CN101192461A - 高分子ptc芯片电加热复合工艺 - Google Patents

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CN101192461A CNA2007101725037A CN200710172503A CN101192461A CN 101192461 A CN101192461 A CN 101192461A CN A2007101725037 A CNA2007101725037 A CN A2007101725037A CN 200710172503 A CN200710172503 A CN 200710172503A CN 101192461 A CN101192461 A CN 101192461A
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吴国臣
刘正平
王军
刘玉堂
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Abstract

一种高分子PTC芯片电加热复合工艺，包括制备高分子芯材，在芯材表面叠放金属箔片并复合，其中，所述的复合包括：将金属箔片包覆芯材的上、下表面及一个侧表面并放入压机中，将金属箔片的两端贴上金属导线接入电路，在机压的同时通电使芯材加热，制成高分子PTC芯片。优点是：本发明采用对叠置在芯材表面的金属箔片进行通电，利用通电产生的热量加上压机加压制成高分子PTC芯片，工艺简单，加热机压同时完成，制造过程中热量分布均匀，使制得的PTC芯片电气与物理特性的稳定性、一致性良好。

Description

高分子PTC芯片电加热复合工艺
技术领域
本发明涉及一种高分子PTC芯片电加热复合工艺，尤其是一种导电高分子聚合物复合材料为主要原料的电子元器件制造工艺。
背景技术
在填充导电粒子的结晶或半结晶高分子复合材料中可表现出正温度系数PTC(positive temperature coefficient)现象，也就是说，在一定的温度范围内，自身的电阻率会随温度的升高而增大。在较低的温度时，这类导体呈现较低的电阻率，而当温度升高到其高分子聚合物熔点附近，也就是达到所谓的“关断”温度时，电阻率急骤升高。
具有PTC特性的这类导电体已制成热敏电阻器，应用于电路的过流保护设置。在通常状态下，电路中的电流相对较小，热敏电阻器温度较低，而当由电路故障引起的大电流通过此自复性保险丝时，其温度会突然升高到“关断”温度，导致其电阻值变得很大，这样就使电路处于一种近似“开路”状态，从而保护了电路中其他元件。
通常高分子PTC热敏电阻芯片的制造方法，即两层金属箔片电极夹一层高分子PTC材料构成的待加工芯材组件放在模具中，通过热压机的加热板对模具进行加热加压，热量通过压机的加热板传导到模具，再通过模具传导到待加工的PTC芯片组件。由于压机加热板的热量传导给模具时会随着加热板的密度和平整度的变化而变得不均匀，并且在模具传导给PTC芯片组件时热量又发生了不均匀传导。由于制造过程的热量不均匀分布带来了PTC芯片的电气与物理特性的稳定性和一致性差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种高分子PTC芯片电加热复合工艺，以对金属箔片通电加热代替传统的加热板加热，制得电气与物理特性稳定型、一致性良好的高分子PTC芯片。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种高分子PTC芯片电加热复合工艺，包括制备高分子芯材，在芯材表面叠放金属箔片并复合，其中，所述的复合包括：将金属箔片包覆芯材的上、下表面及一个侧表面并放入压机中，将金属箔片的两端接入金属导线电路，在机压的同时通电使芯材加热，制成高分子PTC芯片。
所述的通电加热包括前段通电加热5～15分钟，电流70～130安培，加热至150～180℃；后段通电保温3～8分钟，优选4～6分钟，电流5～15安培，优选，8～12安培。
所述芯材由高分子聚合物、导电填料、其他填料和加工助剂经混合、混炼后，再经模压或挤出成型。
所述的高分子聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯中的一种或其共混物。
所述的导电填料为碳黑、石墨、碳纤维、金属粉末、金属氧化物中的一种或其混合物。
所述的金属粉末包括银粉、铜粉、铝粉、镍粉、不锈钢粉中的一种或其混合物。
所述的其他填料为陶土、氢氧化镁、氢氧化铝、滑石粉、碳酸钙中的一种或其混合物。
所述的金属箔片是由一张金属片材的单面以电沉积的方法，复合导电颗粒的共沉积层制成的。所述的共沉积具体是在金属片材上先电镀一层碳黑，再电镀一层镍，制成特殊的金属箔片。导电颗粒还可以为金、银、铜、铝、金属氧化物等。
在上述方案的基础上，具体的，所述芯材的制备为将高分子聚合物、导电填料、其他填料和加工助剂在高速混合机内混合，然后将混合物在100～200℃混炼，用模压或基础成型工艺制成100～1000cm2，厚0.3～5.0mm的芯材。
本发明的有益效果是：
本发明采用对叠置在芯材表面的金属箔片进行通电，利用通电产生的热量加上压机加压制成高分子PTC芯片，工艺简单，加热、机压同时完成，制造过程中热量分布均匀，使制得的高分子PTC芯片电气与物理特性的稳定性、一致性良好。
附图说明
附图为本发明高分子PTC芯片的结构示意图。
附图中标号说明
1-芯材    2-金属箔片
具体实施方式
请参阅附图为本发明高分子PTC芯片的结构示意图所示，一种高分子PTC芯片电加热复合工艺，芯材的制备为将高密度聚乙烯、碳黑、纳米碳酸钙、氢氧化镁和抗氧剂按比例在高速混合机内混合10分钟，然后将混合物在180℃于密炼机中混炼均匀，经冷却，放在压模中，在压力5MPa，温度180℃下压制成面积200cm2，厚0.8mm的芯材1。
在铜片材的单面以电沉积的方法复合导电颗粒共沉积层，即先电镀一层碳黑，再电镀一层镍，制成铜箔片作为PTC电极片。
将芯材1于金属箔片2(铜箔片)进行复合，所述的复合包括：将金属箔片2包覆芯材1的上、下表面及一个侧表面并放入压机中，将金属箔片2的两端贴上金属导线接入电路，在冷机压的同时通电使芯材1加热，包括在压力5MPa下，前段通电加热约5分钟，电流100安培，使温度达到170℃；在压力4MPa下，后段通电保温约5分钟，电流10安培，保持170℃，制成高分子PTC芯片。

Claims (10)

1.一种高分子PTC芯片电加热复合工艺，包括制备高分子芯材，在芯材表面复合金属箔片，其特征在于所述的复合包括：将金属箔片包覆芯材的上、下表面及一个侧表面并放入压机中，将金属箔片的两端贴上金属导线接入电路，在机压的同时通电使芯材加热，制成高分子PTC芯片。
2.根据权利要求1所述的高分子PTC芯片电加热复合工艺，其特征在于：所述的通电加热包括前段通电加热5～15分钟，电流70～130安培；后段通电保温3～8分钟，电流5～15安培。
3.根据权利要求1或2所述的高分子PTC芯片电加热复合工艺，其特征在于：所述芯材由高分子聚合物、导电填料、其他填料和加工助剂经混合、混炼后，再经模压或挤出成型。
4.根据权利要求3所述的高分子PTC芯片电加热复合工艺，其特征在于：所述的高分子聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯中的一种或其共混物。
5.根据权利要求3所述的高分子PTC芯片电加热复合工艺，其特征在于：所述的导电填料为碳黑、石墨、碳纤维、金属粉末、金属氧化物中的一种或其混合物。
6.根据权利要求5所述的高分子PTC芯片电加热复合工艺，其特征在于：所述的金属粉末包括银粉、铜粉、铝粉、镍粉、不锈钢粉中的一种或其混合物。
7.根据权利要求3所述的高分子PTC芯片电加热复合工艺，其特征在于：所述的其他填料为陶土、氢氧化镁、氢氧化铝、滑石粉、碳酸钙中的一种或其混合物。
8.根据权利要求1所述的高分子PTC芯片电加热复合工艺，其特征在于：所述的金属箔片是由一张金属片材的单面以电沉积的方法，复合导电颗粒的共沉积层制成的。
9.根据权利要求3所述的高分子PTC芯片电加热复合工艺，其特征在于：所述芯材的制备为将高分子聚合物、导电填料、其他填料和加工助剂在高速混合机内混合，然后将混合物在100～200℃混炼，用模压或基础成型工艺制成100～1000cm2，厚0.3～5.0mm的芯材。
10.一种由权利要求1所述高分子PTC芯片电加热复合工艺所制得的高分子PTC芯片。
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