层片状高分子聚合物正温度系数热敏电阻器制造技术

本发明专利技术涉及一种正温度系数热敏电阻。其目的是提供制取一种工艺简单、成本较低的新型的层片状高分子聚合物正温度系数热敏电阻器。本发明专利技术的高分子聚合物正温度系数热敏电阻器的芯材主要由高分子聚合物４５－５５％、导电填料２０－３５％、经表面处理的无机填料５－２０％、加工助剂１－３％等组合而成。优点是：用该法制得的热敏电阻器性能优良，能够满足电话通信中过流保护保安单元中卡接式联结的要求，降低了成本，扩大了应用面。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种正温度系数热敏电阻。正温度系数热敏电阻器广泛用于自调功率限温加热、电器部件的限流保护等领域，目前主要有陶瓷和高分子聚合物两大类，而以高分子聚合物为基体的正温度系数热敏电阻具有起始零功率电阻小、电流过载时断流速度快、安全电流大等特点，因此，在实际应用中占有的份额近年来有逐渐上升的趋势。在具体的应用中，对热敏电阻电极的引出方式有不同的要求，高分子聚合物PTC热敏电阻传统上均做成引脚方式，只可采用焊接工艺，但很多电器部件需采用卡接工艺，就需要有相应的层片状高分子聚合物PTC热敏电阻。现有的高分子聚合物正温度系数热敏电阻工艺比较复杂，成本高。本专利技术目的就是制取一种工艺简单、成本较低的新型的层片状高分子聚合物正温度系数热敏电阻器。本专利技术的高分子聚合物正温度系数热敏电阻器的芯材主要由高分子聚合物45-55％、导电填料20-35％、经表面处理的无机填料5-20％、加工助剂1-3％等组合而成。首先在密炼机中，把温度控制在高分子聚合物熔点以上50-80℃，剪切扭转力矩为0.2-0.7KN·m条件下混炼5-10分钟，出料后经冷却、粉碎。然后采用热压方法，在压机上热压的模具温度控制在150℃-170℃压力为4MPa的条件下，压制出面积为100-10000cm2，厚度为0.1-5mm的板材。或采用双螺杆挤出机混炼，用挤出机挤出，挤出机的各段温度控制在150℃、160℃、170℃、180℃的条件下进行挤出，挤出的熔体用压光机定型冷却，再切割成一定尺寸的板材。压制出面积为100-10000cm2，厚度为0.1-5mm的板材。此板材需进行化学或辐照交联，所述的化学交联是在混料配方中加入交联剂于高温下进行化学交联；所述的辐照交联是先制成未经交联的芯料板材，用γ射线或电子束辐照交联，辐照剂量在5-100mrad。然后在压机上于高分子聚合物熔点温度以上10-50℃的条件下热压，把金属片热压贴覆于上述已交联的高分子聚合物正温度系数板材的二面，所述的金属层可以是厚度为0.01-0.03mm的金属箔片，也可以是相应厚度的金属网层。此金属片层作为组成层片状复合板材电极，将此复合板材用冲压机按一定尺寸冲切下的小片即为可供使用的层片状高分子聚合物正温度系数热敏电阻器。所述的高分子聚合物是指各种部分结晶型的高分子聚合物，如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、尼龙、聚对苯二甲酸二乙酸、聚对苯二甲酸二丁酸、聚甲醛、等以及它们的共聚合物。所述的导电填料是指碳黑、石墨、金属粉末、各种长径比为15-50的金属纤维、各种长径比为15-50的表面镀有金属涂层的无机纤维和有机纤维。所述的金属可以是铜、铁、镍、银、铝以及它们的合金。所述的无机纤维可以是玻璃纤维、碳纤维、矿物纤维；所述的有机纤维可以是棉花等天然有机纤维和凯芙拉-49(Kevler-49)等合成有机纤维。所述的无机填料是指粒径＜50μm的无机化合物，如氧化锌、氧化铝、二氧化硅、高岭土、滑石粉、碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、硅酸钙等。所述的加工助剂是指(1)抗氧化剂主要有位阻酚类抗氧剂和胺类抗氧剂；(2)辅抗氧剂主要有亚磷酸酯类、磷酸酯类和硫醚类辅抗氧剂；(3)交联剂主要是指各种有机过氧化物；(4)偶联剂主要是指各种硅烷和酞酸酯类有机化合物；(5)润滑剂主要是指硬酯酸盐类、油酸盐类、低分子量的聚乙烯腊和低分子量的聚丙烯腊等；(6)加工综合平衡剂主要是指乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。本专利技术的优点在于用该法制得的热敏电阻器性能优良，如应用于电话通信的过流保护时，其各项技术指标均能通过邮电部有关行业标准，能够满足电话通信中过流保护保安单元中卡接式联结的要求，降低了成本，扩大了应用面。本专利技术的实施例如下实施例1高分子聚合物为聚乙烯，其体积含量为50％，导电填料为碳黑(粒径＜100μm)其体积含量为30％，无机填料为氧化锌(粒径＜50μm)体积含量为8％、氢氧化铝(Al2O3·3H2O、粒径＜50μm)体积含量为10％，加工助剂为抗氧剂、偶联剂、交联剂，其体积含量为2％在190-200℃温度下于密炼机中混炼均匀，经冷却、粉碎后将其放在压模中，用压力为4MPa/Cm2，温度为170℃的条件下，压成面积为100Cm2厚度为2.0mm的芯材，将Ni片经表面平整化后，在压力为2MPa温度为150℃条件下将其热压到芯材的二面，将此层片复合材料在冲压机上冲压成6*6mm小片经精整即成可以实用的层片状高分子聚合物正温度系数热敏电阻器，该电阻器在25℃时的零功率电阻＜10Ω，经20次电冲击后电阻升值的极差＜30％。实施例2高分子聚合物为聚乙烯，其体积含量为50％，导电填料为碳黑(粒径＜50μm)其体积含量为30％，无机填料为氢氧化镁(粒径＜50μm)体积含量为18％，加工助剂为抗氧剂、偶联剂，其体积含量为2％在190-200℃温度下于密炼机中混炼均匀，经冷却、粉碎后将其放在压模中，用压力为4NPa/Cm2，温度为170℃的条件下，压成面积为100Cm2厚度为2.0mm的芯材，将此芯材经Co80γ射线辐照，剂量为12Mrad，经过辐照过的芯材将Ni片经表面平整化后，在压力为2MPa温度为150℃条件下将其热压到芯材的二面，将此层片复合材料板材在冲压机上冲压成6*6mm小片即成可以实用的层片状高分子聚合物正温度系数热敏电阻器，该电阻器在25℃时的零功率电阻＜10Ω，经20次电冲击后电阻升值的极差＜30％。实施例3把混料方法改为用双螺杆挤出机混炼，其他条件均与实施例2相同，可得到与实施例2相类似的产品。实施例4芯材的制备改为用挤出机挤出。挤出机的各段温度控制在150℃、160℃、170℃、180℃的条件下进行挤出，挤出的熔体用压光机定型冷却再切割成面积为100Cm2、厚度为2.0mm的芯材，其他条件均与实施例2相同，可得到与实施例2相类似的产品。实施例5芯材的辐照方式改为电子束辐照，剂量为12Mrad，其他条件均与实施例2相同，可得到与实施例2相类似的产品。实施例6高分子聚合物为聚乙烯，其体积含量为48％，加工综合平衡剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，体积含量为5％，导电填料为碳黑(粒径＜50μm)其体积含量为30％，无机填料为三氧化二铝(粒径＜50μm)体积含量为15％，加工助剂为抗氧剂、偶联剂，其体积含量为2％其他条件均与实施例2相同，可得到与实施例2相类似的产品。实施例7把导电填料改为镍粉、体积含量为30％，其他条件均与实施例6相同，可得到与实施例6相类似的产品。实施例8把导电填料改为表面镀镍的碳纤维(长径比为20)，体积含量为30％，其他条件均与实施例6相同，可得到与实施例6相类似的产品。本文档来自技高网...

【技术保护点】
层片状高分子聚合物正温度系数热敏电阻器，由芯材和贴覆于上述芯材二面的金属片构成，其特征在于：所述的芯材主要由高分子聚合物４５－５５％、导电填料２０－３５％、经表面处理的无机填料５－２０％、加工助剂１－３％组成，该芯材首先用密炼机混炼，混炼５－１０分钟出料后粉碎，然后采用热压方法，将其压制成厚度为０．１－５ｍｍ的板材，再将所述板材进行交联处理，最后在板材的两个表面热压贴复金属层，并按需要尺寸冲压成产品。

【技术特征摘要】
CN 1996-7-16 96116425.51.层片状高分子聚合物正温度系数热敏电阻器，由芯材和贴覆于上述芯材二面的金属片构成，其特征在于所述的芯材主要由高分子聚合物45-55％、导电填料20-35％、经表面处理的无机填料5-20％、加工助剂1-3％组成，该芯材首先用密炼机混炼，混炼5-10分钟出料后粉碎，然后采用热压方法，将其压制成厚度为0.1-5mm的板材，再将所述板材进行交联处理，最后在板材的两个表面热压贴复金属层，并按需要尺寸冲压成产品。2.根据权利要求1所述的层片状高分子聚合物正温度系数热敏电阻器，其特征在于所述的芯材也可采用双螺杆挤出机混炼后用挤出机挤出，挤出的熔体用压光机定型冷却，再切割成一定尺寸的板材。3.根据权利要求1所述的层片状高分子聚合物正温度系数热敏电阻器，其特征在于混炼温度控制在聚合物基体熔点温度以上50～80℃，剪切扭转力矩为0.2-0.7KN·m。4.根据权利要求1所述的层片状高分子聚合物正温度系数热敏电阻器，其特征在于热压的模具温度控制在150℃-170℃压力为4MPa。5.根据权利要求2所述的层片状高分子聚合物正温度系数热敏电阻器，其特征在于挤出机的各段温度控制在 150℃、160℃、170℃、180℃。6.根据权利要求1所述的层片状高分子聚合物正温度系数热敏电阻器，其特征在于采用化学交联方法，在混料配方中加入交联剂，在挤出加工的同时，于高温下进行化学交联。7.根据权利要求1所述的层片状高分子聚合物正温度系数热敏电阻器，其特征在于也可以先制成未经交联的芯料板材，用γ射线或电子束辐照交联，辐照剂量在5-100mrad。8.根据权利要求1所述的层片状高分子聚合物正温度系数热敏电阻器，其特征在于所述的金属层可以是厚度为0.01-0.03mm的金属箔片。9.根据权利要求1所述的层片状高分...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘昂，李从武，毛晓峰，盛建民，余若苇，朱稼，魏锡广，陈兴国，
申请(专利权)人：上海维安热电材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]