 0,02 Ωcm nach 300 Zyklen mit 1,6 Ωcm sehr stark erhöht.One PTC element with an initial resistivity of 0.02 Ωcm was subjected to an environmental test (Thermal cycle test: -25 ° C for 30 min, 85 ° C for 30 min) and showed a resistivity after 300 cycles of 0.15 Ωcm. In contrast, the resistivity of a PTC element was none Had been subjected to adhesion promoter treatment, compared to his Initial value of 0.02 Ωcm after 300 cycles with 1.6 Ωcm very much increased.

Die Ergebnisse des Strombegrenzungsspitzenwerts und der Umgebungstests, die für die Beispiele 1 und 2 erhalten wurden, und die Ergebnisse des Strombegrenzungsspitzenwerts und der Umgebungstests, die bei einer Änderung der Arten der Polymere, Füllstoffe und Haftvermittler in den PTC-Zusammensetzungen erhalten wurden (Beispiele 3 bis 27), sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Es ist ersichtlich, daß die Haftvermittlerbehandlung den Strombegrenzungsspitzenwert nicht beeinflußt, aber gute Ergebnisse für die Umgebungstests liefert (hohe Temperatur von 85 °C, hohe Feuchtigkeit von 85 %, Temperaturwechsel: –25 °C für 30 min, 85 °C für 30 min). Tabelle 1

*) HDPE: Polyethylen hoher Dichte (HJ560 von Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), PP: Polypropylen (WA03 von Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), PS: Polystyrol (S-PS von Idemitsu Chemical Co., Ltd.) und PA: Polyamid (1012c2 von Mitsubishi Empura).
*) Sämtliche Haftvermittler werden von Ajinomoto Co., Ltd., hergestellt.

The results of the current limiting peak and environmental tests obtained for Examples 1 and 2 and the results of the current limiting peak and environmental tests obtained with a change in the types of polymers, fillers and coupling agents in the PTC compositions (Examples 3 to 27) are summarized in Table 1. It can be seen that the primer treatment does not affect the current limiting peak, but gives good results for the environmental tests (high temperature of 85 ° C, high humidity of 85%, temperature change: -25 ° C for 30 min, 85 ° C for 30 min) , Table 1

*) HDPE: high density polyethylene (HJ560 from Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), PP: polypropylene (WA03 from Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), PS: polystyrene (S-PS from Idemitsu Chemical Co., Ltd.) and PA: polyamide (1012c2 from Mitsubishi Empura).
*) All adhesion promoters are manufactured by Ajinomoto Co., Ltd.

In den obengenannten Beispielen wurde nur eine Art von Metall oder Metallzusammensetzung verwendet; es können jedoch auch zwei oder mehr Arten angemessen kombiniert und verwendet werden.In In the above examples, only one type of metal was used Metal composition used; however, it can also be two or three more species can be adequately combined and used.

Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1

90 Gew.-Teile Silberteilchen (mit einem Schmelzpunkt von 960,5 °C, erhältlich von Novamet Co.) als leitfähige Teilchen, 10 Gew.-Teile HDPE und 2 Gew.-Teile eines Antioxidans vom Phenoltyp (erhältlich von Ciba-Geigy Ltd. unter dem Handelsnamen Irganox 1010) wurden mit einer Laboplastomill-Einrichtung (hergestellt von Toyo Seiki Co., Ltd.) bei 200 °C für 15 min geknetet. Die hergestellte PTC-Zusammensetzung wurde warmgepreßt, um eine Platte von 40 × 60 × 1 mm zu erhalten. Ein Polyethylenrahmen wurde durch Spritzgießen für 20 mm an dem Umfang der Platte erzeugt, um die Isolierung beim Abschalten durchzuführen.90 parts by weight of silver particles (having a melting point of 960.5 ° C, available from Novamet Co.) as conductive particles, 10 parts by weight of HDPE and 2 parts by weight of a phenol type antioxidant (available from Ciba-Geigy Ltd. under the trade name Irganox 1010) were measured with a Laboplastomill (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) Kneaded at 200 ° C for 15 min. The prepared PTC composition was hot-pressed to obtain a plate of 40 × 60 × 1 mm. A polyethylene frame was produced by injection molding for 20 mm on the circumference of the plate to perform the isolation on shutdown.

Dann wurde die Platte aus PTC-Zusammensetzung mit dem Rahmen zwischen Elektroden gelegt, um ein PTC-Element zu erhalten. Das PTC-Element mit einem Widerstandswert bei Raumtemperatur von 1 mΩ konnte den Stromfluß nicht abschalten, wenn ein großer Strom von 50 kA bei einer hohen Spannung von 300 V floß. Nach unserem Verständnis lag das daran, daß die PTC-Zusammensetzung des Vergleichsbeispiels mit Silberteilchen beladen war, die einen niedrigen Schmelzpunkt haben, unter großem Strom und hoher Spannung ein geschlossenes Lichtbogenphänomen bewirkt wurde (ein Mikrobogen wurde unter den leitfähigen Teilchen erzeugt), und die PTC-Zusammensetzung wurde elektrisch zerstört.Then The plate was made of PTC composition with the frame between Electrodes laid to obtain a PTC element. The PTC element with a resistance value at room temperature of 1 mΩ could not the current flow turn off when a big one Current of 50 kA at a high voltage of 300 V flowed. To our understanding That was because the Loaded PTC composition of the comparative example with silver particles was, which have a low melting point, under high current and high voltage causes a closed arc phenomenon was (a micro-arc was generated under the conductive particles), and the PTC composition was electrically destroyed.

Es wird davon ausgegangen, daß, sobald das geschlossene Lichtbogenphänomen hervorgerufen worden war, dessen Wärme die Silberteilchen in der PTC-Zusammensetzung zum Schmelzen brachte, die Silberteilchen dann miteinander verbunden wurden und ein großer Strom durch den verbunden Teil floß und die Zusammensetzung den elektrischen Durchschlag erfuhr.It it is assumed that once the closed arc phenomenon has been evoked was whose heat caused the silver particles in the PTC composition to melt, the silver particles were then joined together and a big stream flowed through the connected part and the composition experienced the electrical breakdown.

Vergleichsbeispiel 2Comparative Example 2

85 Gew.-Teile Kupferteilchen (mit einem Schmelzpunkt von 1083 °C, einer mittleren Teilchengröße von 1,0 μm, erhältlich von Fukuda Kinzokuhaku Kogyo Co., Ltd.) als leitfähige Teilchen, 15 Gew.-Teile HDPE und 2 Gew.-Teile eines Antioxidans vom Phenoltyp (erhältlich von Ciba-Geigy Ltd. unter dem Handelsnamen Irganox 1010) wurden mit einer Laboplastomill-Einrichtung (hergestellt von Toyo Seiki Co., Ltd.) bei 200 °C für 15 min geknetet.85 Parts by weight of copper particles (with a melting point of 1083 ° C, a average particle size of 1.0 μm, available from Fukuda Kinzokuhaku Kogyo Co., Ltd.) as conductive particles, 15 parts by weight HDPE and 2 parts by weight of a phenol-type antioxidant (available from Ciba-Geigy Ltd. under the trade name Irganox 1010) were with a Laboplastomill device (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) at 200 ° C for 15 min kneaded.

Ein Polyethylenrahmen wurde durch Spritzgießen für 20 mm an dem Umfang der Platte erzeugt, um die Isolierung beim Abschalten durchzuführen. Dann wurde die Platte aus der PTC-Zusammensetzung mit dem Rahmen zwischen Elektroden gelegt, um ein PTC-Element zu erhalten. Das PTC-Element mit einem Widerstandswert bei Raumtemperatur von 3 mΩ konnte den Stromfluß nicht abschalten, wenn ein großer Strom von 50 kA bei einer hohen Spannung von 300 V floß. Es wird davon ausgegangen, daß dies daran liegt, daß Kupferteilchen, die einen niedrigen Schmelzpunkt haben, wie im Vergleichsbeispiel 1 in der PTC-Zusammensetzung schmolzen und lokal einen leitfähigen Stromkreis bildeten,One Polyethylene frame was injection molded for 20 mm on the perimeter of the plate generated to perform the isolation when switching off. Then The plate was made from the PTC composition with the frame between Electrodes laid to obtain a PTC element. The PTC element with a resistance value at room temperature of 3 mΩ could not the current flow turn off when a big one Current of 50 kA at a high voltage of 300 V flowed. It will assumed that this because copper particles, which have a low melting point, as in the comparative example 1 melted in the PTC composition and locally a conductive circuit formed,

Vergleichsbeispiel 3Comparative Example 3

85 Gew.-Teile Nickelteilchen (mit einem Schmelzpunkt von 1452 °C, erhältlich von Novamet Co.) als leitfähige Teilchen, 15 Gew.-Teile HDPE und 2 Gew.-Teile eines Antioxidans vom Phenoltyp (erhältlich von Ciba-Geigy Ltd. unter dem Handelsnamen Irganox 1010) wurden mit einer Laboplastomill-Einrichtung (hergestellt von Toyo Seiki Co., Ltd.) bei 200 °C für 15 min geknetet. Ein Polyethylenrahmen wurde durch Spritzgießen für 20 mm an dem Umfang der Platte erzeugt, um die Isolierung beim Abschalten durchzuführen.85 Parts by weight of nickel particles (having a melting point of 1452 ° C, available from Novamet Co.) as a conductive Particles, 15 parts by weight HDPE and 2 parts by weight of an antioxidant Phenol type (available from Ciba-Geigy Ltd. under the trade name Irganox 1010) with a Laboplastomill device (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) at 200 ° C for 15 kneaded. A polyethylene frame was injection molded for 20 mm generated at the perimeter of the panel to shut off the insulation perform.

Dann wurde die Platte aus PTC-Zusammensetzung mit dem Rahmen zwischen Elektroden gelegt, um ein PTC-Element zu erhalten. Das PTC-Element mit einem Widerstandswert bei Raumtemperatur von 1 mΩ konnte den Stromfluß nicht abschalten, wenn ein großer Strom von 50 kA bei einer hohen Spannung von 300 V floß. Es wird davon ausgegangen, daß dies daran lag, daß wie in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 Nickelteilchen in der PTC-Zusammensetzung schmolzen und lokal einen leitfähigen Stromkreis bildeten.Then The plate was made of PTC composition with the frame between Electrodes laid to obtain a PTC element. The PTC element with a resistance value at room temperature of 1 mΩ could not the current flow turn off when a big one Current of 50 kA at a high voltage of 300 V flowed. It will assumed that this it was because of how in Comparative Examples 1 and 2, nickel particles in the PTC composition melted and locally a conductive Circuit formed.

7 ist eine schematische Darstellung einer Lichtmikroskop-Fotografie, die den Verteilungszustand von Nickelteilchen 3 in der PTC-Zusammensetzung zeigt, und 7(a) zeigt den Zustand vor dem Abschalttest (Strombegrenzungstest), und 7(b) zeigt den Zustand nach dem Abschalttest, in dem die Vorrichtung zerstört wurde. Vor dem Abschalttest waren die Nickelteilchen 3 in dem organischen Polymer 1 homogen verteilt, nach dem Abschalttest waren die Nickelteilchen 3 jedoch geschmolzen und miteinander verschmolzen und bildeten den verschmolzenen Anteil 3a der Nickelteilchen. 7 is a schematic representation of a light microscope photograph showing the distribution state of nickel particles 3 in the PTC composition, and 7 (a) shows the state before the shutdown test (current limit test), and 7 (b) shows the state after the shutdown test in which the device was destroyed. Before the shutdown test were the nickel particles 3 in the organic polymer 1 distributed homogeneously, after the shutdown test were the nickel particles 3 however, melted and fused together, forming the fused portion 3a the nickel particles.

Es wird davon ausgegangen, daß, weil die Nickelteilchen 3 in der PTC-Zusammensetzung schmolzen und den verschmolzenen Anteil 3a der Nickelteilchen bildeten (d. h. ein leitfähiger Stromkreis gebildet wurde), wie in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 der Überstrom nicht abgeschaltet werden konnte und das Element zerstört wurde.It is assumed that because the nickel particles 3 melted in the PTC composition and the fused portion 3a The nickel particles formed (ie, a conductive circuit was formed), as in Comparative Examples 1 and 2, the overcurrent could not be turned off and the element was destroyed.

Claims

A polymeric PTC composition comprising an organic polymer and dispersed therein conductive particles having a melting point of not less than 2000 ° C, characterized in that the conductive particles have been pretreated with a coupling agent before the organic polymer and the conductive particles be mixed together.

Composition according to Claim 1, characterized that the average particle size of the conductive particles 0.01 μm up to 50 μm is.

Composition according to Claim 1 or 2, characterized that the average particle size of the conductive particles 0.1 μm to 30 μm.

A composition according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the conductive Particles in an amount of 50 to 99% by weight, based on the composition, are included.

A composition according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the conductive Particles in an amount of 70 to 97% by weight, based on the composition, are included.

A composition according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the conductive Particles are particles that are selected from the group made of a metal, a metal carbide, a metal boride, a Metal silicide and a metal nitride consists.

Composition according to Claim 6, characterized that this Metal tungsten is.

A composition according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the Adhesion promoter in an amount of 0.05 to 10 wt .-%, based on the conductive ones Particles, is contained, and that the Adhesive an adhesion promoter of the aluminum type or the Titanattyp is.

A composition according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the Bonding a solution used, which has the adhesion promoter dissolved in isopropyl alcohol.

Circuit protection device, the one PTC element owns and which has the following: The polymeric PTC composition according to one of the claims 1 to 9, and - at least two electrodes, which pressure-chipped with the PTC element and thus are electrically connected.