TWI636467B

TWI636467B - 正溫度係數過電流保護元件

Info

Publication number: TWI636467B
Application number: TW103136474A
Authority: TW
Inventors: 陳繼聖; 江長鴻
Original assignee: 富致科技股份有限公司
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2018-09-21
Also published as: TW201616521A

Abstract

一種正溫度係數過電流保護元件，包含一正溫度係數聚合物材料，及兩個電極連接於該正溫度係數聚合物材料。該正溫度係數聚合物材料包括一聚合物基體及一均勻分散於該聚合物基體中的導電性顆粒填充物，該導電性顆粒填充物包括一導電性非碳質顆粒及一導電性碳顆粒。該導電性碳顆粒具有平均粒徑範圍為40至100nm、DBP吸油量範圍為60至120cc/100g，及一有機揮發成份含量的範圍為0.2至2.0wt%。基於該正溫度係數聚合物材料的總重量，該導電性碳顆粒的含量範圍為1至14wt%。

Description

正溫度係數過電流保護元件

本發明是有關於一種正溫度係數(positive temperature coefficient，簡稱PTC)過電流保護元件，特別是指一種包含正溫度係數聚合物材料的正溫度係數過電流保護元件，該正溫度係數聚合物材料包括一導電性非碳質顆粒、一導電性碳顆粒及一含有包含至少一主聚合物單元及一強化聚烯烴的聚合物基體。

正溫度係數導電性高分子元件由於具有正溫度係數效應，所以可作為過電流保護元件例如保險絲等用途。正溫度係數導電性高分子元件包括一正溫度係數聚合物材料及形成在該正溫度係數聚合物材料的兩相對應表面上的第一及第二電極。

該正溫度係數聚合物材料包括一具晶相區及非晶相區的聚合物基體，及一分散於該聚合物基體之非晶相區而形成一介於第一及第二電極間的連續導電路徑之導電性顆粒填充物。正溫度係數效應是指當該高分子基體的溫度升到其熔點時，該晶相區開始融熔而產生新的非晶相區。當非晶相區增加到一程度而與原存的非晶相區相結合時，會使得該導電性顆粒填充物的導電路徑形成不連續狀，而造成該正溫度係數導電性高分子材料之電阻急速增加，並因而在第一及第二電極之間形成斷電。

該導電性顆粒填充物的具體例如碳顆粒、金屬粉末、導電性陶瓷粉末、金屬化玻璃珠等。由於碳顆粒具有較低的電阻，當正溫度係數聚合物材料使用碳顆粒作為導電性顆粒填充物可以在室溫下具有大於0.1ohm*cm的電阻。因此，對於需要正溫度係數聚合物材料具有電阻小於1.0ohm*cm或甚至小於0.2ohm*cm的正溫度係數過電流保護元件，碳顆粒並不適合單獨作為導電性顆粒填充物。

儘管正溫度係數聚合物材料的導電性可以透過使用導電性非碳質顆粒顯著地增加，例如使用金屬顆粒，這些具有高導電性的導電性非碳質顆粒傾向致使該正溫度係數聚合物材料在使用時產生不期望的電弧現象。所引起的電弧現象會損毀該正溫度係數聚合物材料的聚合物基體的分子結構，致使正溫度係數元件之電氣穩定性及使用壽命因此而降低。

美國專利公開號第8,368,504B1號揭露一種正溫度係數聚合物材料，該正溫度係數聚合物材料包括一聚合物基體及一分散於該聚合物基體中的導電性陶瓷或金屬填充物。該聚合物基體是由聚合物組成物製成，該聚合物組成物包含至少一主聚合物單元及一強化聚烯烴。儘管在PTC聚合物材料添加強化聚烯烴可以抑制電弧現象在正溫度係數聚合物材料中產生，該正溫度係數聚合物材料在崩壞測試(Breakdown test)及破壞電壓測試(Thermal runaway test)的表現無法令人滿意。

因此，本發明之目的，即在提供一種可以克服前述先前技術缺失的一種正溫度係數過電流保護元件。

於是，本發明正溫度係數過電流保護元件，包含一正溫度係數聚合物材料，及兩個電極，連接於該正溫度係數聚合物材料。該正溫度係數聚合物材料包括一聚合物基體及一均勻分散於該聚合物基體中的導電性顆粒填充物。該導電性顆粒填充物包括一導電性非碳質顆粒及一導電性碳顆粒，該等導電非碳質顆粒的電阻是高於該等導電碳顆粒的電阻。該聚合物基體是由一聚合物組成物製成，該聚合物組成包含至少一主聚合物單元及一強化聚烯烴。該主聚合物單元包含一基礎聚烯烴及可選擇性地一接枝型聚烯烴。該強化聚烯烴的重量平均分子量高於該基礎聚烯烴的重量平均分子量。該主聚合物單元與該強化聚烯烴係共熔融混煉後固化而形成該聚合物基體。該基礎聚烯烴具有一根據ASTM D-1238在230℃與12.6Kg壓力下所量得之介於10g/10min至100g/10min的熔流速率。該強化聚烯烴具有一根據ASTM D-1238在230℃與12.6Kg壓力下所量得之介於0.01g/10min至1.0g/10min的熔流速率。該導電性碳顆粒具有平均粒徑範圍為40nm至100nm、DBP吸油量範圍為60/100g至120cc/100g，及一有機揮發成份含量的範圍為0.2wt%至2.0wt%。基於該聚合物組成物的總重量，該主聚合物單元的含量範圍為58至92wt%，且該強化聚烯烴的含量範圍為8至42wt%。基於該正溫度係數聚合物材料的總重量，該聚合物基體的含量範圍為10至14wt%，且該導電性顆粒填充物的含量範圍為86至90wt%。基於該正溫度係數聚合物材料的總重量，該導電性碳顆粒的含量範圍為1至14wt%。

2‧‧‧正溫度係數材料層

21‧‧‧聚合物基體

22‧‧‧導電性顆粒填充物

3‧‧‧電極

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明本發明正溫度係數過電流保護元件。

參閱圖1，本發明之一種正溫度係數過電流保護元件的一實施例包含：一正溫度係數材料層2，及兩個電極3，設在該正溫度係數材料層2上。

該正溫度係數聚合物材料2包括一聚合物基體21及一均勻分散於該聚合物基體中21的導電性顆粒填充物22。該導電性顆粒填充物22包括複數個導電性非碳質顆粒及複數個導電性碳顆粒。該等導電非碳質顆粒的電阻是高於該等導電碳顆粒的電阻。該聚合物基體21是由一聚合物組成物製成，該聚合物組成包含至少一主聚合物單元及一強化聚烯烴。該主聚合物單元包含一基礎聚烯烴及可選擇性地一接枝型聚烯烴，該強化聚烯烴的重量平均分子量高於該基礎聚烯烴的重量平均分子量，該主聚合物單元與該強化聚烯烴係共熔融混煉後固化而形成該聚合物基體21。

該基礎聚烯烴具有一根據ASTM D-1238在230℃與12.6Kg壓力下所量得之介於10g/10min至100g/10min的熔流速率(melt flow rate)。該強化聚烯烴具有一根據ASTM D-1238在230℃與12.6Kg壓力下所量得之介於0.01g/10min至1.0g/10min的熔流速率。

該導電性碳顆粒具有平均粒徑範圍為40nm至100nm、DBP吸油量範圍為60/100g至120cc/100g，及一有機揮發成份含量的範圍為0.2wt%至2.0wt%。

基於該聚合物組成物的總重量，該主聚合物單元的含量範圍為58至92wt%，且該強化聚烯烴的含量範圍為8至42wt%。

基於該正溫度係數聚合物材料2的總重量，該聚合物基體21的含量範圍為10至14wt%，且該導電性顆粒填充物22的含量範圍為86至90wt%。基於該正溫度係數聚合物材料2的總重量，該導電性碳顆粒的含量範圍為1至14wt%。

較佳地，該強化聚烯烴的重量平均分子量範圍為600,000g/mole至1,500,000g/mole。

較佳地，該基礎聚烯烴的重量平均分子量範圍為50,000g/mole至300,000g/mole。

較佳地，該導電性碳顆粒具有平均粒徑範圍為58nm至83nm、DBP吸油量範圍為75/100g至113cc/100g，及該有機揮發成份含量的範圍為0.8wt%至1.0wt%。

較佳地，該導電性非碳質顆粒是由一材料所製成，該材料是選自碳化鈦、碳化鋯，碳化釩、碳化铌、碳化鉭、碳化鉻、碳化鉬、碳化鎢、氮化鈦、氮化鋯、氮化釩、氮化铌、氮化鉭、氮化鉻、二矽化鈦、二矽化鋯、二矽化铌、二矽化鎢、金、銀、銅、鋁、鎳、表面度鎳玻璃球、表面鍍鎳石墨、鈦鉭固熔體、鎢鈦鉭鉻固熔體、鎢鉭固熔體、鎢鈦鉭铌固熔體、鎢鈦鉭固熔體、鎢鈦固熔體、鉭铌固熔體、及前述的組合。

較佳地，該導電性碳顆粒是碳黑。

較佳地，該基礎聚烯烴及該強化聚烯烴為具有不同的重量平均分子量的聚乙烯。更佳地，該基礎聚烯烴及該強化聚烯烴為高密度聚乙烯(high density polyethylene，簡稱HDPE)，且該接枝型聚烯烴為不飽和羧酸接枝高密度聚乙烯。該接枝型聚烯烴的主要功能在於增加該正溫度係數材料層2與電極3的接著性。

以下將以實施例與比較例來說明本發明各目的之實施方式與功效。須注意的是，該實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。

實施例 <實施例1(E1)>

將1.5g作為該強化聚烯烴之高密度聚乙烯(商品型號：GHR8110，購自Ticona公司，重量平均分子量600,000g/mole，根據ASTM D-1238在230℃，12.6kg下的熔流速率約為0.96g/10min)、8.25g作為該基礎聚烯烴之高密度聚乙烯(商品型號：HDPE9002，購自Formosa plastic Corp.，重量平均分子量為150,000g/mole，根據ASTM D-1238在230℃，12.6kg下的熔流速率約為45g/10min)、8.25g作為該接枝型聚烯烴之不飽和羧酸接枝型高密度聚乙烯(商品型號：MB100D，購自於Dupont，重量平均分子量80000g/mole，根據ASTM D-1238在230℃，12.6kg下的熔流速率約為75g/10min)、130.5g作為該導電性非碳質顆粒之碳化鎳粉末(片狀，密度為4.92g/cm³，殘餘氧含量：0.4%，初始氧化溫度：450℃，電導率：164×10⁴m^-1Ω^-1)，及1.5g作為碳顆粒的碳黑顆粒(商品型號：430UB，購自於Columbian化學公司，平均粒徑：82nm，DBP吸油量為75cc/100g，有機揮發成份含量：1.0wt%，電導率：2.86×10⁴m^-1Ω^-1)加入一Brabender混煉機內混煉。混煉溫度為200℃、攪拌速度為50rpm、加壓重量為5kg，及混煉時間為10分鐘。將混煉後所得的混合物進行熱壓以形成厚度為0.28mm正溫度係數聚合物材料的薄片，熱壓溫度為200℃、熱壓時間為4分鐘、熱壓壓力為80kg/cm²。於正溫度係數聚合物材料的薄片兩側各貼一片銅箔，再依熱壓溫度為200℃、熱壓時間為4分鐘、熱壓壓力為80kg/cm²的熱壓條件熱壓，形成一三明治結構的正溫度係數層壓板。將此正溫度係數層壓板沖切成4.5mm×3.2mm之測試樣品，測量實施例1所製得樣品的電性能(見表1)。

於表1中，PE/m-PE代表該主聚合物單元的基礎聚烯烴(PE)與該接枝型聚烯烴(m-PE)，V-R代表體積電阻(ohm-cm)。實施例1所製得的正溫度係數聚合物材料具有一組成物包含1wt%強化聚烯烴、11wt%主聚合物單元(該基礎聚烯烴與該接枝型聚烯烴的重量比為1：1)，87wt%導電性非碳質顆粒及1wt%導電性碳顆粒。此外，所形成的該聚合物基質包含91.7wt%主聚合物單元與8.3wt%強化聚烯烴。

<實施例2-9(E2-E9)>

實施例2-9之測試樣品的製備程序與條件與實施例1相似，不同之處在於該強化聚烯烴、該基礎聚烯烴、該導電性非碳質顆粒及該導電性碳顆粒中至少兩種的用量不同(如表1所示)。測量實施例2-9所製得測試樣品的電性能(見表1)。

<實施例10-12(E10-E12)>

實施例10-12是依序對應實施例4-6。實施例10-12之測試樣品的製備程序與條件是依序與實施例4-6相似，不同之處在於該強化聚烯烴的種類。

用於實施例10-12的該強化聚烯烴的商品型號為GHR4012，購自Ticona公司，重量平均分子量為1,500,000g/mole，根據ASTM D-1238在230℃，12.6kg下的熔流速率為0.03g/10min。測量實施例2-9所製得測試樣品的電性能(見表1)。

<實施例13-15(E13-E15)>

實施例13-15是依序對應實施例10-12。實施例13-15之測試樣品的製備程序與條件是依序與實施例10-12相似，不同之處在於該導電性碳顆粒。該導電性碳顆粒為購自於Columbian化學公司的碳黑顆粒，商品型號為Raven 22，平均粒徑為83nm，DBP吸油量為114cc/100g，有機揮發成份含量0.8wt%，且電導率為2.86×10⁴m^-1Ω^-1。測量實施例13-15所製得測試樣品的電性能(見表1)。

<實施例16-18(E16-E18)>

實施例16-18是依序對應實施例10-12。實施例16-18之測試樣品的製備程序與條件是依序與實施例10-12相似，不同之處在於該導電性碳顆粒。該導電性碳顆粒為購自於Columbian化學公司的碳黑顆粒，商品型號為Raven 510UB，平均粒徑為58nm，DBP吸油量為90cc/100g，有機揮發成份含量0.9wt%，且電導率為2.86×10⁴m^-1Ω^-1。

測量實施例16-18所製得測試樣品的電性能(見表1)。

<比較例1(CE1)>

比較例1之測試樣品的製備程序與條件與實施例1相似，不同之處在於比較例1形成正溫度係數聚合物材料的該聚合物組成物(如表1所示)不含有該強化聚烯烴及該導電性非碳質顆粒。測量比較例1所製得測試樣品的電性能(見表1)。

<比較例2(CE2)>

比較例2之測試樣品的製備程序與條件與實施例1相似，不同之處在於比較例2的正溫度係數聚合物材料(如表1所示)不含有該強化聚烯烴及該導電性碳顆粒。測量比較例2所製得測試樣品的電性能(見表1)。

<比較例3及4(CE3及CE4)>

比較例3及4是依序對應實施例4及6。比較例3及4之測試樣品的製備程序與條件是依序與實施例4及6相似，不同之處在於比較例3及4的正溫度係數聚合物材料(如表1所示)不含有該強化聚烯烴。測量比較例3及4所製得測試樣品的電性能(見表1)。

<比較例5-7(CE5-CE7)>

比較例5-7是依序對應實施例1、4及8。比較例5-7之測試樣品的製備程序與條件是依序與實施例1、4及8相似，不同之處在於比較例5-7的導電性顆粒填充物不含有導電性碳顆粒。測量比較例5-7所製得測試樣品的電性能(見表1)。

<比較例8-10(CE8-CE10)>

比較例8-10是依序對應比較例5-7。比較例8-10之測試樣品的製備程序與條件是依序與比較例5-7相似，不同之處在於比較例8-10的強化聚烯烴的種類。測量比較例8-10所製得測試樣品的電性能(見表1)。

<比較例11-13(CE11-CE13)>

比較例11-13是依序對應比較例8-10。比較例11-13之測試樣品的製備程序與條件是依序與比較例8-10相似，不同之處在於比較例8-10的導電性非碳質顆粒。比較例11-13所用的導電性非碳質顆粒為TiSi₂顆粒。測量比較例11-13所製得測試樣品的電性能(見表1)。

<比較例14-16(CE14-CE16)>

比較例14-16是依序對應比較例11-13。比較例14-16之測試樣品的製備程序與條件是依序與比較例11-13相似，不同之處在於主聚合物單元及導電性非碳質顆粒(如表1所示)的用量。測量比較例14-16所製得測試樣品的電性能(見表1)。

<比較例17及18(CE17及CE18)>

比較例17及18是依序對應比較例11及14。比較例17及18之測試樣品的製備程序與條件是依序與比較例11及14相似，不同之處在於比較例17及18的聚合物基體不含有強化聚烯烴(如表1所示)。測量比較例17及18所製得測試樣品的電性能(見表1)。

性能測試 崩壞測試(Breakdown test)

分別對實施例1-18與比較例1-18進行崩壞測試，每一實施例或比較例均測試10個樣品，並計算通過率(n/10×100%，n表示測試樣品通過測試不燒燬的數量)。崩壞測試是以交流電24V及電流100A通電60秒進行測試。崩壞測試的結果如表1所示。

破壞電壓測試(Thermal runaway test)

分別對實施例1-18與比較例1-18進行破壞電壓測試，每一實施例或比較例均測試5個樣品。對每一個測試樣品施加電壓，在固定電流為100A下由5Vdc逐步上升至60Vdc，直到該測試樣品燒燬。該施加電壓是每間隔2分鐘上升5Vdc(即，每一次新施加的電壓持續了兩分鐘)。記錄實施例1-18與比較例1-18的每一測試樣品的最大耐受電壓。破壞電壓測試的結果如表1所示。

以CE3及CE4為一組(以導電性非碳質顆粒及導電性碳顆粒的組合作為導電性顆粒填充物，但聚合物基體中不含有強化聚烯烴)，以CE1及CE2為一組(聚合物基體中不含有強化聚烯烴，也不含有導電性非碳質顆粒及導電性碳顆粒)，將兩組的性質進行比較，顯示以導電性非碳質顆粒及導電性碳顆粒的組合作為導電性顆粒填充物，崩壞測試的通過率及破壞電壓測試的最大耐受電壓僅能少量或溫和的增長。特別是，崩壞測試的通過率由0%(CE2)上升至CE3的10%(透過在該導電性顆粒填充物中含有1wt%的碳顆粒)及CE4的30%(透過在該導電性顆粒填充物中含有14wt%的碳顆粒)，且該破壞電壓測試的最大耐受電壓由15V(CE2)上升至CE4的25V，但在CE3沒有增加。

此外，以CE5至CE16為一組(含有強化聚烯烴，但不含有導電性碳顆粒)，以CE17及CE18為一組(不含有強化聚烯烴，也不含有導電性碳顆粒)，將兩組的性質進行比較，顯示正溫度係數聚合物材料的聚合物基體包含強化聚烯烴(1-3wt%)，崩壞測試的通過率及破壞電壓測試的最大耐受電壓僅能少量或溫和的增長。特別是，比較的結果顯示，崩壞測試的通過率由20%(CE17或CE18)上升至CE5至CE16的50至70wt%，且該破壞電壓測試的最大耐受電壓由15V上升至CE6、CE7及CE9至16的25-30V，但在CE3及CE8沒有增加。

本發明正溫度係數聚合物材料的組成，與CE3及CE4組成的不同處在於前者含有強化聚烯烴，與 CE5-CE16組成的不同處在於前者含有碳顆粒，因強化聚烯烴(相對於CE5至CE16這一組)、導電性非碳質顆粒及碳顆粒(對應CE3及CE4這一組)的組合展現了協同效應(synergistic effect)。該協同效應說明如下。如表1所示，CE8的通過率是60%，和CE2比較，CE3的通過率上升了10%的解釋，可以歸因於該導電性顆粒填充物含有1wt%的導電性碳顆粒。因此，可以假設，將CE8的聚合物組成物進行改良，將導電性顆粒填充物以1wt%的碳顆粒(CE3)取代原先CE8中的1wt%的TiC顆粒，則通過率會成比例地增加至其相加的總合70%(=10%+60%)。以類似的方式，可以合理的推測經改良的組成物的最大耐受電壓會維持在15V(=0V+15V)的水準。相對於該經改質的組成物，E1(其組成與經改良的組成物相同)的通過率及最大耐受電壓依序為100%及50V，明顯地大於70%及15V。該協同效應可以透過另一個實施例更進一步解釋。如表1所示，CE7的通過率及最大耐受電壓依序為70%及25V(CE7在比較例中具有優秀的表現)，且CE4相對於CE2，通過率上升30%且最大耐受電壓上升10V的解釋可以歸因於使導電性顆粒填充物中含有14wt%導電性碳顆粒。因此，可以假設，將CE7的聚合物組成物進行改良，將導電性顆粒填充物以14wt%的碳顆粒(CE4)取代原先CE7中的14wt%的TiC顆粒，則通過率及最大耐受電壓會分別成比例地增加至其相加的總合100%(=30%+70%)及35V(=25V+10V)。相對地，儘管E6的通過率(其具有與改良的組成物相似的組成物)與該經改良的組成物的通過率相等，E6的最大耐受電壓為60V，明顯大於35V。值得注意的是，正溫度係數聚合物材料中所產生的電弧現象是燒毀正溫度係數過電流保護元件的主要原因。因此，對照實施例與比較例之組合的最大耐受電壓可知，本發明正溫度係數聚合物材料較能抑制電弧現象產生。

綜上所述，本發明正溫度係數過電流保護元件透過該正溫度係數聚合物材料含有複數個導電性非碳質顆粒、複數個導電性碳顆粒，及強化聚烯烴，可以減輕如先前技術中所述的電弧產生問題，且該正溫度係數聚合物材料在崩壞測試及破壞電壓測試的表現亦有所改進，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims

一種正溫度係數過電流保護元件，包含：一正溫度係數聚合物材料，及兩個電極，連接於該正溫度係數聚合物材料；其中，該正溫度係數聚合物材料包括一聚合物基體及一均勻分散於該聚合物基體中的導電性顆粒填充物，該導電性顆粒填充物包括一導電性非碳質顆粒及一導電性碳顆粒，該等導電性非碳質顆粒的電阻是高於該等導電性碳顆粒的電阻；其中，該聚合物基體是由一聚合物組成物製成，該聚合物組成包含至少一主聚合物單元及一強化聚烯烴，該主聚合物單元包含一基礎聚烯烴及可選擇性地一接枝型聚烯烴，該強化聚烯烴的重量平均分子量高於該基礎聚烯烴的重量平均分子量，該主聚合物單元與該強化聚烯烴係共熔融混煉後固化而形成該聚合物基體；其中，該基礎聚烯烴具有一根據ASTM D-1238在230℃與12.6Kg壓力下所量得之介於10g/10min至100g/10min的熔流速率；該強化聚烯烴具有一根據ASTM D-1238在230℃與12.6Kg壓力下所量得之介於0.01g/10min至1.0g/10min的熔流速率；其中，該導電性碳顆粒具有平均粒徑範圍為40nm至100nm、DBP吸油量範圍為60/100g至120cc/100g，及一有機揮發成份含量的範圍為0.2wt%至2.0wt%；其中，基於該聚合物組成物的總重量，該主聚合物單元的含量範圍為58wt%至92wt%，且該強化聚烯烴的含量範圍為8wt%至42wt%；其中，基於該正溫度係數聚合物材料的總重量，該聚合物基體的含量範圍為10wt%至14wt%，且該導電性顆粒填充物的含量範圍為86wt%至90wt%；及其中，基於該正溫度係數聚合物材料的總重量，該導電性碳顆粒的含量範圍為1wt%至14wt%。
如請求項1所述的正溫度係數過電流保護元件，其中，該強化聚烯烴的重量平均分子量範圍為600,000g/mole至1,500,000g/mole。
如請求項1所述的正溫度係數過電流保護元件，其中，該基礎聚烯烴的重量平均分子量範圍為50,000g/mole至300,000g/mole。
如請求項1所述的正溫度係數過電流保護元件，其中，該導電性碳顆粒具有平均粒徑範圍為58nm至83nm、DBP吸油量範圍為75/100g至113cc/100g，及該有機揮發成份含量的範圍為0.8wt%至1.0wt%。
如請求項1所述的正溫度係數過電流保護元件，其中，該導電性非碳質顆粒是由一材料所製成，該材料是選自碳化鈦、碳化鋯，碳化釩、碳化铌、碳化鉭、碳化鉻、碳化鉬、碳化鎢、氮化鈦、氮化鋯、氮化釩、氮化铌、氮化鉭、氮化鉻、二矽化鈦、二矽化鋯、二矽化铌、二矽化鎢、金、銀、銅、鋁、鎳、表面度鎳玻璃球、表面鍍鎳石墨、鈦鉭固熔體、鎢鈦鉭鉻固熔體、鎢鉭固熔體、鎢鈦鉭铌固熔體、鎢鈦鉭固熔體、鎢鈦固熔體、鉭铌固熔體、及前述的組合。
如請求項1所述的正溫度係數過電流保護元件，其中，該導電性碳顆粒是碳黑。
如請求項1所述的正溫度係數過電流保護元件，其中，該基礎聚烯烴及該強化聚烯烴為聚乙烯。