镍粉及其制造方法、以及使用该镍粉的聚合物PTC元件技术

本发明专利技术提供一种镍粉，所述镍粉价格便宜，与树脂混炼的状态下的电阻低，并且耐候性优异，可以长期稳定地作为导电糊料用的导电性粒子和导电树脂用的导电性粒子使用。所述镍粉含有１～２０质量％的钴，余量包含镍和不可避免的杂质，并且由一次粒子凝聚而得到的二次粒子构成，平均一次粒径为１．０～３．０μｍ，一次粒径的标准偏差σ和平均一次粒径ｄ之比σ／ｄ的值为０．４以下，平均二次粒径为５～６０μｍ，震填密度为１．０～３．５ｇ／ｍＬ，比表面积为２．０ｍ↑［２］／ｇ以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及镍粉及其制造方法、以及使用该镍粉的聚合物PTC元 件。该镍粉适合作为导电糊料和导电树脂用的导电性粒子使用，特别 适合作为聚合物PTC元件用的导电性填料使用。
技术介绍
以往，电子器械的连接使用锡铅(Sn-Pb)系钎焊，但近年来，对 应于无铅化的要求，研究了在电子器械的连接中使用导电糊料。另夕卜， 近年来，广泛使用利用了导电树脂的器件。导电糊料是将导电性粒子和各种树脂进行混炼而得到的糊料，导 电树脂是使其固化而得到的成型体。作为导电性粒子所要求的特性， 可列举粒子本身的导电性高、在与树脂混炼的状态下电阻低、耐迁移 性高、耐候性优异等。现在，作为导电性粒子，使用了金属粉或碳粉。金属粉中，贵金属粉虽然导电性高，电阻低，但问题是较昂贵。 另外，以镍(Ni)或铜(Cu)为代表的贱金属粉虽然在成本上便宜， 且具有高的导电性，但由于耐候性差，如果与树脂混炼制成导电糊料 或导电树脂而长期使用，则存在电阻升高这样的问题。另外，碳粉虽然便宜且耐候性高，但存在导电性低、与树脂混炼 时的电阻变高的问题。为了解决这些问题，在专利文献l (特开2002-025345号公报)和 专利文献2 (特开2002-075057号公报)中，提出了在镍粒子或铜粒子 的表面包覆了银(Ag)等贵金属的粉末。这些粉末由于是用贵金属包 覆了镍粒子或铜粒子，因此在特性方面得到全面的改善，但在耐迁移 性上仍然存在问题。特别是用银包覆的粉末，不适合在要求耐迁移性 的使用环境下使用。另外，用贵金属包覆镍粒子或铜粒子，在成本上 也是昂贵的。在专利文献3 (特开2001-043734号公报)中，尝试了通过改变镍 粒子等的表面形状，例如在表面形成半球状的小突起，由此来降低与 树脂混炼时的电阻。但是，由于粒子的耐候性差这点仍然没有改变，因此，不能说长期使用的稳定性得到改善。另外，本专利技术人提出了一种具有特定形状的镍粉，其通过添加钴(Co)而改善了导电性和耐候性(参照专利文献4),但仍希望进一步 的改善。鉴于这些情况，期望提供一种廉价且耐候性优异，在与树脂 混炼的状态下具有低的电阻，并可以长时间稳定使用的导电性粒子。专利文献l:特开2002-25345号爿>报专利文献2:特开2002-75057号公报专利文献3:特开2001-43734号公报专利文献4:国际公开第2005/023461号小册子
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术是鉴于这些问题而作成的，其目的在于提供一种镍粉及其 制造方法，所述镍粉价格便宜，与树脂混炼的状态下的电阻低，并且 耐候性优异，可以长期稳定地作为导电糊料、导电树脂、PTC元件用 导电性填料等中使用的导电性粒子使用。解决问题的方法
本专利技术的镍粉的特征在于，含有1 20质量％的钴，余量包含镍和 不可避免的杂质，并且由一次粒子凝聚而得到的二次粒子构成，另外， 平均一次粒径为1.0~3.0pm， 一次粒径的标准偏差a和平均一次粒径 之比cj/山的值为0.4以下，平均二次粒径为5~60nm,震填密度为 1.0 3.5g/mL,比表面积为2.0m2/g以下。优选上述平均一次粒径山和平均二次粒径(12之比dz/di的值为 5 60的范围。另外，优选存在于上述二次粒子的表层部的一次粒子的钴含量为 该表层部的总质量的1 40质量％。本专利技术的镍粉的制造方法包含下述步骤在含有还原剂的水溶液 中添加2价的镍盐，使镍析出的第1还原析出步骤；在第1还原析出 步骤后的水溶液中添加至少2价的镍盐，进一步使镍析出的第2还原 析出步骤，其特征在于，在上述第l和第2还原析出步骤中，至少在 第l还原才斤出步骤中添加HLB值为10以下的^氐亲水性的表面活性剂， 同时至少在第2还原析出步骤中，向使镍析出的水溶液中添加2价的钴盐，使镍析出而得到镍粉，再使得到的镍粉在惰性气氛或真空中于80 23(TC下干燥，或者在空气中于80 150。C下干燥后，在还原气氛中 进行200~400 °C的热处理。优选在上述第2还原析出步骤中，添加了 2价钴盐的水溶液中的 钴离子的含量相对于该水溶液中的镍离子和钴离子总量为1~40质量 °/0，并且该水溶液中的钴离子浓度比上述第1还原析出步骤的水溶液中 的钴离子浓度高，此外，经过上述第1和第2还原析出步骤而得到的 镍粉含有1~20质量％的钴。另外，还可以在上述第1还原析出步骤的水溶液中添加2价的钴 盐，使得该水溶液中的钴离子含量相对于该水溶液中的镍离子和钴离 子的总量为1~20质量％,同时在上述第2还原析出步骤的水溶液中添 加2价的钴盐，使得该水溶液中的钴离子含量相对于该水溶液中的镍 离子和钴离子的总量为1 20质量％。将上述镍粉使用在聚合物PTC元件中时，优选上述二次粒子的表 层部中的钴含量为该表层部的总质量的8 20质量％,并优选作为镍粉 整体的钴含量为4~10质量％,且优选镍粉内部的钴含量为该内部的总 质量的3~6质量％。另外，优选震填密度为2.3 3.0g/mL,且优选 为8~16。另外，聚合物PTC元件更优选具有这些特征中的一种或一种 以上，特别优选具有所有这些特征。本专利技术的聚合物PTC元件包括含有导电性填料和聚合物材料而 形成的聚合物PTC要素、以及配置在聚合物PTC要素的至少 一个表面 上的金属电极，其特征在于，使用上述镍粉和通过上述方法制造的镍 粉中的任 一种镍粉作为导电性填料。专利技术的效果如果将本专利技术的镍粉和树脂混炼来制作树脂成型体，则可以得到 电阻非常低的树脂成型体。另外，得到的树脂成型体具有优异的耐候 性，可以长时间稳定地使用。因此，本专利技术的镍粉能够极其适合作为 导电糊料和导电树脂等中使用的导电性粒子使用。另外，如后所述， 本专利技术的镍粉还可以适合作为聚合物PTC元件的导电性填料使用。另外，本专利技术的镍粉由于未使用高价的材料且不需要复杂的步骤 而获得，因此是廉价的。专利文献4涉及的镍粉虽然耐候性也优异，但相对于专利文献4的镍粉的平均一次粒径为0.2~2.0pm,本专利技术的镍粉的平均一次粒径为 1.0 3.0jnm,相对于专利文献4的镍粉的震填密度为0.5 2.0g/mL,本发 明的镍粉的震填密度为1.0~3.5g/mL。另外，本专利技术的镍粉规定一次粒 径的标准偏差o和平均一次粒径d!之比cj/山的值为0.4以下，比表面 积为2.0mVg以下。因此，本专利技术的镍粉的耐候性比专利文献4的镍粉 的耐候性良好。另外，本专利技术的镍粉可以适合在聚合物PTC元件中使用，即使在 高温且干燥条件(例如夏天的车中的环境)这样的严酷的环境中，电 阻率的增加也小，因此与以往的PTC元件相比，是有用的。附图说明[图l]是利用扫描型电子显微镜(SEM)拍摄的实施例l得到的镍 粉的照片。(b)的放大率比(a)的放大率大。[图2]是利用扫描型电子显微镜(SEM)拍摄的比较例2得到的镍 粉的照片。(b)的放大率比(a)的放大率大。[图3]是示出实施例和比较例的PTC元件的电阻-温度曲线的曲线图。[图4]是示出实施例和比较例的PTC元件在高温.干燥条件下电阻 值的经时变化的曲线图。[图5]是示出实施例和比较例的PTC元件在高温'干燥条件下跳闸 (卜卩7!7°)之后的电阻值的变化率的经时变化的曲线图。[图6]是示出实施例和比较例的PTC元件在室温'通常湿度条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镍粉，其特征在于，含有１～２０质量％的钴，余量包含镍和不可避免的杂质，并且由一次粒子凝聚而得到的二次粒子构成，平均一次粒径为１．０～３．０μｍ，一次粒径的标准偏差σ和平均一次粒径ｄ↓［１］之比σ／ｄ↓［１］的值为０．４以下，平均二次粒径为５～６０μｍ，震填密度为１．０～３．５ｇ／ｍＬ，比表面积为２．０ｍ↑［２］／ｇ以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-11-29 344631/20051.一种镍粉，其特征在于，含有1～20质量％的钴，余量包含镍和不可避免的杂质，并且由一次粒子凝聚而得到的二次粒子构成，平均一次粒径为1.0～3.0μm，一次粒径的标准偏差σ和平均一次粒径d1之比σ/d1的值为0.4以下，平均二次粒径为5～60μm，震填密度为1.0～3.5g/mL，比表面积为2.0m2/g以下。2. 权利要求1所述的镍粉，其特征在于，上述平均一次粒径山 和上述平均二次粒径cb之比d2/山的值为5~60的范围内。3. 权利要求1或2所述的镍粉，其特征在于，存在于上述二次粒 子的表层部的一次粒子的钴含量为该表层部的总质量的1~40质量％。4. 一种镍粉的制造方法，其特征在于，该方法包括下述步骤在 含有还原剂的水溶液中添加2价的镍盐，使镍析出的第1还原析出步 骤；在第1还原析出步骤后的水溶液中添加至少2价的镍盐，进一步 使镍析出的笫2还原析出步骤，在上述第1和第2还原析出步骤中， 至少在第l还原析出步骤中添加HLB值为IO以下的低亲水性的表面 活性剂，同时至少在第2还原析出步骤中，向使镍析出的水溶液中添 加2价的钴盐，使镍析出而得到镍粉，再使得到的镍粉在惰性气氛或 真空中于80 23(TC下干燥，或者在空气中于80 15(TC下干燥后，在还 原气氛中进行200 400 °C的热处理。5. 权利要求4所述的镍粉的制造方法，其特征在于，在上述第2 还原析出步骤中，添加了 2价钴盐的水溶液中的钴离子的含量相对于 该水溶液中的镍离子和钴离子总量...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤敏弘，伊藤研哉，冈田修二，田中新，野村圭一郎，
申请(专利权)人：泰科电子雷伊化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]