專利名稱：：正溫度系數(shù)的組合物和相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明包括與導(dǎo)電組合物有關(guān)的實(shí)施方案。本發(fā)明包括與制備導(dǎo)電組合物的方法有關(guān)的實(shí)施方案。
背景技術(shù)：
：導(dǎo)電組合物可用于多種應(yīng)用。能因溫度變化而變成電阻性的導(dǎo)電組合物可用于例如，電子設(shè)備、過電流保護(hù)裝置或電加熱器。在低溫時(shí)，所述導(dǎo)電組合物的電阻可以是低的并可允許大量的電流流經(jīng)組合物。當(dāng)溫度升至某一點(diǎn)，組合物的電阻率可大幅增大。電阻率對(duì)溫度的函數(shù)/曲線可具有正的斜率，并且在該溫度范圍內(nèi)該導(dǎo)電組合物可具有電阻的正溫度系數(shù)(PTCR)。當(dāng)溫度進(jìn)一步升高時(shí)，組合物的電阻率可隨溫度降低，并且該導(dǎo)電組合物可顯示電阻的負(fù)溫度系數(shù)(NTCR)。PTCR組合物可包含分散于烯烴類結(jié)晶聚合物基體中的導(dǎo)電填料(例如炭黑)，或者分散于半結(jié)晶或無定形聚合物基體中的硬金屬填料。在一些PTCR組合物中，PTCR效應(yīng)可與聚合物基體的熔融溫度有關(guān)。在另一些PTCR組合物中，聚合物和填料的熱膨脹系數(shù)之間的不匹配可51起導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的局部中斷，從而導(dǎo)致PTCR效應(yīng)。諸如聚合物性質(zhì)和加熱歷程(thermalhistory)等因素可影響組合物的電性質(zhì)。因?yàn)橹辽偌訜釟v程可改變，所以所述性質(zhì)可以是不可重復(fù)的?？晒┻x擇的PTCR材料可包括可通過添加摻雜劑而使其成為半導(dǎo)電的多晶陶瓷材料。基于陶瓷的材料必須燒結(jié)形成電制品，以及可能不能加工成具有所需形狀、機(jī)械性質(zhì)、或者所需形狀和機(jī)械性質(zhì)兩者的制品。7可令人期望的是，具有與目前可獲得的組合物不同的電性質(zhì)和加工性的導(dǎo)電組合物?？善谕哂?，用與目前可獲得的那些方法不同的方法來制備的導(dǎo)電組合物。
發(fā)明內(nèi)容在一種實(shí)施方案中，提供了一種組合物。該組合物包括分散于聚合物基體中的填料。該填料在一溫度范圍內(nèi)是導(dǎo)電的，并且所述填料具有居里溫度。該組合物具有閾值溫度(triptemperature),在所述閾值溫度時(shí)組合物的電阻隨溫度升高而升高，而組合物的閾值溫度取決于填料的居里溫度。所述聚合物基體或填料之一或二者的性質(zhì)決定了填料在聚合物基體中的存在量。在一實(shí)施方案中，提供了一種方法。該方法包括將填料分散于聚合物基體中從而形成組合物。該填料是導(dǎo)電的且具有居里溫度。該組合物具有閾值溫度，并且該組合物的電阻隨溫度的升高而升高，至少直至溫度高于所述閾值溫度。該方法包括根據(jù)填料的居里溫度和填料的存在量之一或二者選擇填料，以調(diào)節(jié)組合物的閾值溫度。在一實(shí)施方案中，提供了一種組合物。該組合物包含聚合物基體。分散于聚合物基體中的是組合物的正溫度系數(shù)閾值溫度的調(diào)節(jié)物(tuningmeans)。征或性質(zhì)。圖1為填料的電阻作為溫度升高的函數(shù)的圖示。圖2為組合物的電阻作為溫度升高的函數(shù)的圖示。圖3為摻雜的鈦酸鋇填料的燒結(jié)過程曲線。圖4為電阻作為溫度的函數(shù)的圖示。圖5為電阻作為溫度的函數(shù)的圖示。圖6為電阻作為溫度的函數(shù)的圖示。圖7為電阻作為溫度的函數(shù)的圖示。圖8為電阻作為溫度的函數(shù)的圖示。圖9為電阻作為溫度的函數(shù)的圖示。具體實(shí)施例方式本發(fā)明包括與導(dǎo)電組合物有關(guān)的實(shí)施方案。本發(fā)明包括與制備導(dǎo)電組合物的方法有關(guān)的實(shí)施方案。在下面的說明書和所附的權(quán)利要求書中，將參考許多具有下面含義的術(shù)語。單數(shù)形式的"一個(gè)(a)"，"一種(an)"和"該(the)"包括復(fù)數(shù)的指示物，除非上下文中另外清楚地說明。用于整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中的近似表達(dá)可應(yīng)用于修飾任何數(shù)量表達(dá)，可允許所述數(shù)量表達(dá)的變化而不導(dǎo)致與其相關(guān)的基礎(chǔ)功能的改變。因此，諸如"約"等術(shù)語修飾的數(shù)值不限定于所指定的精確值。在某些情形，近似表達(dá)可對(duì)應(yīng)于儀器測(cè)量該數(shù)值的精度。類似地，"不含"可與術(shù)語聯(lián)用，且可包含微不足道的數(shù)量或者痕量但仍然認(rèn)為不含所修飾的術(shù)語。本文所用術(shù)語"可"和"可以是"說明在一組情況中出現(xiàn)的可能性；擁有具體的性質(zhì)、特性或功能的可能性；和/或另一動(dòng)詞通過表達(dá)與所修飾的動(dòng)詞關(guān)聯(lián)的能力、性能或可能性中的一種或多種來限定。因此，"可"和"可以是"的使用說明所修飾的術(shù)語對(duì)于指出的性能、功能或用途是表觀上適當(dāng)?shù)?、可能的、或者合適的，盡管考慮到在某些情形中所修飾的術(shù)語有時(shí)不是適當(dāng)?shù)?、可能的、或者合適的。例如，在某些情形下事件或性能是預(yù)期會(huì)出現(xiàn)的，然而在另一些情形下事件或性能不會(huì)出現(xiàn)一通過術(shù)語"可"和"可以是"抓住了該區(qū)別。本發(fā)明在一種實(shí)施方案中提供了組合物。該組合物包含分散于聚合物基體中的填料。該填料在一定的溫度范圍(T,)內(nèi)可以是導(dǎo)電的。導(dǎo)電性可以是當(dāng)在材料上施加電勢(shì)差時(shí)測(cè)量其傳導(dǎo)電流的能力。本文中所用的填料是導(dǎo)電的，除非表述或者上下文另外指出。本文中所用的導(dǎo)電填料可以是指高導(dǎo)電性的填料或者半導(dǎo)電性的填料。在某些實(shí)施方案中，該填料在其自然形式時(shí)可以是導(dǎo)電的。在替換的實(shí)施方案中，可將一種或多種摻雜劑加至填料中來使其導(dǎo)電。填料可用居里溫度來表征，并且可具有鐵電性質(zhì)、壓電性質(zhì)或者鐵電性質(zhì)和壓電性質(zhì)二者。鐵磁填料的居里溫度為這樣的溫度，在該溫度上鐵磁填料失去其特有的鐵磁能力(即在沒有外加磁場(chǎng)時(shí)擁有凈(自發(fā))磁化的能力)。壓電填料的居里溫度為這樣的溫度，在該溫度上材料可失去其自發(fā)極化和壓電性質(zhì)。9合適的填料可包括陶瓷材料。陶瓷材料可以是部分或完全無機(jī)的。在一實(shí)施方案中，該陶瓷材料可包括金屬氧化物，混合的金屬氧化物，或者金屬氧化物與混合的金屬氧化物二者。該陶瓷材料中的金屬氧化物或混合的金屬氧化物可源于堿土金屬、過渡金屬或后過渡金屬中的一種或多種。金屬陶瓷(其為基于金屬的陶瓷)為一些實(shí)施方案中的合適陶瓷材料。合適的堿土金屬可包括鋇(Ba)、鈹(Be)、鈣(Ca)、鎂(Mg)、鐳(Ra)或鍶(Sr)中的一種或多種。合適的過渡金屬可包括鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鈧(Sc)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鎢(W)、錳(Mn)、锝(Tc)、錸(Re)、鐵(Fe)、釕(Ru)、鋨(Os)、鈷(Co)、銠(Rh)、銥(Ir)、鎳(Ni)、釔(Pd)、柏(Pt)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、鋅(Zn)、鎘(Cd)或釔(Y)中的一種或多種。合適的后過渡金屬可包括鋁(A1)、銻(Sb)、鉍(Bi)、鎵(Ga)、鍺(Ge)、銦(In)、鉛(Pb)、釙(Po)、鉈(Th)或錫(Sn)中的一種或多種。在一實(shí)施方案中，所述填料可包括源于下面的金屬氧化物或混合的金屬氧化物鋇、4丐、鎂、鉛、鍶、鈦、錫、鋯或鉿中的一種或多種，或者其兩種或更多種的組合。在一實(shí)施方案中，所述填料可包括具有式(I)結(jié)構(gòu)的混合的金屬氧化物(I)AB03其中"A，，可包括一種或多種二價(jià)金屬如鋇、鈣、鉛、鍶、鎂或鋅；以及"B，，可包括一種或多種四價(jià)金屬如鈦、錫、鋯或鉿。在一實(shí)施方案中，所述填料可包括具有式(II)結(jié)構(gòu)的混合的金屬氧化物(II)Ba(1—x)AxTi(1-y)By03其中"A，，可包括一種或多神不同于鋇的二價(jià)金屬，例如鉛、鈣、鍶、鎂或鋅；"B，，可包括一種或多種不同于鈦的四價(jià)金屬，例如錫、鋯或鉿；以及"x"和"y，，每次出現(xiàn)時(shí)可獨(dú)立地或?yàn)?或?yàn)?。在一實(shí)施方案中，"x"和"y，，可以為0。在一實(shí)施方案中，"x，，和"y"每次出現(xiàn)時(shí)可獨(dú)立地為約0.1的分?jǐn)?shù)。在一實(shí)施方案中，"x，，和"y，，每次出現(xiàn)時(shí)可獨(dú)立地為約0.10.25的分?jǐn)?shù)。在一實(shí)施方案中，"x，，和"y"每次出現(xiàn)時(shí)可獨(dú)立地為約0.250.5的分?jǐn)?shù)。在一實(shí)施方案中，"x，，和"y，，每次出現(xiàn)時(shí)可獨(dú)立地為約0.5~0.75的分#1。在一實(shí)施方案中，"x，，和"y，，每次出現(xiàn)時(shí)可獨(dú)立地為約0.751的分^:。在一實(shí)施方案中，"x，，和"y"每次出現(xiàn)時(shí)可獨(dú)立地為大于約1.0的分?jǐn)?shù)。在所述二價(jià)或四價(jià)金屬可作為雜質(zhì)存在的實(shí)施方案中，數(shù)值"x"和"y"可以是小的，例如，小于0.1。在一些實(shí)施方案中，所述二價(jià)或四價(jià)金屬可以較高水平引入從而提供相當(dāng)量可確認(rèn)的化合物如鋇-鈣鈦酸鹽，鋇-鍶鈦酸鹽，鋇鈦酸鹽-鋯酸鹽等，數(shù)值"x"和"y，，可以是大于約0.1。在一些實(shí)施方案中，鋇或鈦完全被適當(dāng)價(jià)態(tài)的供選擇金屬所替換，從而提供類似于鈦酸鉛或者鋯酸鋇的其它化合物，數(shù)值"x，，或者"y，，可以是等于約1.0。在一實(shí)施方案中，混合的金屬氧化物可以具有多重部分取代鋇或鈦。此類多重部分取代組合物的實(shí)例可以用下式(ni)的結(jié)構(gòu)來表示(III)Ba(!-由)PbxCatSruO'TV"-w)SnyZrvHfw02其中"t"、"u"、"v"、"w"、"x"、"y，，可以獨(dú)立地為約0約1范圍內(nèi)的數(shù)。在一實(shí)施方案中，所述填料可包括鈦酸鋇、鈦酸鉛、鈦酸鍶、鈦酸鋇鍶、鈦酸鋇鉛、鈦酸鋇錫、鈦酸鍶鉛、鈦酸鍶錫、鈦酸鉛錫中的一種或多種，或者其兩種或更多種的組合。在一實(shí)施方案中，該填料可基本上由鈦酸鋇組成。在某些實(shí)施方案中，基于鈦酸鋇的填料可具有鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)。在一實(shí)施方案中，該填料可基本上由多晶鈦S吏鋇組成。該填料可包括多個(gè)顆粒。所述多個(gè)顆?？梢杂闷骄６取⒘６确植?、平均顆粒表面積、顆粒形狀或者顆粒橫截面幾何形狀中的一種或多種來表征。在一實(shí)施方案中，填料的平均粒度可以是小于約1納米。在一實(shí)施方案中，填料的平均粒度可以是約1納米至約10納米，約10納米至約25納米，約25納米至約50納米，約50納米至75納米，或者約75納米至約100納米。在一實(shí)施方案中，填料的平均粒度可以是約0.1微米至約0.5微米，約0.5微米至約1微米，約1微米至約5微米，約5微米至約10微米，約10微米至約25微米，或者約25微米至約50微米。在一實(shí)施方案中，填料的平均粒度可以是約50微米至約100微米，約100微米至約200微米，約200微米至約400微米，約400微米至約600微米，約600微米至約800微米，或者約800微米至約1000微米。在一實(shí)施方案中，填料的平均粒度可以是大于約1000微米?？苫谟糜谥苽漕w粒的方法來選擇填料顆粒的形態(tài)使其包括形狀和橫截面幾何形狀。在一實(shí)施方案中，填料顆?？梢允乔驙睢魻?、管狀、薄片狀、纖維狀、盤狀或須狀，或者包括它們的兩種或更多種的組合的眾多形狀的一部分。在一實(shí)施方案中，顆粒的截面幾何形狀可以是圓形、橢圓形、三角形、矩形或多邊形中的一種或多種。在一實(shí)施方案中，該填料可以基本上ii由^求形顆粒組成。在一實(shí)施方案中，在并入組合物之前或者在并入組合物之后，所述填料可以是聚集體或者附聚體。聚集體可包括多于一個(gè)的相互物理接觸的填料顆粒，而附聚體可包括多于一個(gè)的相互物理接觸的聚集體。在一些實(shí)施方案中，填料顆粒可以不是強(qiáng)烈附聚和/或聚集的，這樣使得顆?？上鄬?duì)容易地分散于聚合物基體中。填料顆?？山?jīng)機(jī)械或化學(xué)加工來改善填料在聚合物基體中的分散性。在一實(shí)施方案中，填料在分散于聚合物基體中之前可進(jìn)行機(jī)械加工例如高剪切混合。在一實(shí)施方案中，填料顆粒在分散于聚合物基體中之前可進(jìn)行化學(xué)處理?；瘜W(xué)處理可包括從填料顆粒的一個(gè)或多個(gè)表面上除去極性基團(tuán)來減少聚集體和/或附聚體的形成。極性基團(tuán)可包括羥基和表面胺?；瘜W(xué)處理還可包括用官能團(tuán)來官能化填料顆粒的一個(gè)或多個(gè)表面，所述官能團(tuán)可改善填料與聚合物基體之間的相容性，或減少聚集體和/或附聚體的形成，或者同時(shí)改善填料與聚合物基體之間的相容性和減少聚集體和/或附聚體的形成。合適的表面官能團(tuán)可包括硅烷、鈦酸鹽、鋯酸鹽中的一種或多種、或者其兩種或更多種的組合。陶瓷填料顆?？捎上铝蟹椒ㄖ械囊环N或多種來制備水熱法，固態(tài)反應(yīng)法，溶膠一凝膠法，以及沉淀和后續(xù)煅燒法，例如基于草酸鹽的方法。在一實(shí)施方案中，基于鈦酸鋇的顆?？捎米魈盍希⑶以摶阝佀徜^的顆?？衫盟疅岱ㄖ苽?。水熱法可包括在含水環(huán)境中混合鋇源和4t源從而形成水熱反應(yīng)混合物，將其保持在高溫下。鋇可與鈦反應(yīng)生成鈦酸鋇顆粒，該鈦酸鋇顆?？杀３址稚⒂诤h(huán)境從而形成漿料。洗滌顆粒以從水熱過程中除去多余的鋇離子，同時(shí)保持在漿料中。漿料中的顆?？蛇M(jìn)行進(jìn)一步加工步驟(例如，干燥和/或熱處理)和/或保持在漿料中直至涂敷工藝。當(dāng)以水熱方式形成鈦酸鋇固體溶液顆粒時(shí)，包含適當(dāng)?shù)亩r(jià)或四價(jià)金屬的源也可加至水熱反應(yīng)混合物中。某些水熱方法可用于制備基本上球形的基于鈦酸鋇的顆粒，其具有小于l微米的粒度和均勻的粒度分布。任選地，填料可包括并入、表面沉積或者涂敷在其上的摻雜劑。摻雜劑可包含能供給陶瓷材料所需的電性質(zhì)、機(jī)械性質(zhì)、或者電性質(zhì)和機(jī)械性質(zhì)二者的金屬陽離子。該金屬陽離子可以氧化物、氫氧化物、或者氧化物和氫氧化物二者的形式存在。在一實(shí)施方案中，摻雜劑可包括稀土金屬、堿土金屬、過渡金屬或后過12渡金屬中的一種或多種陽離子。合適的稀土金屬可包括鑭系元素、錒系元素、或者鑭系元素和辨系元素二者。合適的鑭系元素可包括鑭、鈰、鐠、釹、钷、衫、銪、軋、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿或镥中的一種或多種。合適的堿土金屬可包括鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)或鐳(Ra)中的一種或多種。過渡金屬可包括鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鈧(Sc)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、4各(Cr)、鉬(Mo)、鴒(W)、錳(Mn)、锝(Tc)、4來(Re)、鐵(Fe)、釕(Ru)、鋨(Os)、鈷(Co)、銠(Rh)、銥(Ir)、鎳(Ni)、釔(Pd)、4白(Pt)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、鋅(Zn)、鎘(Cd)或釔(Y)中的一種或多種。合適的后過渡金屬可包括鋁(A1)、鎵(Ga)、銦(In)、錫(Sn)、鉈(Th)、鉛(Pb)、鉍(Bi)、鍺(Ge)、銻(Sb)或釙(Po)中的一種或多種。在一實(shí)施方案中，所述摻雜劑可包括鑭、鈮、銻、鈧、釔、釹、釤或錳中的一種或多種陽離子。在一實(shí)施方案中，該摻雜劑可基本上由鑭陽離子組成。在一實(shí)施方案中，該摻雜劑可基本上由銻陽離子組成。在一實(shí)施方案中，該摻雜劑可基本上由鈮陽離子組成。在一實(shí)施方案中，該摻雜劑可基本上由^t尼和錳陽離子二者組成。在一實(shí)施方案中，可用包含一種或多種摻雜劑材料的溶液涂敷陶瓷顆粒的表面來將摻雜劑加至陶瓷材料中。在一實(shí)施方案中，可用多種摻雜劑溶液涂敷陶瓷顆粒的表面來將摻雜劑加至陶瓷材料中。在一實(shí)施方案中，可通過簡(jiǎn)單混合或球磨混合(ballmixing)來將摻雜劑加至陶瓷材料中。摻雜劑可基本上存在于陶瓷顆粒的表面上或者可并入陶瓷顆粒的間隙中。摻雜劑的存在量按填料計(jì)可以是大于約0.1原子％。在一實(shí)施方案中，摻雜劑的存在量按填料計(jì)可以是約0.1原子％至約0.2原子％,約0.2原子％至約0.25原子％,約0.25原子％至約0.5原子％,或者約0.5原子％至約1原子％。在一實(shí)施方案中，摻雜劑的存在量按填料計(jì)可以是約1原子％至約2原子％，約2原子％至2.5原子％,約2.5原子％至約3原子％，約3原子％至約4原子％,或者約4原子％至約5原子％。在一實(shí)施方案中，摻雜劑的存在量按填料計(jì)可以是大于約5原子％。在一實(shí)施方案中，摻雜劑的存在量按填料計(jì)可以是約0.1原子％至約0.5原子％。填料的電性質(zhì)可用下列的一種或多種來表征居里溫度，室溫電阻，電阻的正溫度系數(shù)，電阻的正溫度系K強(qiáng)度(positivetemperaturecoefficientofresistanceintensity)或者最大電阻。圖1通過將填料的電阻變化以溫度的函數(shù)作圖來圖示了填料的不同電性質(zhì)(曲線10)。在第一曲線12的初始部分，填料的電阻不隨溫度的升高發(fā)生顯著的變化，并且隨溫度的升高電阻有略樣丈的降低。如第二曲線14中所示，在點(diǎn)20所指出的溫度時(shí)電阻急速增大。繪制曲線12和14的切線得到居里溫度值20(Tc)。Tc溫度20對(duì)應(yīng)于第一曲線12的切線與第二曲線14的切線的交點(diǎn)。如曲線16所示，在另一溫度點(diǎn)22時(shí)填料電阻達(dá)到其最大值，并且該電阻達(dá)到幾乎穩(wěn)定的數(shù)值或者隨溫度升高略微下降。通過繪制曲線14和16的切線獲得拐點(diǎn)溫度22的數(shù)值。拐點(diǎn)溫度22對(duì)應(yīng)于曲線14和16的切線的交點(diǎn)。在圖1中，在室溫24時(shí)填料的電阻用參考號(hào)數(shù)30顯示，而在拐點(diǎn)溫度22處獲得的最大電阻用參考號(hào)數(shù)32顯示。最大電阻32對(duì)室溫電阻的比定義為電阻的正溫度系數(shù)強(qiáng)度(PTCR強(qiáng)度)。在一實(shí)施方案中，Tc溫度20可對(duì)應(yīng)于居里溫度。可由填料性質(zhì)例如填料類型、晶體結(jié)構(gòu)、摻雜劑的量等決定填料的電性質(zhì)。在一實(shí)施方案中，陶瓷、摻雜劑材料、或者填料材料和摻雜劑材料二者的類型決定了填料的電性質(zhì)。在一實(shí)施方案中，填料的居里溫度可以是小于約20°C。在一實(shí)施方案中，填料的居里溫度可以是約20。C至約40°C,約40。C至約60。C,約60。C至約80°C，約80。C至約100°C,或者約80。C至約120°C。在一實(shí)施方案中，填料的居里溫度可以是約12(TC至約140°C,約140。C至約160°C,約160。C至約180°C，或者約180。C至約200°C。在一實(shí)施方案中，填料的居里溫度可以是約20(TC至約220°C,約220。C至約240°C,約240。C至約260°C,約260。C至約280。C，或者約280。C至約300°C。在一實(shí)施方案中，填料的居里溫度可以是約30(TC至約320°C,約32(TC至約340°C,約34(TC至約360°C，約360。C至約380°C，或者約380。C至約400°C。在一實(shí)施方案中，利用ASTM-D4496方法并參考ASTM-D257方法可測(cè)量直徑20毫米和厚度2.5毫米的填料的電阻。在一實(shí)施方案中，填料的室溫電阻可以是小于約1千歐。在一實(shí)施方案中，填料的室溫電阻可以是約l千歐至約5千歐，約5千歐至約10千歐，約10千歐至約25千歐，約25千歐至約50千歐，約50千歐至約75千歐，或者約75千歐至約100千歐。在一實(shí)施方案中，填料的室溫電阻可以是大于約IOO千歐。在居里溫度時(shí)填料的電阻可以是大于室溫時(shí)填料的電阻。在一實(shí)施方案中，相差倍數(shù)為大于約1.5。在一實(shí)施方案中，在居里溫度時(shí)填料的電阻大于室溫時(shí)填料的電阻約1.5至約2倍，約2至約5倍，約5至約10倍，約10至約20倍，約20至約40倍，約40至約60倍，約60至約80倍，或者約80至約100倍。在一實(shí)施方案中，在居里溫度時(shí)填料的電阻大于室溫時(shí)填料的電阻約100倍以上?？纱嬖谟诰酆衔锘w.中的填料的量取決于聚合物基體或填料之一或二者的性質(zhì)。在一實(shí)施方案中，可存在于聚合物基體中的填料的量取決于聚合物基體的化學(xué)結(jié)構(gòu)，聚合物基體中的結(jié)晶量，聚合物基體的數(shù)均分子量，聚合物基體中是否存在支化或者聚合物基體中是否存在交聯(lián)。在一實(shí)施方案中，可存在于聚合物基體中的填料的量取決于填料尺寸、填料形狀、填料的化學(xué)性質(zhì)或者填料的電性質(zhì)中的一種或多種。在一實(shí)施方案中，填料的存在量按組合物重量計(jì)可以是小于約10wt%。在一實(shí)施方案中，填料的存在量按組合物重量計(jì)可以是約10wt。/。至約20wt%，約20wt。/。至約30wt%，約30wt。/。至約40wt%，或者約40wt。/。至約50wt%。在一實(shí)施方案中，填料的存在量按組合物重量計(jì)可以是約50wt%至約55wt%,約55wt。/。至約65wt%，約65wt。/。至約75wt%,約75wt。/o至約95城％，或者約95wt。/。至約99wt%。在一實(shí)施方案中，填料的存在量按組合物重量計(jì)可以是約75wt。/。至約90wt%。組合物可還包含一種或多種附加的導(dǎo)電填料。第二導(dǎo)電填料可以不具有固有的電阻的正溫度系數(shù)(PTCR)性質(zhì)，然而更確切地說只是導(dǎo)電的。所述第二導(dǎo)電填料可以是碳質(zhì)的。在一實(shí)施方案中，碳質(zhì)導(dǎo)電填料可包括炭黑、碳納米管、石墨中的一種或多種，或者其兩種或更多種的組合。用作第二導(dǎo)電填料的炭黑可包括以下的一種或多種可以商品名CONDUCTEX⑧購自ColumbianChemicals的炭黑；可以商品名S.C.F.(SuperConductiveFurnace)和E.C.F.㊣(ElectricConductiveFurnace)從ChevronChemical獲得的乙炔黑；可以商品名VULCANXC72⑧和BLACKPEARLS從CabotCorp.獲得的炭黑；可以商品名PRINTEX㊣購自Degussa的炭黑；可以商品名ENSACO⑧得自Timcal的炭黑；或者可分別以商品名KETJENBLACKEC300⑧和EC600@購自AkzoCo.Ltd的炭黑。碳納米管可包括單壁碳納米管、多壁碳納米管等。在一實(shí)施方案中，碳納米管的長(zhǎng)徑比可以是大于或等于約2。在一實(shí)施方案中，碳納米管的長(zhǎng)徑比可以是大于或等于約100。在另一實(shí)施方案中，碳納米管的長(zhǎng)徑比可以是15大于或等于約1000。在一實(shí)施方案中，碳納米管的平均直徑可以是約2納米至約500納米。在一實(shí)施方案中，碳納米管的平均直徑可以是約5納米至約100納米。在一實(shí)施方案中，碳納米管的平均直徑可以是約10納米至約70納米。石墨纖維可通過瀝青或者聚丙烯腈(PAN)類纖維的高溫分解來獲得。平均直徑為約1微米至約30微米和平均長(zhǎng)度為約0.5毫米至約2厘米的石墨纖維可用作第二導(dǎo)電填料。第二導(dǎo)電填料可以是金屬顆粒、涂敷金屬的填料、或者金屬顆粒和涂敷金屬的填料二者。合適的金屬填料包括銀、釩、鴒、鎳等中的一種或多種，或者其兩種或多種的組合。金屬合金也可用作組合物中的第二導(dǎo)電填料。合適的金屬合金包括不銹鋼、釹鐵硼(NdFeB)、釤鈷(SmCo)、鋁鎳鈷(AlNiCo)、硼化鈦(TiB2)或者其兩種或多種的組合。在一實(shí)施方案中，已用一層固體導(dǎo)電金屬的粘結(jié)層涂敷其表面的相當(dāng)一部分的絕緣的非金屬填料可用作第二導(dǎo)電填料。涂敷一層固體導(dǎo)電金屬的絕緣的非金屬填料為"涂敷金屬的填料"。導(dǎo)電金屬(例如鋁、銅、鎂、鉻、錫、鎳、銀、鐵、鈦等，或者其兩種或多種的組合)可用于涂敷絕緣的非金屬填料。絕緣的非金屬填料可包括硅石粉末，例如熔凝硅石和結(jié)晶硅石，可進(jìn)一步鈍化和相容化的膠態(tài)硅石；硼-氮化物粉末；硼-硅酸鹽粉末；礬土；氧化鎂(或鎂氧)；硅灰石，包括表面處理的硅灰石；硫酸鈣(其無水形式、二水合物或三水合物)；碳酸鈣，包括白堊、石灰石、大理石和合成沉淀碳酸鈣，通常以磨碎顆粒的形式；滑石，包括纖維狀的、模塊的(modular)、針形、層狀滑石；玻璃球如中空和實(shí)心玻璃球；高嶺土，包括硬高嶺土、軟高嶺土、煅燒高嶺土；云母；長(zhǎng)石；硅酸鹽球；煙灰；煤胞；惰性硅酸鹽微球；鋁硅酸鹽(鎧裝球(armosphere));天然硅砂；石英；石英巖；，珍珠巖；硅藻石；硅藻土；合成硅石等中的一種或多種，或者包含至少一種前述基質(zhì)的組合。所有前述的絕緣填料可涂敷上一層金屬材料以用作第二導(dǎo)電填料。第二導(dǎo)電填料可以小于逾滲極限(percolationlimit)的量存在。逾滲極限是這樣的第二導(dǎo)電填料濃度，高于該濃度時(shí)填料可提供經(jīng)過組合物的連續(xù)的導(dǎo)電通路。在一實(shí)施方案中，第二導(dǎo)電填料的存在量按組合物重量計(jì)可為小于約25wt%。在一實(shí)施方案中，第二導(dǎo)電填料的存在量按組合物重量計(jì)可為約1wt。/。至約2wt%，約2wt。/。至約5wt%,約5wt。/。至約10wt%,或者16約10wt。/。至約25wt%。在一實(shí)施方案中，第二導(dǎo)電填料的平均粒度可以是小于約l纟內(nèi)米。在一實(shí)施方案中，第二導(dǎo)電填料的平均粒度可以是約1納米至約IO納米，約10納米至約25納米，約25納米至約50納米，約50納米至約75納米，或者約75納米至約100納米。在一實(shí)施方案中，第二導(dǎo)電填料的平均粒度可以是約0.1微米至約0.5微米，約0.5微米至約1微米，約1微米至約5微米，約5微米至約10微米，約10微米至約25微米，或者約25微米至約50微米。在一實(shí)施方案中，第二導(dǎo)電填料的平均粒度可以是約50微米至約100微米，約100微米至約200微米，約200微米至約400微米，約400微米至約600微米，約600微米至約800微米，或者約800微米至約1000微米。在一實(shí)施方案中，第二導(dǎo)電填料的平均粒度為大于約IOOO微米。聚合物基體可包括無定形聚合物、熱塑性聚合物、有機(jī)聚合物中的一種或多種，或者其兩種或更多種的組合。合適的聚合物基體可包括結(jié)晶聚合物、熱固性聚合物、無機(jī)聚合物中的一種或多種，或者其兩種或多種的組合。合適的有機(jī)聚合物在主鏈中可包含碳-碳鍵(如聚烯烴)或者碳-雜原子-碳鍵(如聚醚、聚酯等)。合適的無機(jī)聚合物可包括與碳-碳鍵或者碳-雜原子-碳鍵不同的主鏈鍵，例如，聚硅氧烷中的硅-氧-硅鍵。在一實(shí)施方案中，聚合物基體基本上由有機(jī)聚合物組成。合適的無定形聚合物可包括小于約5wt。/。的結(jié)晶重量分?jǐn)?shù)。合適的無定形聚合物可包括小于約2城％的結(jié)晶重量分?jǐn)?shù)。合適的無定形聚合物可包括小于約1wt。/。的結(jié)晶重量分?jǐn)?shù)。合適的無定形聚合物可包括小于約0.5wt%的結(jié)晶重量分?jǐn)?shù)。合適的無定形聚合物可包括小于約0.1Wtn/。的結(jié)晶重量分?jǐn)?shù)。合適的結(jié)晶聚合物可包括大于約5wt。/。的結(jié)晶重量分?jǐn)?shù)。合適的結(jié)晶聚合物可包括大于約10wt。/。的結(jié)晶重量分?jǐn)?shù)。合適的結(jié)晶聚合物可包括大于約25wt。/。的結(jié)晶重量分?jǐn)?shù)。合適的結(jié)晶聚合物可包括大于約50wt。/。的結(jié)晶重量分?jǐn)?shù)。合適的結(jié)晶聚合物可包括大于約75wt。/。的結(jié)晶重量分?jǐn)?shù)。在一實(shí)施方案中，聚合物基體基本上由無定形聚合物組成。"熱固性聚合物"當(dāng)首先在壓力下受熱時(shí)固化，以及其后在未破壞原始性質(zhì)的條件下不可熔融或^t塑。合適的熱固性聚合物材料可包括以下的一種或多種環(huán)氧化合物，酚醛塑料，三聚氰胺，尿素塑料，聚氨酯，聚硅氧烷，或者包含合適的可交聯(lián)官能部分的聚合物。熱塑性聚合物具有重復(fù)受熱時(shí)軟化和冷卻時(shí)硬化的大分子結(jié)構(gòu)。熱塑性聚合物材料的說明性實(shí)例包括以下的一種或多種源于烯烴的聚合物，例如，聚乙烯、聚丙烯，及其共聚物；源于聚曱基戊烷的聚合物，例如，聚丁二烯，聚異戊二烯，及其共聚物；不飽和羧酸和其官能化衍生物的聚合物，例如，丙烯酸類聚合物如聚(丙烯酸烷基酯)，聚(曱基丙烯酸烷基酯)，聚丙烯酰胺，聚丙烯腈，及聚丙烯酸；鏈烯基芳族聚合物，例如聚苯乙烯，聚(a-曱基苯乙烯)，聚乙烯基曱苯，及橡膠改性的聚苯乙烯；聚酰胺，例如，尼龍-6,尼龍-66，尼龍-11,及尼龍-12;聚酯，例如，聚(亞烷基二羧酸酯)，具體是聚(對(duì)苯二曱酸乙二醇酯)(以下有時(shí)稱為"PET"),聚(對(duì)苯二曱酸1,4-丁二醇酯)(以下有時(shí)稱為"PBT"),聚(對(duì)苯二甲酸丙二醇酯)(以下有時(shí)稱為"PTT")，聚(萘二曱酸乙二醇酯)(以下有時(shí)稱為"PEN"),聚(萘二甲酸丁二醇酯)(以下有時(shí)稱為"PBN")，聚(對(duì)苯二曱酸環(huán)己烷二曱醇酯)，聚(對(duì)苯二曱酸環(huán)己烷二曱醇-共-乙二醇酯)(以下有時(shí)稱為"PETG"),及聚(1，4-環(huán)己烷二羧酸-1,4-環(huán)己烷二甲酯)(以下有時(shí)稱為"PCCD")，及聚(亞烷基芳烴二酸酯)；聚碳酸酯；共聚碳酸酯；共聚酯碳酸酯；聚砜；聚酰亞胺；聚亞芳基硫醚；聚硫化硫砜；以及聚醚例如聚亞芳基醚，聚苯醚，聚醚砜，聚醚酰亞胺，聚醚酮，聚醚醚酮；或者它們的共混物或共聚物。在一實(shí)施方案中，所述聚合物基體基本上由熱塑性聚合物組成。在一實(shí)施方案中，所述聚合物基體基本上由聚酰胺、聚苯乙烯、聚烷基丙烯酸酯、聚酯、聚醚酰亞胺或聚碳酸酯組成。聚合物基體的平均分子量取決于以下的一種或多種所需的組合物最終用途性質(zhì)，組合物加工過程中所用的條件，或者組合物的不同組分之間的相容程度。在一實(shí)施方案中，聚合物基體的數(shù)均分子量可以是大于約104克/摩爾。在一實(shí)施方案中，聚合物基體的數(shù)均分子量可以是約104克/摩爾至約5xl()4克/摩爾，約5乂104克/摩爾至約105克/摩爾，約105克/摩爾至約2.5x105克/摩爾，約2.5xl0S克/摩爾至約5xl()S克/摩爾，或者約5乂105克/摩爾至約106克/摩爾。在一實(shí)施方案中，聚合物基體的數(shù)均分子量為大于約106克/摩爾。任選地，組合物可包括一種或多種添加劑。所述添加劑可包括以下的一種或多種流動(dòng)調(diào)節(jié)劑，改性劑，載體溶劑，粘度改性劑，助粘劑，紫外吸收劑，阻燃劑或者增強(qiáng)填料。組合物具有閾值溫度(TTOP)，在該溫度時(shí)組合物電阻隨溫度升高而升高，以及組合物的閾值溫度可取決于填料的居里溫度。組合物可通過包括下面的一種或多種電性質(zhì)表征室溫電阻，電阻的正溫度系數(shù)，電阻的正溫度系數(shù)強(qiáng)度，或者最大電阻。圖2圖示了通過將組合物的電阻變化以溫度的函數(shù)作圖(曲線IOO)來區(qū)別組合物實(shí)施方案的電性質(zhì)。在第一曲線120的初始部分，組合物的電阻不隨溫度的升高發(fā)生太大的變化，并且隨溫度的升高電阻有略微的降低。如第二曲線140中所示，在點(diǎn)200所指出的溫度時(shí)電阻突然增大。溫度(Ttwp)200的值通過繪制曲線120和140的切線來獲得。溫度(TTWp)200對(duì)應(yīng)于曲線120的切線與曲線140的切線的交點(diǎn)。如曲線160所示，在拐點(diǎn)溫度220時(shí)組合物電阻達(dá)到了其最大值，并且該電阻達(dá)到幾乎穩(wěn)定的數(shù)值或者隨溫度升高略微下降。通過繪制曲線140和160的切線獲得拐點(diǎn)溫度220的數(shù)值。拐點(diǎn)溫度22對(duì)應(yīng)于曲線140和160的切線的交點(diǎn)。在圖2中，在室溫240(RT)時(shí)組合物的電阻用參考號(hào)數(shù)300顯示，而在溫度220時(shí)獲得的最大電阻用參考號(hào)數(shù)320顯示。最大電阻320對(duì)室溫電阻300的比定義為電阻的正溫度系數(shù)強(qiáng)度(PTCR強(qiáng)度)。在一實(shí)施方案中，在溫度220時(shí)組合物的電阻可隨溫度的增加而達(dá)到恒定的值。在一實(shí)施方案中，組合物的電阻可隨溫度的增加而減小，以及組合物可顯示電阻的負(fù)溫度系數(shù)。在一實(shí)施方案中，閾值溫度200(Ttop)可基于填料的居里溫度。在一實(shí)施方案中，組合物的閾值溫度可等于填料的居里溫度。組合物的閾值溫度可通過改變填料的居里溫度來調(diào)節(jié)或調(diào)整。在一實(shí)施方案中，可通過向填料添加鍶來降低填料的居里溫度和組合物的閾值溫度。在一實(shí)施方案中，可通過向填料添加鉛來升高填料的居里溫度和組合物的閾值溫度。在一實(shí)施方案中，組合物的閾值溫度(TTOP)可獨(dú)立于聚合物性質(zhì)或者特性。合適的組合物的閾值溫度可以是大于約20°C。在一實(shí)施方案中，組合物的閾值溫度可以是約20°C至約40°C，約40°C至約60°C，約60°C至約80°C,約8(TC至約IOO'C,或者約80。C至約120°C。在一實(shí)施方案中，組合物的閾值溫度可以是約12(TC至約140°C，約14(TC至約160°C,約16(TC至約180°C，或者約180。C至約200°C。在一實(shí)施方案中，組合物的閾值溫度可以是約20(TC至約220°C,約220。C至約240°C,約24CTC至約260°C,約260。C至約280。C,或者約280。C至約300°C。在一實(shí)施方案中，組合物的閾值溫度可以是約300。C至約320°C,約320。C至約340°C,約340。C至約360°C,約360。C至約380°C，或者約380。C至約400。C。填料的特性和填料的量可影響組合物的室溫電阻。在某些實(shí)施方案中，在不改變閾值溫度的情況下通過填料量的相應(yīng)變化來獲得所需的室溫電阻。填料量的增加可導(dǎo)致組合物的室溫電阻的增加，而填料量的減少可導(dǎo)致組合物的室溫電阻的減少。在一實(shí)施方案中，組合物的室溫電阻可以是小于約1兆歐。在一實(shí)施方案中，組合物的室溫電阻可以是約1兆歐至約5兆歐，約5兆歐至約10兆歐，約10兆歐至約25兆歐，約25千歐至約50兆歐，約50兆歐至約75兆歐，或者約75兆歐至約100兆歐。在一實(shí)施方案中，組合物的最大電阻(320)可以獨(dú)立于聚合物性質(zhì)或者特性，以及可取決于填料的一種或多種特性。也可通過改變填料特性或填料量來改變PTCR強(qiáng)度或者最大電阻對(duì)室溫電阻之比。在一實(shí)施方案中，可通過改變組合物的最大電阻來改變PTCR強(qiáng)度?？刂平M合物的室溫電阻提供了對(duì)PTCR強(qiáng)度的控制的可能。在某些實(shí)施方案中，可在不改變闊值溫度的情況下通過改變填料量和改變室溫電阻來獲得所需的PTCR強(qiáng)度。在閾值溫度時(shí)組合物的電阻可以大于在室溫時(shí)組合物的電阻約1.5倍以上。在一實(shí)施方案中，在閾值溫度時(shí)組合物的電阻大于在室溫時(shí)組合物的電阻約1.5至約2倍，約2至約5倍，約5至約10倍，約10至約20倍，約20至約40倍，約40至約60倍，約60至約80倍，或者約80至約100倍。在一實(shí)施方案中，在閾值溫度時(shí)組合物的電阻大于在室溫時(shí)組合物的電阻約100至約200倍，約200至約400倍，約400至約600倍，約600至約800倍，或者約800至約1000倍。在一實(shí)施方案中，在閾值溫度時(shí)組合物的電阻大于在室溫時(shí)組合物的電阻約1000倍以上。除了所述電性質(zhì)以外，組合物可用以下的一種或多種來表征模量，韌性，斷裂應(yīng)變(strainatbreak),拉伸強(qiáng)度，導(dǎo)熱性，耐化學(xué)品性，抗刮性，阻燃性，粘度和/或可加工性。取決于組合物所面對(duì)的加工條件和最終用途應(yīng)用，組合物的熔體粘度可進(jìn)行調(diào)節(jié)。組合物的熔體粘度可通過以下的一種或多種來調(diào)整聚合物分子量，在組合物中填料的重量分?jǐn)?shù)，或者流動(dòng)提高稀釋劑。在一實(shí)施方案中，在1500秒-'剪切速率時(shí)組合物的熔體粘度可以為小于約10巾自.秒。在一實(shí)施20方案中，在1500秒"剪切速率時(shí)組合物的熔體粘度可以為約10帕.秒至約50帕.秒，約50帕.秒至約100巾自.秒，約100帕.秒至約250巾自.秒，約250巾白.秒至約500巾自.秒，或者約500帕.秒至約1000帕.秒。在一實(shí)施方案中，在1500秒_1剪切速率時(shí)組合物的熔體粘度可以為大于約1000帕.秒。在一實(shí)施方案中，組合物可通過下面的一種或多種來加工注塑，吹塑，串聯(lián)模塑，擠出，或者壓-注成型。在一實(shí)施方案中，組合物可通過模塑方法制成任何所需形狀或尺寸的制品。在一實(shí)施方案中，在成型最終用途制品的過程中組合物未進(jìn)行燒結(jié)。在一實(shí)施方案中，提供了制備組合物的方法。該方法可包括將填料分散于聚合物基體中以形成組合物。該填料可以是導(dǎo)電的且可以具有居里溫度。該組合物可具有閾值溫度，以及組合物的電阻可隨溫度增至高于所述閾值溫度。該方法也可包括通過改變填料量來調(diào)節(jié)室溫電阻或者PTCR強(qiáng)度?？赏ㄟ^熔融共混、溶液共混、或者熔融共混和溶液共混二者來加工聚合物基體、填料和任選的其它第二導(dǎo)電填料。組合物的熔融共混可涉及使用以下的一種或多種剪切力，拉伸力，壓縮力，超聲能量，電磁能，或者熱能。熔融共混可在這樣的加工設(shè)備中進(jìn)行，在該加工設(shè)備中可通過以下的一種或多種施加前述的各種力單螺桿，多螺桿，嚙合同向旋轉(zhuǎn)或反向旋轉(zhuǎn)螺桿，非嚙合式同向旋轉(zhuǎn)或反向旋轉(zhuǎn)螺桿，往復(fù)式螺桿，帶銷螺桿，帶銷機(jī)筒，輥，柱塞，或者螺旋轉(zhuǎn)子。涉及前述力的熔融共混可在以下的一種或多種中進(jìn)行單或多螺桿擠出才幾，Buss才覺^N幾，Henschel，Helicone,Ross';昆合才幾，Banbury，開煉沖幾，才莫塑機(jī)如注塑機(jī)，真空成型機(jī)，吹塑機(jī)，等。在炫融或溶液共混聚合物基體和導(dǎo)電填;阡的過程中，在約0.01至約10千瓦小時(shí)/千克(kwhr/kg)范圍內(nèi)的特定能量可賦予該組合物。在一實(shí)施方案中，在進(jìn)料至設(shè)備如^^出機(jī)或者Buss攪拌機(jī)之前，可將粉料、粒料、片材等形式的聚合物基體先與導(dǎo)電填料組分在Henschel或者開煉機(jī)中干混。在另一實(shí)施方案中，導(dǎo)電填料組分可以母料的形式引入熔融共混設(shè)備中。在此類方法中，母料可在聚合物基體的進(jìn)料口或下游或者前述二者處引入熔融共混設(shè)備中。在一實(shí)施方案中，可使用母料。在一實(shí)施方案中，在母料中導(dǎo)電填料的存在量按母料總重量計(jì)可以是大于約1Wt%。在一實(shí)施方案中，在母料中導(dǎo)電填料的存在量按母料總重量計(jì)可以是約1Wt。/。至約5Wt%，約5Wt。/。至約10wt%,約10wt。/。至約20wt%,約20wt。/。至約30wt%，約30wt。/。至約50wt%。在一實(shí)施方案中，在母料中導(dǎo)電填料的存在量按母料總重量計(jì)可以是大于約50wt%。第二導(dǎo)電填料組分也可以母料形式加至組合物中。溶液共混還可使用額外的能量如剪切、壓縮、超聲振動(dòng)等來促進(jìn)導(dǎo)電填料與聚合物基體的均質(zhì)化。在一實(shí)施方案中，可將聚合物基體懸浮于流體中然后連同導(dǎo)電填料引入至超聲發(fā)生器中，從而形成混合物。通過超聲能有效使導(dǎo)電填料顆粒分散于聚合物基體中的時(shí)間，可對(duì)該混合物進(jìn)行溶液共混。然后若需要可干燥、擠出和模塑該混合物。在一實(shí)施方案中，在超聲過程中流體可溶脹聚合物基體。溶脹有機(jī)聚合物可改善在溶液共混工藝中導(dǎo)電填料填充聚合物基體的能力并從而改善分散性。在一實(shí)施方案中，在溶液共混過程中可對(duì)導(dǎo)電填料和任選的添加劑連同聚合物前體一起超聲。聚合物前體可包括單體、二聚體、三聚體等中的一種或多種，其可反應(yīng)生成所需的聚合物基體。流體如溶劑可與導(dǎo)電填料和聚合物前體一起？1入超聲發(fā)生器中。超聲時(shí)間可以是有效促進(jìn)導(dǎo)電填料組分被聚合物前體包封的量。在包封之后，聚合物前體可聚合形成具有分散的導(dǎo)電填料的聚合物基體。溶劑可用于組合物的溶液共混中。溶劑可用作粘度改性劑，或者用以促進(jìn)導(dǎo)電填料組分的分散和/或懸浮?？墒褂靡簯B(tài)非質(zhì)子的極性溶劑，例如以下的一種或多種異丙醇碳酸酯，碳酸亞乙酯，丁內(nèi)酯，乙腈，千腈，硝基甲烷，硝基苯，環(huán)丁砜，二曱基曱酰胺，N-甲基吡咯烷酮等。可使用極性質(zhì)子溶劑，例如以下的一種或多種水，曱醇，乙腈，硝基曱烷，乙醇，丙醇，異丙醇，丁醇等。也可^[吏用其它非極性溶劑，例如以下的一種或多種苯，曱苯，二氯曱烷，四氯化碳，己烷，乙醚，四氫呋喃等。還可使用包含至少一種非質(zhì)子的極性溶劑和至少一種非極性溶劑的共溶劑。溶劑可在組合物的共混之前、之中和/或之后進(jìn)行揮發(fā)。若需要的話，可對(duì)具有聚合物基體和分散于聚合物基體的導(dǎo)電填料的組合物進(jìn)行多個(gè)共混和成型步驟。例如，組合物可先擠出并成型為粒料。然后該粒料可供料至模塑機(jī)，此處其可成型為其它所需形狀。作為選擇，來源于熔融共混機(jī)的組合物可成型為片材或線料，再進(jìn)行擠出后加工如退火、單軸22或者雙軸取向，或者深度拉伸。在一實(shí)施方案中，組合物可擠出或者注塑來形成制品。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案制備的組合物可成型為制品并用于一種或多種用電設(shè)備中。在一實(shí)施方案中，開路(circuit-opening)裝置可包括根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方案的制品。斷路裝置可以是指其可操作以響應(yīng)下面的一種或多種而斷開電^各的裝置電流，電壓，熱，或者施加電流或熱的時(shí)間。開3各可以是指這樣的電路，其對(duì)于流經(jīng)電路的電流可具有無限大的電阻或阻抗。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方案的制品可與電源電連接。電流可流經(jīng)電路和制品。流經(jīng)制品的電流可導(dǎo)致對(duì)制品加熱，并且產(chǎn)生的熱量可通過等式1211來確定，其中I為流經(jīng)組合物的電流而R為制品的電阻。產(chǎn)生的熱量也可以一定數(shù)量進(jìn)行耗散。產(chǎn)生熱量、產(chǎn)熱速度、熱耗散量或熱耗散速度中的一種或多種可取決于下面的一種或多種組合物的熱性質(zhì)(例如，比熱容，耗散常數(shù)等)，制品的幾何形狀(制品的表面積，制品中組合物的體積)，電流流經(jīng)電路的時(shí)間，或者環(huán)境條件(環(huán)境溫度，空氣流動(dòng)等)。在一實(shí)施方案中，制品中組合物的配置可以使得當(dāng)電流超過某一電流限值時(shí)，組合物中產(chǎn)熱速度可以大于熱耗散速度。過量熱量的產(chǎn)生可導(dǎo)致對(duì)組合物的加熱和使組合物的溫度升高。如果產(chǎn)生的熱量足以將組合物加熱至等于閾值溫度的溫度，則組合物的電阻可急劇增大。電阻的增大可減小流經(jīng)電路的電流和斷開電路。組合物可發(fā)生斷路(trip)的電流限值可取決于用電設(shè)備或者與制品電連接的系統(tǒng)的電流限值。在一實(shí)施方案中，該電流限值可以為約1毫安至約10毫安，約10毫安至約50毫安，約50毫安至約250毫安，約250毫安至約500毫安，或約500毫安至約1安培。在一實(shí)施方案中，所述電流限值可以為約1安培至約2安培，約2安培至約4安培，約4安培至約6安培，約6安培至約8安培，或者約8安培至約10安培。在一實(shí)施方案中，所述電流限值可以為約10安培至約20安培，約20安培至約50安培，約50安培至約75安培，約75安培至約150安培，或者約150安培至約200安培。在一實(shí)施方案中，所述電流限值可以為大于約200安培。制品的工作電壓也取決于電設(shè)備或者與制品電連接的系統(tǒng)的電壓限值。在一實(shí)施方案中，制品可配置成可在大于約12伏特的電壓時(shí)工作。在一實(shí)施方案中，制品可配置成可在大于約120伏特的電壓時(shí)工作。斷路裝置可以是過電流保護(hù)裝置、電熔斷器，或者如發(fā)生短路時(shí)可起斷開作用來斷開電路。短路是處于不同電壓的兩個(gè)電路節(jié)點(diǎn)之間非理想的低電阻連接。在一實(shí)施方案中，制品中組合物的配置可以使得電流可流經(jīng)電路一定時(shí)期導(dǎo)致對(duì)組合物進(jìn)行加熱。在阻礙期(cutofftimeperiod)之后，產(chǎn)熱量大于熱耗散量，以及組合物可加熱至溫度高于閾值溫度。這可導(dǎo)致電阻的增大，流經(jīng)電路的電流的減小，以及電路的斷開。所述阻礙期可取決于下面的一種或多種施加于電路的電流量，組合物的熱容量，組合物的耗散常數(shù)，或者組合物的熱時(shí)間常數(shù)(thermaltimeconstant)。熱容量可定義為組合物的比熱與質(zhì)量的乘積。熱容量為使組合物的體溫改變r(jià)c所需的熱量。耗散常數(shù)為因自熱組合物耗散的功率變化與導(dǎo)致的體溫改變之比。耗散常數(shù)可取決于下面的一種或多種環(huán)境溫度，裝置與其環(huán)境之間的傳導(dǎo)或?qū)α魍緩?，或者裝置的形狀。熱時(shí)間常數(shù)為在斷開電源后組合物變化了自熱(self-heated)溫度與環(huán)境溫度的差值的63.2%所需的時(shí)間。熱時(shí)間常數(shù)也可取決于下面的一種或多種環(huán)境溫度，裝置與其環(huán)境之間的傳導(dǎo)或?qū)α魍緩剑蛘哐b置的形狀。在一實(shí)施方案中，開關(guān)可包括根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方案的斷路裝置。該開關(guān)可與消磁線圈電連接。在一實(shí)施方案中，該消磁線圈可與陰極射線管電連接，以及降低陰極射線管內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)。在一實(shí)施方案中，視頻顯示器可包括陰極射線管，以及與所述開關(guān)電連接的消磁線圈。所述視頻顯示器可包括下面的一種或多種電視屏、電腦顯示器或者膝上型電腦屏。在一實(shí)施方案中，開關(guān)可與繼電器線圏電連接。該繼電器線圈可起類似開關(guān)的作用，用來斷開或者閉合一種或多種電路。繼電器可以是電流推動(dòng)的機(jī)電裝置。一電路中的電流可斷開或者閉合另一電路。繼電器可以用于下面的一種或多種電話交換機(jī)，數(shù)字電腦，自動(dòng)控制系統(tǒng)，或者電力系統(tǒng)。在電力系統(tǒng)中，繼電器可用于使電力系統(tǒng)避免停電以及調(diào)節(jié)和控制電力的產(chǎn)生和分配。繼電器還可用于家庭應(yīng)用，例如下面的一種或多種冰箱，洗衣機(jī)，洗碗機(jī)，加熱控制器或空調(diào)控制器。在一種實(shí)施方案中，電助推裝置可包括根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方案的斷路裝置。該電助推裝置可與電動(dòng)機(jī)繞組電連接，以及該電助推裝置可以有助于電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。在一實(shí)施方案中，在第一溫度時(shí)經(jīng)電助推裝置施加于電動(dòng)機(jī)的電流比在第二溫度時(shí)更大。該第一溫度可以是在低于組合物的閾值溫度的24附近范圍內(nèi)的溫度。該第二溫度可以是在等于或大于組合物的閾值溫度的附近范圍內(nèi)的溫度。在一實(shí)施方案中，電助推裝置可通過起初使相對(duì)大量的電流流至電動(dòng)機(jī)來幫助啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)；以及在一定時(shí)間后(一旦電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后)，該電助推裝置可使無電流或者相對(duì)低的電流流至電動(dòng)機(jī)。在一實(shí)施方案中，該電助推裝置可有助于機(jī)動(dòng)車的電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。在一實(shí)施方案中，加熱裝置可包括根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方案的制品。制品中組合物的配置可使得該制品通過產(chǎn)生熱量來響應(yīng)電流的流入，導(dǎo)致將該制品加熱至工作溫度。通過改變流經(jīng)電路的電流量可調(diào)整或決定所述工作溫度。工作電流可提供工作溫度。產(chǎn)生的熱量和所得的溫度可取決于下面的一種或多種施加的電流量，組合物的熱性質(zhì)，組合物體積，制品的表面積或者環(huán)境條件。工作電流可取決于下面的一種或多種環(huán)境條件、組合物的熱容量、組合物的耗散常數(shù)，或者組合物的熱時(shí)間常數(shù)，其中熱容量、耗散常數(shù)和熱時(shí)間常數(shù)如上所定義。在一種實(shí)施方案中，自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱裝置可包括根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方案的制品。在自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱器中，可配置組合物使得當(dāng)制品溫度超過或滯后于工作溫度時(shí)，組合物的電阻可相應(yīng)地增大或減小，導(dǎo)致流經(jīng)電路的電流的減小或增大。流經(jīng)電路的電流的減小或增大可分別對(duì)應(yīng)于制品的產(chǎn)熱的增大或減小。產(chǎn)熱的變化可導(dǎo)致制品溫度的變化以及導(dǎo)致制品保持在恒定的工作溫度。加熱裝置(自動(dòng)調(diào)節(jié)或者非自動(dòng)調(diào)節(jié))可用于下面的一種或多種自動(dòng)加熱應(yīng)用，醫(yī)療加熱應(yīng)用，工業(yè)加熱應(yīng)用或者家庭加熱應(yīng)用。家庭加熱應(yīng)用可包括下面的一種或多種空氣干燥器，空調(diào)，熱水器，加熱氈/墊，加熱板，或者兒童裝置加熱器，例如嬰兒床保暖器、小毛巾保暖器、車椅保暖器、保暖瓶或搖籃保暖器。汽車加熱應(yīng)用可包括加熱下面的一種或多種坐椅、油箱、方向盤、門面板、風(fēng)扇、窗或鏡子。醫(yī)療加熱應(yīng)用可包括下面的一種或多種電外科學(xué)儀器、加濕器、電熱毯或控制面板。實(shí)施例下面的實(shí)施例僅意在說明根據(jù)本發(fā)明的方法和實(shí)施方案，且其本身不應(yīng)解釋為對(duì)權(quán)利要求加以限制。鈦酸鋇(BaTi03)可得自美國(guó)FerroElectronicMaterials,并用作陶瓷填料。氧化鑭(1^203,得自印度SISCOResearchLaboratoriesPvt.Ltd.)，氧化鈮(礎(chǔ)205,得自美國(guó)Sigma-AldrichInc.,USA)，氧化銻(Sb203，得自美國(guó)Sigma-AldrichInc.)和二氧化錳(Mn02，來自印度QualigensFineChemicals)為指定的摻雜劑。預(yù)摻雜的BaTi03得自中國(guó)ShenzenAMPRONSensitiveComponents,Co.Ltd(例如批號(hào)P8D-03,XOD-04和X2D-05)。預(yù)摻雜和燒結(jié)的BaTi03粉末得自中國(guó)NantongMorningSun。聚乙烯醇(PVA，2wt。/。水溶液)得自美國(guó)Sigma-AldrichInc.。污染或內(nèi)含物的類型和/或水平可批與批不同，供應(yīng)商與供應(yīng)商不同。鑒于該原因，若可能的話指出了供應(yīng)商和批號(hào)，但這不應(yīng)理解為對(duì)發(fā)明范圍的限制，除非上下文或表述中這樣指出。實(shí)施例1采用不同摻雜劑濃度以及有和沒有錳(Mn)作為受主的條件下，進(jìn)行三種不同施主摻雜劑(La,Sb和Nb-)對(duì)BaTi03摻雜。還同時(shí)用Sb和Nb來摻雜BaTi03。摻雜La的BaTi03和摻雜Sb、Nb的BaTi03的4參雜配方分別示于下表1和表2中。通過簡(jiǎn)單混合方法或者球磨(barmilling)方法來進(jìn)行BaTi03的摻雜。在簡(jiǎn)單混合方法中，將丙酮用作溶劑使量出的摻雜劑和BaTi03粉末混合于扦和臼中?？諝飧稍锼玫幕旌戏勰缓笤诟邷叵掠诳諝庵袩Y(jié)。在球磨方法中，20克BaTi03粉末連同摻雜劑與異丙醇(60毫升)混合。利用氧化釔穩(wěn)定化的氧化鋯研磨介質(zhì)(YSZ,80克)，將所得的混合物在三輥球磨機(jī)中球磨8小時(shí)?？諝飧稍锴蚰ズ蟮幕旌衔?，然后于空氣中燒結(jié)。摻雜的BaTi03粉末和粒料的燒結(jié)是在爐中進(jìn)行的。摻雜的BaTi03的粒料是利用2wt。/。PVA溶液于模頭中在壓力下制備的。PVA在燒結(jié)工藝中用作制備摻雜的BaTi03粒料的粘結(jié)劑。利用圖3中所示的燒結(jié)程序?qū)Ψ勰┖土Ａ隙叨紵Y(jié)6小時(shí)。然后將摻雜的和燒結(jié)的BaTi03(樣品l-9)分散于聚合物基體中。表1樣品#配方La的原子％La203(mg)Mn02(mg)BaTi03(mg)1Ba0.998Lao.oo2Ti030.227.60019.962Ba0.997La0.oo3Ti030.341.75019.963Bao.996Lao.oo4T1C)30.456.00019.934Ba0.9967La0.003Mn0.0003TiO30.341.922.2419.9926表2<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>實(shí)施例2將樣品1、2和3分散于尼龍-6基體從而形成含有摻雜BaTi03的復(fù)合物。在熔融混合之前，尼龍-6粉末在150。C的烘箱中空氣干燥12小時(shí)以消除任何水分引起的降解。所述復(fù)合物通過熔融混合制備于實(shí)驗(yàn)室混合機(jī)(LMM)中。在約26(TC時(shí)以80%的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速進(jìn)行混合約IO分鐘的時(shí)間。對(duì)熔融混合后的混合物進(jìn)行注塑，形成含摻雜La的BaTi03的尼龍-6復(fù)合物(樣品10-12)。在尼龍-6復(fù)合物中三種不同原子組成(樣品10-12)的摻雜La的BaTi03的配混配方示于表3中。在聚合物基體中摻雜La的BaTi03的重量百分?jǐn)?shù)為約80wt。/。至約90wt%。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>實(shí)施例3將第二導(dǎo)電填料(炭黑)以及摻雜0.3原子。/。La的BaTi03分散于尼龍-6聚合物基體中。使用了兩種不同濃度的炭黑0.1wt。/。(考慮到總填料裝填)和0.2城％(考慮到總填料裝填)。假定炭黑和摻雜La的BaTi03在尼龍-6中隨機(jī)分布，0.2wt。/。的炭黑(考慮到總填料裝填)時(shí)在尼龍-6中炭黑的有效載量達(dá)到2.8wt%，其接近在尼龍-6中CB的逾滲水平(3wt%)。該復(fù)合物通過熔融混合制備于實(shí)驗(yàn)室混合機(jī)(LMM)中。在熔融混合之前，尼龍-6粉末在150。C的烘箱中空氣干燥12小時(shí)以消除任何水分引起的降解。在約260。C時(shí)以80%的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速進(jìn)行混合約10分鐘的時(shí)間。對(duì)熔融混合后的混合物進(jìn)行注塑，形成含摻雜La的BaTi03的尼龍-6復(fù)合物(樣品13-14)。在尼龍-6復(fù)合物中兩種不同摻雜La的BaTi03和炭黑的濃度的配混配方示于表4中。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>實(shí)施例4將商購的預(yù)摻雜的BaTi03分散于尼龍-6和聚對(duì)苯二曱酸丁二醇酯(PBT)基體中。表5中給出了商購的預(yù)摻雜的BaTi03的居里溫度(Tc)、燒結(jié)溫度、燒結(jié)條件和電阻率值。利用表4中詳述的加工條件制備燒結(jié)BaTi03以制備樣品15-17。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>以80wt。/。的濃度將樣品15、16和17分散于尼龍-6基體，從而形成含有摻雜BaTi03的復(fù)合物。還以85wt。/。的濃度將樣品15、16和17分散于聚對(duì)苯二曱酸丁二醇酯(PBT)基體，從而形成含有摻雜BaTi03的復(fù)合物。復(fù)合物通過熔融混合制備于實(shí)驗(yàn)室混合機(jī)(LMM)中。在熔融混合之前，尼龍-6粉末在15(TC的烘箱中空氣干燥12小時(shí)以消除任何水分引起的降解。在約260。C時(shí)以80%的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速進(jìn)行混合約IO分鐘的時(shí)間。對(duì)熔融混合后的混合物進(jìn)行注塑，形成含摻雜BaTi03的尼龍-6復(fù)合物(樣品18-20)和含摻雜BaTi03的PBT復(fù)合物(樣品21-23)。表6給出了樣品18-23的樣品制備詳情。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>2085PA6153.40.642185PBT153.40.642285PBT153.40.642385PBT153.40.64實(shí)施例5將預(yù)摻雜的燒結(jié)BaTi03(樣品24,商購自中國(guó)NantongMorningSun)分散于尼龍-6基體中，形成復(fù)合材料(樣品25)。如供應(yīng)商所提供，樣品24具有102.rC的居里溫度和0.86歐的室溫電阻。采用在4克的組合物總重量中85wt。/。的填料，并利用實(shí)施例4中詳述的實(shí)驗(yàn)條件來制備復(fù)合物(樣品25)。對(duì)燒結(jié)的BaTi03粒料和BaTi03分散其中的聚合物復(fù)合物(樣品l-21)測(cè)試它們的電阻的正溫度系數(shù)(PTC)性質(zhì)。用萬用表測(cè)量燒結(jié)粒料和復(fù)合物的PTC性質(zhì)。低溫?cái)嗔炎⑺茉嚄l的兩端，并在樣品的斷裂表面上涂敷銀漆作為電極。將模塑試條(2x0.5x0.3厘米)形式的樣品置于與加熱控制器和熱敏電阻器相連的加熱板上。將銀漆涂敷于斷裂表面上并室溫干燥8小時(shí)。然后將樣品置于與加熱控制器相連的加熱板上。從室溫至閾值溫度，同時(shí)測(cè)量樣品的電阻和溫度，其中在溫度每增加5。C時(shí)測(cè)量電阻值。圖4顯示了樣品2和樣品11的電阻作為溫度升高的函數(shù)曲線。室溫電阻(ReSRT)、閾值溫度(Ttrip)、最大電阻(ReS順)、最大電阻時(shí)溫度(TMaxRes)等值進(jìn)行測(cè)量并列于下表7中。填料(樣品2)的室溫電阻(133千歐)在組合物(樣品11)中變至較高的值(165兆歐)，然而填料的PTC閾值溫度(105。C)在組合物中未改變(110。C)。表7樣品室溫電阻Ttrip(。C)最大電阻MaxRes(。C)2133千歐110365千歐17011165兆歐~115400兆歐165圖5顯示了樣品5、6和8的電阻作為溫度升高的函數(shù)曲線。室溫電阻(ReSRT)、閾值溫度(Ttrip)、最大電阻(ReS脇x)、最大電阻時(shí)溫度(TMaxRes)和PTC強(qiáng)度等值進(jìn)行測(cè)量并列于下表8中。摻雜Sb的和摻雜Nb的BaTi03粒料(樣品5和6)的PTCR性能顯示相比與摻雜La的BaTi03(樣品2),用Sb和Nb摻雜BaTi03導(dǎo)致了燒結(jié)粒料的室溫電阻降低。例如，當(dāng)用0.3原子％的29Nb(2.72千歐)和0.3原子％的Sb(12千歐)摻雜BaTi03時(shí)，其低于摻雜0.3原子。/。La的BaTi03的室溫電阻(133千歐)。樣品5和6的PTC閾值溫度(105°C)顯示與樣品2(110。C)良好的一致，然而與樣品2相比樣品5和6的PTC強(qiáng)度增大了。在摻雜過程中添加錳使摻雜的BaTi03的PTC強(qiáng)度增大。例如，相比于摻雜Nb的BaTi03(樣品6)的PTC強(qiáng)度(20)，摻雜Nb以及0.03原子。/oMn的BaTi03(樣品8)的PTC強(qiáng)度(115)增大了。表8<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>圖6顯示了樣品2、11、13和14的電阻作為溫度升高的函數(shù)曲線。室溫電阻(ResRT)、閾值溫度(Ttrip)、最大電阻(ResM狀)、最大電阻時(shí)溫度(1\^^)和PTC強(qiáng)度等值列于下表9中。在La-BaTi03尼龍復(fù)合物(樣品ll)和具有較低炭黑載量(小于0.2wt%，考慮到總填料裝填)的La-BaTi03炭黑尼龍復(fù)合物(樣品13)中，La-BaTi03(樣品2)的PTC閾值溫度未變化。較高炭黑載量水平時(shí)，達(dá)到了炭黑的逾滲極限以及未觀察到PTC效應(yīng)(樣品14)。添加低于逾滲載量的炭黑還通過降低室溫電阻來增大PTC強(qiáng)度。表9<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>圖8顯示了商購的預(yù)摻雜的BaTi03填料(樣品15-17)的電阻作為溫度升高的函數(shù)曲線。圖8顯示了含預(yù)摻雜的BaTi03的尼龍-6復(fù)合物(樣品18和19)的電阻作為溫度升高的函數(shù)曲線。圖9顯示了含預(yù)摻雜的BaTi03的PBT復(fù)合物(樣品21-23)的電阻作為溫度升高的函數(shù)曲線。含尼龍-6的復(fù)合物(圖7)和含PBT的復(fù)合物(圖8)的閾值溫度幾乎與純填料(圖6)的閾值溫度相同。樣品25的室溫電阻(ResRT)、閾值溫度(Ttrip)、最大電阻(ResMax)、最大電阻時(shí)溫度(TM股Res)和PTC強(qiáng)度等值列于下表10中。BaTi03尼龍-6復(fù)合物的PTC閾值溫度與純填料相同，而復(fù)合物的ResRT顯著增大。表10樣品室溫電阻Ttdp(。C)最大電阻(千歐)Tmaxres(C)2635兆歐~10292兆歐120實(shí)施例6根據(jù)實(shí)施例4中所述的方法，將摻雜的和燒結(jié)的BaTi03(樣品1-9、15-27、和24，預(yù)摻雜或根據(jù)實(shí)施例1中所述方法摻雜的)分散于有機(jī)的、熱塑性、無定形的聚碳酸酯基體中。摻雜的和燒結(jié)的BaTi03包含作為摻雜劑的La、Sb和Nb，在一些實(shí)施例中Mn用作受主。在一些實(shí)施例中使用了摻雜劑的組合如Sb與Nb的組合。在一種實(shí)施方案中，聚合物基體中填料的量為約10wt。/。至約50wt。/。。在一種實(shí)施方案中，聚合物基體中填料的量為約50wt%至約90wt%。含摻雜BaTi03填料的聚碳酸酯基體顯示PTCR性質(zhì)，以及具有與摻雜BaTi03的居里溫度相關(guān)的閱值溫度。實(shí)施例7根據(jù)實(shí)施例4中所述的方法，將摻雜的和燒結(jié)的BaTi03(樣品1-9、15-27、和24,預(yù)摻雜或根據(jù)實(shí)施例1中所述方法摻雜的)分散于有機(jī)的、熱塑性、結(jié)晶高密度聚乙烯(HDPE)基體中。摻雜的和燒結(jié)的BaTK)3包含作為摻雜劑的La、Sb和Nb，在一些實(shí)施例中Mn用作受主。在一些實(shí)施例中使用了摻雜劑的組合如Sb與Nb的組合。在一種實(shí)施方案中，聚合物基體中填料的量為約10wt。/。至約50wt。/。。在一種實(shí)施方案中，聚合物基體中填料的量為約50wt。/。至約90wt%。含摻雜BaTi03填料的HDPE基體顯示PTCR性質(zhì)，以及具有與摻雜BaTi03的居里溫度相關(guān)的閾值溫度。實(shí)施例8根據(jù)實(shí)施例4中所述的方法，將摻雜的和燒結(jié)的BaTi03(樣品1-9、15-27、和24，預(yù)摻雜或根據(jù)實(shí)施例1中所述方法摻雜的)分散于有機(jī)的、熱固性、31無定形的聚氨酯基體中。聚氨酯基體的固化溫度大于摻雜BaTi03的居里溫度。摻雜的和燒結(jié)的BaTK)3包含作為摻雜劑的La、Sb和Nb，在一些實(shí)施例中Mn用作受主。在一些實(shí)施例中使用了摻雜劑的組合如Sb與Nb的組合。在一種實(shí)施方案中，聚合物基體中填料的量為約10wt。/。至約50wt%。在一種實(shí)施方案中，聚合物基體中填料的量為約50wt。/。至約90wt%。含摻雜BaTi03填料的聚氨酯基體顯示PTCR性質(zhì)，以及具有與摻雜BaTi03的居里溫度相關(guān)的閾值溫度。.實(shí)施例10根據(jù)實(shí)施例4中所述的方法，將摻雜的和燒結(jié)的BaTi03(樣品1-9、15-27、和24，預(yù)摻雜或根據(jù)實(shí)施例1中所述方法摻雜的)分散于無機(jī)的、熱固性、無定形的、環(huán)氧官能化的聚硅氧烷基體中。該環(huán)氧官能化的聚硅氧烷基體的固化溫度大于摻雜BaTi03的居里溫度。摻雜的和燒結(jié)的BaTi03包含作為摻雜劑的La、Sb和Nb,在一些實(shí)施例中Mn用作受主。在一些實(shí)施例中使用了摻雜劑的組合如Sb與Nb的組合。在一種實(shí)施方案中，聚合物基體中填料的量為約10wt。/。至約50wtQ/c)。在一種實(shí)施方案中，聚合物基體中填料的量為約50wt。/。至約90wt%。含摻雜BaTi03填料的環(huán)氧官能化的聚硅氧烷基體顯示PTCR性質(zhì)，以及具有與摻雜BaTi03的居里溫度相關(guān)的閾值溫度。實(shí)施例11根據(jù)實(shí)施例4中所述的方法，將摻雜的和燒結(jié)的BaTi03(樣品1-9、15-27、和24，預(yù)摻雜或根據(jù)實(shí)施例1中所述方法摻雜的)分散于無機(jī)的、熱塑性、無定形的聚硅氧烷基體中。聚氨酯基體的固化溫度大于摻雜BaTi03的居里溫度。摻雜的和燒結(jié)的BaTi03包含作為摻雜劑的La、Sb和Nb，在一些實(shí)施例中Mn用作受主。在一些實(shí)施例中使用了摻雜劑的組合如Sb與Nb的組合。在一種實(shí)施方案中，聚合物基體中填料的量為約10wt。/。至約50wt%。在一種實(shí)施方案中，聚合物基體中填料的量為約50wt。/。至約90wt。/c)。含摻雜BaTi03填料的聚硅氧烷基體顯示PTCR性質(zhì)，以及具有與摻雜BaTi03的居里溫度相關(guān)的閾值溫度。說明書或其權(quán)利要求中的化學(xué)名或化學(xué)式所指的反應(yīng)物和組分，無論是32以單數(shù)還是以復(fù)數(shù)形式指出，都可認(rèn)為其存在早于與化學(xué)名或化學(xué)式所指的另一物質(zhì)(如另一反應(yīng)物或溶劑)的接觸。在所得混合物、溶液或反應(yīng)介質(zhì)中發(fā)生的任何初步和/或過渡的化學(xué)變化、轉(zhuǎn)變或反應(yīng)(若有的話)，可認(rèn)定為中間體、母料等，且可具有與反應(yīng)產(chǎn)物或最終物質(zhì)不同的效用。在按照本公開所要求的條件下，使具體的反應(yīng)物和/或組分在一起可產(chǎn)生其它后續(xù)變化、轉(zhuǎn)變或反應(yīng)。在所述其它的后續(xù)變化、轉(zhuǎn)變或反應(yīng)中，這些在一起的反應(yīng)物、成分或組分可確定或指出反應(yīng)產(chǎn)物或最終物質(zhì)。前述的實(shí)施例說明了本發(fā)明的一些特征。所附權(quán)利要求旨在要求按所設(shè)想那么寬的范圍保護(hù)本發(fā)明，并且本文所給出的實(shí)施例只說明了從所有各種可能的實(shí)施方式中選出的一些實(shí)施方案。因此，申請(qǐng)人的意圖是所附的權(quán)利要求不受限于選用的實(shí)施例所說明的特征。如權(quán)利要求中所用，詞"包含"及其邏輯上的語法變體也包涵和包括變化的和不同的范圍的用語，例如但不限于"基本上由...組成"和"由...組成"。在需要的地方已給出了范圍，并且這些范圍包括其間的所有子范圍。預(yù)期在這些范圍內(nèi)的變體自身會(huì)使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員想到，并且在未向公眾指明時(shí)所附權(quán)利要求應(yīng)涵蓋這些變體?？萍歼M(jìn)步可使由于語言的不精確而目前未預(yù)期到的等價(jià)和替換變?yōu)榭赡?，因此所附?quán)利要求應(yīng)涵蓋這些變體。權(quán)利要求1.一種組合物，包含聚合物基體；及分散于聚合物基體中的填料，該填料在一溫度范圍內(nèi)是導(dǎo)電的，且該填料具有居里溫度，其中該組合物具有閾值溫度，在該閾值溫度，組合物的電阻隨溫度升高而升高，且組合物的閾值溫度取決于填料的居里溫度，以及所述聚合物基體或填料之一或二者的性質(zhì)決定該填料在聚合物基體中的存在量。2.權(quán)利要求1中所定義的組合物，其中所述填料包括陶瓷材料，該陶瓷材料包括金屬氧化物，混合的金屬氧化物，或者金屬氧化物和混合的金屬氧化物二者。3.權(quán)利要求1中所定義的組合物，其中所述填料包括堿土金屬、過渡金屬或者后過渡金屬中的一種或多種。4.權(quán)利要求3中所定義的組合物，其中所述填料包括鋇、鉤、鎂、鉛、鍶、鈦、錫、鋯或鉿中的一種或多種。5.權(quán)利要求4中所定義的組合物，其中所述填料包括鈦酸鋇，鈦酸鉛，鈦酸鍶，鈦酸鋇鍶，鈦酸鋇鉛，鈦酸鋇錫，鈦酸鍶鉛，鈦酸鍶錫，或者鈥酸鉛錫中的一種或多種。6.權(quán)利要求1中所定義的組合物，其中所述填料包括摻雜劑，該摻雜劑包含稀土金屬、堿土金屬、過渡金屬或后過渡金屬中的一種或多種陽離子。7.權(quán)利要求6中所定義的組合物，其中所述摻雜劑包含鑭、鈮、銻、鈧、釔、釹或衫中的一種或多種陽離子。8.權(quán)利要求1中所定義的組合物，其中所述填料具有范圍為約20120'C的居里溫度。9.權(quán)利要求1中所定義的組合物，其中所述填料具有范圍為約120~400。C的居里溫度。10.權(quán)利要求l中所定義的組合物，其中所述填料具有眾多平均粒度約1納米~100納米的顆粒。11.權(quán)利要求l中所定義的組合物，其中所述填料具有眾多平均粒度約1樣i米5(M鼓米的顆粒。12.權(quán)利要求l中所定義的組合物，其中所述填料具有眾多外形如下的顆粒球狀，棒狀，管狀，薄片狀，纖維狀，板狀，須狀，或者前述外形的兩種或更多種的組合。13.權(quán)利要求12中所定義的組合物，其中所述顆粒的橫截面幾何形狀為圓形、橢圓形、三角形、矩形或多邊形。14.權(quán)利要求1中所定義的組合物，其中所述填料的量占組合物的約50wt%99wt%。15.權(quán)利要求1中所定義的組合物，其中所述填料的量占組合物的約10wt%50wt%。16.權(quán)利要求l中所定義的組合物，其中摻雜劑以小于填料的約5原子%的量存在。17.權(quán)利要求l中所定義的組合物，其中摻雜劑以填料的約0.1原子％~1原子％的量存在。18.權(quán)利要求l中所定義的組合物，還包含第二導(dǎo)電填料，該第二導(dǎo)電填料包括炭黑、碳納米管、石墨中的一種或多種，或者其中兩種或更多種的組合。19.權(quán)利要求l中所定義的組合物，還包含第二導(dǎo)電填料，該第二導(dǎo)電填料包括金屬填料、涂敷金屬的填料，或者金屬填料和涂敷金屬的填料二者。20.權(quán)利要求l中所定義的組合物，其中所述聚合物基體包括結(jié)晶聚合物、熱塑性聚合物或有機(jī)聚合物中的一種或多種。21.權(quán)利要求l中所定義的組合物，其中所述聚合物基體包括無定形聚合物、熱固性聚合物或無機(jī)聚合物的一種或多種。22.權(quán)利要求1中所定義的組合物，其中該組合物的閾值溫度為約20。C120。C。23.權(quán)利要求1中所定義的組合物，其中該組合物的閾值溫度為約120。C400。C。24.權(quán)利要求l中所定義的組合物，其中該組合物的室溫電阻小于約200兆歐-厘米。25.權(quán)利要求1中所定義的組合物，其中該組合物的室溫電阻為約1兆歐至約100兆歐。26.權(quán)利要求1中所定義的組合物，其中該組合物在閾值溫度的電阻比該組合物在室溫的電阻大至少約1.5倍。27.權(quán)利要求1中所定義的組合物，其中該組合物在約1500秒-1的剪切速率時(shí)，具有約io帕'秒至約1000帕'秒的熔體粘度。28.權(quán)利要求1中所定義的組合物，其中該組合物具有可通過注塑、吹塑或擠出中的一種或多種方法進(jìn)行加工的粘度或熔體特性。29.—種方法，包括將具有居里溫度的導(dǎo)電填料分散在聚合物基體中，形成具有閾值溫度的組合物，該組合物的電阻隨溫度的升高而升高；及基于填料的居里溫度選擇填料的類型，或者選擇填料的量，或者選擇填料的量和類型二者，以便調(diào)節(jié)組合物的閾值溫度。30.權(quán)利要求29中所定義的方法，其中所述組合物在加工條件下是可流動(dòng)的，并且還包括「沖齊出或注塑該組合物以形成制品。31.—種組合物，包括聚合物基體；以及組合物的正溫度系數(shù)閾值溫度的調(diào)節(jié)物；其中該調(diào)節(jié)物獨(dú)立于該聚合物基體的特征或性質(zhì)。32.—種包含組合物的制品，該組合物包含聚合物基體；及分散于聚合物基體中的填料，該填料在一溫度范圍內(nèi)是導(dǎo)電的，且該填料具有居里溫度，其中該組合物具有閾值溫度，在該閾值溫度時(shí)，組合物電阻率隨溫度升高而升高，且組合物的閾值溫度取決于填料的居里溫度。33.—種包含權(quán)利要求32中所定義的制品的斷路裝置，其中所述組合物通過電路與電源電連接，且電流可以流經(jīng)該電路；以及配置該組合物，使得當(dāng)電流超過電流限值時(shí)，組合物發(fā)熱至高于閾值溫度的溫度，導(dǎo)致該組合物的電阻增大和流經(jīng)電^^的電流減小。34.權(quán)利要求33中的所定義的斷路裝置，其中所述電流限值為約1毫安培至約10安培。35.權(quán)利要求33中所定義的斷路裝置，其中所述電流限值為約10安培至約200安i咅。36.權(quán)利要求33中所定義的斷路裝置，其中該制品可在大于約12伏特的電壓下工作。37.權(quán)利要求33中所定義的斷路裝置，其中該制品可在大于約120伏特的電壓下工作。38.權(quán)利要求33中所定義的斷路裝置，其中該斷路裝置響應(yīng)熱、電流、電壓或流經(jīng)電路的電流時(shí)間中的一種或多種而產(chǎn)生短路。39.包含權(quán)利要求33中所定義的斷路裝置的過電流保護(hù)裝置。40.包含權(quán)利要求33中所定義的斷路裝置的電熔斷器。41.包含權(quán)利要求32中所定義的制品的斷路裝置，其中所述組合物通過電路與電源電連接，且電流流經(jīng)該電路一段時(shí)間，引起該組合物發(fā)熱；以及配置該組合物使得組合物在阻礙期之后發(fā)熱至溫度高于閾值溫度，導(dǎo)致電阻增大和流經(jīng)電路的電流減'J、。42.權(quán)利要求41中所定義的斷路裝置，其中所述阻礙期取決于供給電路的電流量、組合物的熱容量、組合物的耗散常數(shù)或組合物的熱時(shí)間常數(shù)中的一種或多種。43.包含權(quán)利要求41中所定義的斷路裝置的開關(guān)，其中該開關(guān)與消磁線圈電連接。44.權(quán)利要求43中所定義的開關(guān)，其中所述消磁線圈與陰極射線管電連接，且該消磁線圈是可操作的，以減弱陰極射線管內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)。45.包含權(quán)利要求44中所定義的開關(guān)的視頻顯示器。46.包含權(quán)利要求41中所定義的斷路裝置的開關(guān)，其中該開關(guān)與繼電器線圈電連接，且該繼電器線圈是可操作的，以充當(dāng)斷開或閉合一個(gè)或多個(gè)電路的開關(guān)。47.包含權(quán)利要求41中所定義的斷路裝置的電助推裝置，其中該電助推裝置與電動(dòng)機(jī)繞組電連接。48.權(quán)利要求47中所定義的電助推裝置，其中所述電動(dòng)機(jī)繞組是可操作的，以助推電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)；且與在第二溫度時(shí)相比，在第一溫度時(shí)通過電助4,裝置向電動(dòng)才幾施加更大的電流。49.包含權(quán)利要求48中所定義的電助推裝置的機(jī)動(dòng)車。50.—種包含組合物的加熱裝置，所述組合物包含聚合物基體；及分散于聚合物基體中的填料，該填料在一溫度范圍內(nèi)是導(dǎo)電的，且該填料具有居里溫度，其中該組合物具有閾值溫度，在該閾值溫度，組合物電阻率隨溫度升高而升高，且該組合物的閾值溫度取決于填料的居里溫度。51.權(quán)利要求50中所定義的加熱裝置，其中所述組合物通過電路與電源電連4^,且電流流經(jīng)該電路；其中制品通過產(chǎn)生熱量響應(yīng)電流的流入；且工作電流加熱該加熱裝置至工作溫度。52.權(quán)利要求51中所定義的加熱裝置，其中產(chǎn)生的熱量取決于施加的電流量、組合物的熱特性、組合物的體積、制品的表面積或環(huán)境條件中的一種或多種。53.權(quán)利要求51中所定義的加熱裝置，其中所述工作電流取決于環(huán)境條件、組合物的熱容量、組合物的耗散常數(shù)或者組合物的熱時(shí)間常數(shù)中的一種或多種。54.權(quán)利要求50中所定義的加熱裝置，其中配置所述組合物，使得當(dāng)制品溫度超過或滯后于所需溫度時(shí)，該組合物的電阻相應(yīng)地增大或減少，導(dǎo)致流經(jīng)電路的電流減小或增大。155.包含權(quán)利要求50中所定義的加熱裝置的汽車加熱器，其中該汽車加熱器是可操作的，以加熱坐椅、油箱、方向盤、門面板、風(fēng)扇、窗或鏡子中的一種或多種。56.—種包含組合物的制品，所述組合物包含聚合物基體；及分散于聚合物基體中的填料，該填料包括陶瓷材料，該陶瓷材料包括金屬氧化物、混合的金屬氧化物或者金屬氧化物和混合的金屬氧化物二者，該填料在一溫度范圍內(nèi)是導(dǎo)電的，且該填料具有居里溫度，其中該組合物具有閾值溫度，在該閾值溫度，該組合物的電阻率隨溫度升高而升高，并且該組合物的閾值溫度取決于填料的居里溫度。57.權(quán)利要求56中所定義的制品，其中所述填料包括鈦酸鋇，鈦酸鉛，鈥酸鍶，鈦酸鋇鍶，鈦酸鋇鉛，鈦酸鋇錫，鈦酸鍶鉛，鈦酸鍶錫，或者鈦酸鉛錫中的一種或多種。58.權(quán)利要求56中所定義的制品，其中所述填料包含摻雜劑，該摻雜劑包含锎、鈮、銻、鈧、釔、釹或釤中的一種或多種陽離子。全文摘要一種組合物，包含分散于聚合物基體中的填料。該填料在某一溫度范圍內(nèi)可以是導(dǎo)電的，且可以具有居里溫度。該組合物可以具有閾值溫度，在該溫度時(shí)組合物的電阻隨溫度升高而升高，且所述組合物的閾值溫度可由填料的居里溫度決定。填料在聚合物基體中的存在量可取決于聚合物基體或填料之一或二者的性質(zhì)。還提供了有關(guān)的方法。文檔編號(hào)C08K3/22GK101516980SQ200780033578公開日2009年8月26日申請(qǐng)日期2007年5月31日優(yōu)先權(quán)日2006年7月10日發(fā)明者哈里·N·塞沙德里,巴努·B·卡圖阿,弗朗西斯克斯·P·M·默克斯,索米亞德布·戈什,薩曼達(dá)·班迪奧帕迪亞伊申請(qǐng)人:沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限公司