一种PTC热敏电阻及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种PTC热敏电阻及其制备方法，该PTC热敏电阻，包括电阻基材以及覆合在该电阻基材正反两面上的电极；该电阻基材包括以下组分：聚酰胺类树脂、导电粒子、惰性填料、交联剂、成核剂、敏化剂、抗氧剂、润滑剂、偶联剂；该PTC热敏电阻的电阻基材的主要原料为聚酰胺类树脂，而聚酰胺树脂的熔点在170℃以上，而且在其中加入耐高温的导电粒子、惰性填料，使得该PTC热敏电阻适用于更高的温度，电路保护的效果更佳；用于制备电阻基材的开放式混炼设备可以自由调节了动轧辊、定轧辊之间的距离，且调节方式简单，使用方便；该混炼设备混炼效果好；该混炼设备使得原料在动轧辊、定轧辊之间进行剪切、混炼的时候不会飞溅。

A PTC thermistor and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种PTC热敏电阻及其制备方法
本专利技术涉及热敏电阻生产
，具体涉及一种PTC热敏电阻及其制备方法。
技术介绍
PTC热敏电阻即正温度系数热敏电阻，PTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，超过一定的温度(居里温度)时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。现在，以高分子树脂为基材制作的PTC热敏电阻器已广泛应用于电路中的过流保护。当有故障电流通过时，产生的热量远大于散发出去的热量，从而导致热敏电阻的温度的升高，当温度达到高分子树脂的熔点附近时，芯片的阻值突升，使电路中的电压基本上全部加载到热敏电阻上，限制了电流的通过，从而保护了电路。当故障电流消失以后，热敏电阻的温度下降，而阻值也随之降低至初始值附近，电路又恢复到正常状态。申请号为CN201810478015.7的专利公开了一种PTC热敏电阻，包括：镀银铜粉、碳纤维、硅灰石、云母粉、氮化铝、环氧化甘油三酸酯、线性低密度聚乙烯和过氧化二异丙苯，该PTC热敏电阻，具备低的室温电阻率、长期通流稳定的性能、高的PTC强度和高的PTC稳定性；但仍然存在以下不足之处：(1)该PTC热敏电阻在温度达到85℃以上时已无法正常工作，因为目前该PTC热敏电阻所使用的高分子材料为聚乙烯，其熔点只有130℃左右，限制了PTC材料的应用范围；(2)该PTC热敏电阻生产基材时所使用的的混炼设备两辊之间的距离不便于调节；(3)现有的混炼设备经过两辊之间的挤压即混炼结束，混炼效果好不够好；(4)现有的混炼设备进行剪切、混炼的时候，原料易于飞溅。专利技术内容为了克服所述的技术问题，本专利技术的目的在于提供了一种PTC热敏电阻及其制备方法：(1)通过电阻基材以及覆合在该电阻基材正反两面上的电极组成PTC热敏电阻，而电阻基材的主要原料为聚酰胺类树脂，而聚酰胺树脂的熔点大都在170℃以上，而且在其中加入导电粒子、惰性填料，导电粒子为炭黑、石墨、金属粒子或导电陶瓷，惰性填料金属氧化物、金属氢氧化物、碳酸钙、二氧化硅或滑石粉，这些成分均为耐高温的材料，使得该PTC热敏电阻适用于更高的温度，解决了现有的PTC热敏电阻所使用的高分子材料为聚乙烯，其熔点只有130℃左右，限制了PTC材料的应用范围的问题；(2)通过使用开放式混炼设备制备电阻基材，该开放式混炼设备两端通过滑块安装至安装孔中，通过旋松手轮，将丝杆从第一立板、第二立板一侧旋出更长距离，螺旋弹簧伸长，拉动拉杆，带动轴承顺时针转动，轴承上的若干顶柱随之转动，更换不同的顶柱与固定块中的单向槽接触，带动了滑块反向移动，带动了动轧辊移动，自由调节了动轧辊、定轧辊之间的距离，解决了现有的PTC热敏电阻生产基材时所使用的的混炼设备两辊之间的距离不便于调节的问题；(3)通过两个第一电机运转带动动轧辊、定轧辊相对回转，原料通过动轧辊、定轧辊上交错安装的剪切刃剪切、混合，落入盛料箱中，通过第二电机运转带动搅拌轴转动将原料进行搅拌；通过泵机运转将原料从盛料箱中抽出输送至进料斗中，再次落入动轧辊、定轧辊之间进行剪切、混炼，直至原料混炼均匀，解决了现有的混炼设备经过两辊之间的挤压即混炼结束，混炼效果好不够好的问题；(4)通过推动安装板在下沉槽中下移，将第一挡料板靠近动轧辊，将第二挡料板靠近定轧辊，而且可以根据动轧辊、定轧辊之间的距离，通过腰型孔调整第一挡料板的位置，移动于动轧辊上方，解决了现有的现有的混炼设备进行剪切、混炼的时候，原料易于飞溅的问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种PTC热敏电阻，包括电阻基材以及覆合在该电阻基材正反两面上的电极；该电阻基材包括以下重量份组分：聚酰胺类树脂100-120份、导电粒子80-150份、惰性填料20-100份、交联剂0.5-3份、成核剂0.5-1份、敏化剂0.5-5份、抗氧剂0.5-3份、润滑剂0.5-2份、偶联剂0.5-2份。作为本专利技术进一步的方案：所述聚酰胺类树脂为聚十一酰胺、聚十二酰胺、聚己内酰胺、聚辛酰胺、聚壬酰胺、聚癸二酰己二胺、聚癸二酸癸二胺、聚己二酸己二胺中的一种或者几种任意比例的混合物。作为本专利技术进一步的方案：所述导电粒子为炭黑、石墨、金属粒子或导电陶瓷，所述金属粒子是金、银、铜、铝、镍以及其金属氧化物，所述导电陶瓷是碳化钨、碳化钛。作为本专利技术进一步的方案：所述惰性填料为金属氧化物、金属氢氧化物、碳酸钙、二氧化硅或滑石粉中的一种。作为本专利技术进一步的方案：所述交联剂为有机过氧化物、偶氮化合物、联苄交联剂或双马来酰亚胺中的一种；所述成核剂为二氧化硅、氧化铝、滑石粉、氟化锌、氟化钙的微细粉末中的一种；所述敏化剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种；所述抗氧剂为胺类抗氧剂、酚类抗氧剂、酯类抗氧剂中的一种或者几种任意比例的复配混合物；所述润滑剂为脂肪酸及其酯类、脂肪酸酰胺、金属皂、烃类、有机硅化合物中的一种；所述偶联剂为硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂、锆酸酯类偶联剂中的一种。作为本专利技术进一步的方案：一种PTC热敏电阻的制备方法，包括以下步骤：步骤一：按照重量份称取原料，将导电粒子、惰性填料、交联剂、成核剂、敏化剂、抗氧剂、润滑剂、偶联剂，首先进行预混合5-10分钟，分散均匀后，得到预混料；步骤二：将开放式混炼设备的动轧辊、定轧辊温度控制在190-290℃，然后，将聚酰胺类树脂加入至进料斗中，从第一挡料板、第二挡料板之间落入动轧辊和定轧辊之间，使树脂完全熔融，再将预混料加入至进料斗中，落入动轧辊和定轧辊之间,通过第一电机运转带动动轧辊、定轧辊相对回转，通过剪切刃剪切、混合，使预混料同熔融的聚酰胺类树脂充分混炼，直至所有原料熔融混炼充分，从盛料箱的第二排料口排出，最后送入模具，冷却定型形成厚度为0.9-1.2mm的薄片，切割成80x225mm的片材，得到该电阻基材；步骤三：将电阻基材在温度为190-290℃的硫化机内进行热压覆合，在电阻基材的正反两面贴上表面经过糙化处理的镀镍铜箔，得到电极，通过0.95mm厚度的模框来使所覆合芯片的厚度控制在0.95-1.20mm之间；步骤四：将覆合了镀镍铜箔电极的电阻基材，进行钴源或电子束辐射交联，辐照剂量为5-60Mrad；步骤五：将辐照后的材片在冲压机上冲成7.5x9.3mm芯片；步骤六：对芯片进行热处理、充电、退火处理，得到该PTC热敏电阻。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤二中的开放式混炼设备制备电阻基材的工作过程如下：步骤一：旋松手轮，将丝杆从第一立板、第二立板一侧旋出更长距离，螺旋弹簧伸长，拉动拉杆，带动轴承顺时针转动，轴承上的若干顶柱随之转动，更换长度更大的顶柱与固定块中的单向槽接触，增大了动轧辊、定轧辊之间的距离，旋紧手轮；步骤二：根据动轧辊、定轧辊之间的距离，通过腰型孔调整第一挡料板的位置于动轧辊上方，推动安装板在下沉槽中下移，将第一挡料板靠近动轧辊，将第二挡料板靠近定轧辊，旋紧螺栓将安装板固定；步骤三：将动轧辊、定轧辊升温至1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PTC热敏电阻，其特征在于，包括电阻基材以及覆合在该电阻基材正反两面上的电极；/n该电阻基材包括以下重量份组分：聚酰胺类树脂100-120份、导电粒子80-150份、惰性填料20-100份、交联剂0.5-3份、成核剂0.5-1份、敏化剂0.5-5份、抗氧剂0.5-3份、润滑剂0.5-2份、偶联剂0.5-2份。/n

【技术特征摘要】
1.一种PTC热敏电阻，其特征在于，包括电阻基材以及覆合在该电阻基材正反两面上的电极；
该电阻基材包括以下重量份组分：聚酰胺类树脂100-120份、导电粒子80-150份、惰性填料20-100份、交联剂0.5-3份、成核剂0.5-1份、敏化剂0.5-5份、抗氧剂0.5-3份、润滑剂0.5-2份、偶联剂0.5-2份。


2.根据权利要求1所述的一种PTC热敏电阻,其特征在于，所述聚酰胺类树脂为聚十一酰胺、聚十二酰胺、聚己内酰胺、聚辛酰胺、聚壬酰胺、聚癸二酰己二胺、聚癸二酸癸二胺、聚己二酸己二胺中的一种或者几种任意比例的混合物。


3.根据权利要求1所述的一种PTC热敏电阻,其特征在于，所述导电粒子为炭黑、石墨、金属粒子或导电陶瓷，所述金属粒子是金、银、铜、铝、镍以及其金属氧化物，所述导电陶瓷是碳化钨、碳化钛。


4.根据权利要求1所述的一种PTC热敏电阻,其特征在于，所述惰性填料为金属氧化物、金属氢氧化物、碳酸钙、二氧化硅或滑石粉中的一种。


5.根据权利要求1所述的一种PTC热敏电阻,其特征在于，所述交联剂为有机过氧化物、偶氮化合物、联苄交联剂或双马来酰亚胺中的一种；所述成核剂为二氧化硅、氧化铝、滑石粉、氟化锌、氟化钙的微细粉末中的一种；所述敏化剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种；所述抗氧剂为胺类抗氧剂、酚类抗氧剂、酯类抗氧剂中的一种或者几种任意比例的复配混合物；所述润滑剂为脂肪酸及其酯类、脂肪酸酰胺、金属皂、烃类、有机硅化合物中的一种；所述偶联剂为硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂、锆酸酯类偶联剂中的一种。


6.一种PTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：按照重量份称取原料，将导电粒子、惰性填料、交联剂、成核剂、敏化剂、抗氧剂、润滑剂、偶联剂，首先进行预混合5-10分钟，分散均匀后，得到预混料；
步骤二：将开放式混炼设备的动轧辊、定轧辊温度控制在190-290℃，然后，将聚酰胺类树脂加入至进料斗中，从第一挡料板、第二挡料板之间落入动轧辊和定轧辊之间，使树脂完全熔融，再将预混料加入至进料斗中，落入动轧辊和定轧辊之间,通过第一电机运转带动动轧辊、定轧辊相对回转，通过剪切刃剪切、混合，使预混料同熔融的聚酰胺类树脂充分混炼，直至所有原料熔融混炼充分，从盛料箱的第二排料口排出，最后送...

【专利技术属性】
技术研发人员：程绪信，许志勇，陈晓明，
申请(专利权)人：肇庆学院，
类型：发明
国别省市：广东;44