CN101465252A - 薄型温度熔断器用助熔剂及薄型温度熔断器 - Google Patents

Abstract

本发明薄型温度熔断器用助熔剂及薄型温度熔断器涉及电子类相关产品用过温保护薄型元件，尤其是一种手机电池用薄型温度熔断器用助熔剂、助熔剂制备方法和薄型温度熔断器。一种薄型温度熔断器用助熔剂，由松香、醇胺类化合物、醇类化合物、硅油组成，按重量百分比计为：松香70～80％、醇胺类化合物10～20％、醇类化合物5～8％和硅油0.5～3％。本发明的助熔剂酸值低，对金属腐蚀性大大降低，长期耐久性好，且助熔效果显著，能快速润湿金属使其熔断，高低温交变不析晶、抗氧化、闪点高、挥发性小、绝缘性好，是配合温度熔断器的理想助熔剂。

Description

薄型温度熔断器用助熔剂及薄型温度熔断器

技术领域

本发明薄型温度熔断器用助熔剂及薄型温度熔断器涉及电子类相关产品用过温保护薄型元件，尤其是一种手机电池用薄型温度熔断器用助熔剂、助熔剂制备方法和薄型温度熔断器。

背景技术

小型电源尤其是以锂电池为代表的二次电池已广泛应用，但锂电池制造技术的不完善，锂离子电池的底层技术都存在潜在危险。目前大多数电池只是依赖过流或电压保护，也就是说只能提供过流或过压保护，但即使是在电流电压稳定的状态下，依焦耳热定律，其温度还是会持续的上升，温度若持续升高要么直接引起爆炸；要么在锂电池内的阴极座逐渐析出金属锂然后接触到阳极座，引起短路而产生危险。

故需要温度熔断器对其进行保护，温度熔断器中需要助熔剂来润湿熔芯，改善其熔断特性及熔芯熔断后的形貌。

目前国内外助熔剂中均含有大量的松香，松香直接使用时，有结晶倾向大、易氧化变色和酸性高腐蚀性强等缺陷。而且除松香外，还要添加助剂，添加后要么引入卤素元素，如氯、溴，要么使助熔剂的酸值剧增，对金属产生永久性腐蚀。

发明内容

发明所要解决的技术问题在于提供一种薄型温度熔断器用助熔剂，与传统助熔剂相比，其不含卤素活性剂，热稳定性更佳，对金属腐蚀性更小，润湿性能更强。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种上述助熔剂的制备方法。

本发明所要解决的又一技术问题在于提供一种利用上述助熔剂的薄型温度熔断器。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种薄型温度熔断器用助熔剂，由松香、醇胺类化合物、醇类化合物、硅油组成，按重量百分比计为：

松香                70～80％

醇胺类化合物        10～20％

醇类化合物          5～8％

硅油                0.5～3％。

具体的，松香的用量可以为70，72，74，76，78或80％；醇胺类化合物的用量可以为10，12，14，16，18或20％；醇类化合物的用量可以为5，6，7或8％；硅油0.5，1，1.5，2，2.5或3％。

在上述方案的基础上，所述的松香为马来松香、聚合松香、歧化松香、氢化松香、普通松香的一种或几种的混合物。

松香主要由树脂酸组成，树脂酸为多种同分异构体的混合物，主要分为枞酸型与海松酸型两种类型。其中枞酸型组份在树脂酸中含量高达80～90％，是树脂酸的主要成分，代表了松香的主要特性。枞酸型树脂酸包括枞酸、左旋海松酸、长叶橙酸与新枞酸四种组份，在加热或酸催化条件下，左旋海松酸、长叶松酸及新枞酸均经异构化反应向枞酸转化，最终枞酸型树脂酸主要以枞酸的结构型式存在。歧化松香作为改性松香，主要成分是去氢枞酸，性能稳定，在催化剂存在下，借无机酸和热的作用，使松香的第一部分被氧化，另一部分被还原，即发生了歧化反应的产物。

综上所述，松香优选为歧化松香。

在上述方案的基础上，所述的醇胺类化合物为一乙醇胺、二乙醇胺、二甘醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺，苯丙醇胺的一种或几种的混合物。

醇胺类化合物呈碱性，优选为二甘醇胺、三乙醇胺，可以用来降低松香中过高的酸值，降低其腐蚀性，松香主要成分树脂酸，初始酸值为150，而与醇胺反应完全后，混合物的酸值可以降至10以下，表明二者显著发生了酯化反应。

在上述方案的基础上，所述醇类化合物为甲醇、乙醇、丙醇、丙三醇、正丁醇、异丁醇、季戊四醇中的一种或者几种的混合物。

醇类作为优质溶剂，既能有效与其他物质互溶，又不引入有害元素，优选为乙醇、正丁醇、异丁醇中的一种或多种。

在上述方案的基础上，所述的硅油为甲基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、乙基硅油、乙基含氢硅油中的一种或者几种的混合物。

硅油有许多特殊性能，如温粘系数小、耐高低温、抗氧化、闪点高、挥发性小、绝缘性好、表面张力小、对金属无腐蚀、无毒等等，优选为乙基硅油。

助熔剂酸值的测量用标准碱溶液滴定法。称量约1.5g样品，加入约50mL甲苯/95％乙醇混合溶剂(体积比为2：1，预先以碱溶液滴定至中性)溶解，加入1％酚酞/乙醇指示液2～3滴，用0.1mol/L氢氧化钾/95％乙醇标准溶液滴定至试液呈粉红色并于10s内不褪色即为终点，酸值用中和1g物质所需的氢氧化钾毫克数表示(mgKOH/g)。

本发明提供一种针对上述助熔剂的制备方法，依下述步骤制备：依配方将松香先加入醇类化合物中水浴加热使之融化，再将醇胺类化合物缓慢加入其中，边添加边搅拌，最后将硅油混入其中，搅拌均匀，冷却后制得助熔剂。

利用上述的助熔剂的薄型温度熔断器，由熔芯、一对引脚和塑封材料构成，其中，所述的塑封材料由上载带和下载带组成，包覆熔芯和助熔剂的全部以及一对引脚的端部，将熔芯和助熔剂密封，其中，一对引脚通过熔芯相互连接，助熔剂包覆在熔芯外侧，形成熔断器总厚度不大于1.0mm。

在上述方案的基础上，所述的熔芯为哑铃型，所述的熔芯为哑铃型，具有两个圆形端部，所述二引脚的端部均形成有圆弧形缺口，所述熔芯的两个圆弧形端部嵌在引脚端部的圆弧形缺口内相互过盈配合。

在上述方案的基础上，所述的熔芯按摩尔百分比计包含下述金属组分：

铟         64～70％

铋         25～30％

锌         2～6％。

在上述方案的基础上，所述的引脚为镍金属，与熔芯过盈配合的端部电镀有锡铋合金。

本发明的有益效果是：

本发明的助熔剂酸值低，对金属腐蚀性大大降低，长期耐久性好，且助熔效果显著，能快速润湿金属使其熔断，高低温交变不析晶、抗氧化、闪点高、挥发性小、绝缘性好，是配合温度熔断器的理想助熔剂。

附图说明

图1为本发明薄型温度熔断器的应用电路图。

图2为本发明引脚与熔芯过盈配合的结构示意图。

图3为本发明引脚与熔芯过盈配合的侧视结构示意图。

图4为本发明引脚的结构示意图。

图5为本发明薄型温度熔断器的部分剖视结构示意图。

附图中标号说明

图1中：

1—温度熔断器  2—发光二极管  3—固定电阻

图2，3，4，5中：

4，4’—引脚  5，5’—端部  51，51’—圆弧形缺口

6—熔芯  61，62—圆形端部

7—上载带  8—下载带  9’—锡铋合金

10—助熔剂

具体实施方式

助熔剂的制备：

实施例1

一种薄型温度熔断器用助熔剂，制备方法为：称取歧化松香40g，加入乙醇4ml水浴加热使之熔化，在量取二甘醇胺8ml，缓慢加入其中，边添加边搅拌，最后将0.5g乙基硅油混入其中，搅拌均匀，待冷却后制成助熔剂A。

实施例2

一种薄型温度熔断器用助熔剂，制备方法为：称取歧化松香40g，加入乙醇4ml水浴加热使之熔化，在量取三乙醇胺8ml，缓慢加入其中，边加边搅拌，最后将0.5g乙基硅油混入其中，搅拌均匀，待冷却后制成助熔剂B。

实施例3

一种薄型温度熔断器用助熔剂，制备方法为：称取歧化松香40g，加入正丁醇4ml水浴加热使之熔化，在量取二甘醇胺8ml，缓慢加入其中，边加边搅拌，最后将0.5g乙基硅油混入其中，搅拌均匀，待冷却后制成助熔剂C。

实施例4

一种薄型温度熔断器用助熔剂，制备方法为：称取歧化松香40g，加入正丁醇4ml水浴加热使之熔化，在量取三乙醇胺8ml，缓慢加入其中，边加边搅拌，最后将0.5g乙基硅油混入其中，搅拌均匀，待冷却后制成助熔剂D。

实施例5

一种薄型温度熔断器用助熔剂，制备方法为：称取歧化松香40g，加入异丁醇4ml水浴加热使之熔化，在量取二甘醇胺8ml，缓慢加入其中，边加边搅拌，最后将0.5g乙基硅油混入其中，搅拌均匀，待冷却后制成助熔剂E。

实施例6

一种薄型温度熔断器用助熔剂，制备方法为：称取歧化松香40g，加入异丁醇4ml水浴加热使之熔化，在量取三乙醇胺8ml，缓慢加入其中，边加边搅拌，最后将0.5g乙基硅油混入其中，搅拌均匀，待冷却后制成助熔剂F。

应用例

将助熔剂A、B、C、D、E、F分别用于制作温度熔断器各20pcs，熔芯采用In-Bi-Zn三元合金，DSC测得其熔点为96.1℃。

请参阅图2为本发明引脚与熔芯过盈配合的结构示意图，图3为本发明引脚与熔芯过盈配合的侧视结构示意图，图4为本发明引脚的结构示意图和图5为本发明薄型温度熔断器的部分剖视结构示意图所示，一种薄型温度熔断器，由熔芯6、一对引脚4，4’和塑封材料下载带8、塑封材料上载带7构成，其中，所述的熔芯6为哑铃型，具有两个圆形端部61，62，所述引脚4，4’的端部5，5’均形成有圆弧形缺口51，51’，熔芯6的两个圆弧形端部61，62嵌在引脚端部5，5’的圆弧形缺口51，51’内相互过盈配合，熔芯6的表面涂覆有助熔剂10，下载带8、上载带7包覆熔芯6和助熔剂10的全部以及引脚4，4’的端部5，5’。图4中，引脚端部5’上电镀有锡铋合金9’。

请参阅图1为本发明薄型温度熔断器的应用电路图所示，将控温油槽恒温在98±0.1℃，将温度熔断器1与两节5号电池、一个固定电阻3、一个发光二极管2串联起来形成电流回路，发光二极管2是亮的，将温度熔断器投入油槽中，同时开始计时，当温度熔断器1遇热熔断，则电流不通，发光二极管2熄灭，此为计时终点。从开始计时到计时终点这一时间记为熔断时间t，每种助熔剂的熔断器的平均熔断时间为ts＝(t1+t2+…+t20)/20。

将熔断后的元件在温度25±5℃，电压DC100V下侧量其阻值R，每种助熔剂的熔断器的平均电阻Rs＝(R1+R2+…+R20)/20

助熔剂酸值的测量用标准碱溶液滴定法。称量约1.5g样品，加入约50mL甲苯/95％乙醇混合溶剂(体积比为2：1，预先以碱溶液滴定至中性)溶解，加入1％酚酞-乙醇指示液(浓度为10g/L，由95％的乙醇配制而成)2～3滴，用0.1mol/L氢氧化钾/95％乙醇标准溶液滴定至试液呈粉红色并于10s内不褪色即为终点.酸值用中和1g物质所需的氢氧化钾毫克数表示(mgKOH/g)。

表1

 

助熔剂	平均熔断时间ts(S)	熔断后DC100V下平均阻值Rs(MΩ)	酸值(mgKOH/g)
				A	2.3	151	30
B	2.1	173	18
				C	1.9	137	34
D	1.8	145	27
				E	1.7	122	24
F	1.5	129	18

从图中可以看出助熔剂F做成的熔断器的熔断时间最短，且酸值最低，故歧化松香、异丁醇、三乙醇胺、乙基硅油配合起来最佳。

Claims (10)

1、一种薄型温度熔断器用助熔剂，由松香、醇胺类化合物、醇类化合物、硅油组成，按重量百分比计为：

松香              70～80％

醇胺类化合物      10～20％

醇类化合物        5～8％

硅油              0.5～3％。

2、根据权利要求1所述的薄型温度熔断器用助熔剂，其特征在于：所述的松香为马来松香、聚合松香、歧化松香、氢化松香、普通松香的一种或几种的混合物。

3、根据权利要求1所述的薄型温度熔断器用助熔剂，其特征在于：所述的醇胺类化合物为一乙醇胺、二乙醇胺、二甘醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺，苯丙醇胺的一种或几种的混合物。

4、根据权利要求1所述的薄型温度熔断器用助熔剂，其特征在于：所述醇类化合物为甲醇、乙醇、丙醇、丙三醇、正丁醇、异丁醇、季戊四醇中的一种或者几种的混合物。

5、根据权利要求1所述的薄型温度熔断器用助熔剂，其特征在于：所述的硅油为甲基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、乙基硅油、乙基含氢硅油中的一种或者几种的混合物。

6、针对权利要求1至5之一所述的薄型温度熔断器用助熔剂的制备方法，依下述步骤制备：依配方将松香先加入醇类化合物中水浴加热使之融化，再将醇胺类化合物缓慢加入其中，边添加边搅拌，最后将硅油混入其中，搅拌均匀，冷却后制得助熔剂。

7、利用权利要求1至5之一所述助熔剂的薄型温度熔断器，由熔芯、一对引脚和塑封材料构成，其特征在于：所述的塑封材料由上载带和下载带组成，包覆熔芯和助熔剂的全部以及一对引脚的端部，将熔芯和助熔剂密封，其中，一对引脚通过熔芯相互连接，助熔剂包覆在熔芯外侧，形成熔断器总厚度不大于1.0mm。

8、根据权利要求7所述的薄型温度熔断器，其特征在于：所述的熔芯为哑铃型，具有两个圆形端部，所述二引脚的端部均形成有圆弧形缺口，所述熔芯的两个圆弧形端部嵌在引脚端部的圆弧形缺口内相互过盈配合。

9、根据权利要求7所述的薄型温度熔断器，其特征在于：所述的熔芯按摩尔百分比计包含下述金属组分：

铟  64～70％

铋  25～30％

锌  2～6％。

10、根据权利要求8所述的薄型温度熔断器，其特征在于：所述的引脚为镍金属，与熔芯过盈配合的端部电镀有锡铋合金。

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