CN103785594B - 静电涂覆高分子复合ptc粉体制备双面挠性铜箔的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种静电涂覆高分子复合PTC粉体制备双面挠性铜箔的方法,包括以下步骤:(1)制备高分子复合PTC粉体;(2)通过加热装置将铜箔加热至150‑450℃,利用静电涂覆设备在铜箔上涂敷步骤(1)制得的高分子复合PTC粉体,在铜箔上形成高分子复合PTC粉体涂层;(3)烘烤步骤(2)涂敷过高分子复合PTC粉体涂层的铜箔,经过再结晶工艺得到双面挠性铜箔;与现有技术相比,本发明的加工过程简便,可提高生产效率及优良品率,产品厚度一致性强,制得的双面挠性PTC铜箔的品质可靠性高,热敏反应速度快、准确和容量调整方便。
Description
技术领域
本发明涉及双面挠性铜箔的制备方法,尤其涉及一种静电涂覆高分子复合PTC粉体制备双面挠性铜箔的方法。
背景技术
随着科学技术的飞速发展,社会各行业特别是复合材料、电子材料,装饰性材料等对功能性铜箔的需求量日益增加。功能性铜箔目前已经成为在功能性能源及电子整机产品中起到支撑、互连元器件作用的PCB的关键材料,它被喻为电子产品信号与电力传输、沟通的“神经网络”。铜箔作为电子工业的基础材料,其发展一直追随着PCB技术的发展,而PCB技术则随着电子产品的日新月异不断提高。IT产品技术的发展促进了PCB朝着多层化、薄型化、高密度化、高速化、高可靠化、功能化方向发展,因此开发更加具有高性能、高质量、高可靠性、功能化的铜箔市场前景非常广阔。
自1950年荷兰菲力浦公司的海曼等人发现BaTiO3系陶瓷半导化后可获得正温度系数(PTC)特性以来,人们对它的了解越来越深刻。与此同时,在其应用方面也正日益广泛,渗透到日常生活、工农业技术、军事科学、通讯、宇航等各个领域。PTC热敏电阻发热元件是现代以至将来高科技尖端之产品。它被广泛应用于轻工、住宅、交通、航天、农业、医疗、环保、采矿、民用器械等,它与镍、铬丝或远红外等发热元件相比,具有卓越的优点。当在PTC元件施加交流或直流电压升温时,在居里点温度以下,电阻率很低;当一旦超越居里点温度,电阻率突然增大,使其电流下降至稳定值,达到自动控制温度、恒温目的。PTC元件发热时不发红,无明火(电阻丝发红且有明火),不易燃烧。PTC元件周围温度超越限值时,其功率自动下降至平衡值,不会产生燃烧危险。PTC元件的能量输入采用比例式,有限流作用,比镍铬丝等发热元件的开关式能量输入还节省电力。PTC材料有高分子材料类与陶瓷类两种,陶瓷类PTC元件本身为氧化物,无镍铬丝之高温氧化弊端,也没有红外线管易碎现象,寿命长。并且多孔型比无孔型寿命更长。PTC元件本身自动控温,不需另加自动控制温度线路装置。多孔型PTC更不需要其他散热装置,也不需用导电胶。PTC元件在低压(6-36伏)和高压(110-240伏)下都能正常使用。低压PTC元件适用于各类低电压加热器,仪器低温补偿,汽车上和电脑周边设备上的加热器。 高压PTC元件适用于下列电气设备的加热:电热保温碟、烘鞋器、热熔胶枪、电饭煲、电热靴、电热驱蚊器、静脉注射加热、轻便塑料封口机、蒸气发梳、蒸气发生器、加湿器、卷发器、录象机、复印机、自动售货机、热风帘、暖手器、茶叶烘干机、水管加热器、旅行干衣机、汽车烤漆房、液化气瓶加热器、沐浴器、美容器、电热餐桌、奶瓶恒温器、电热炙疗器、电热水瓶、电热毯等。
PTC材料的出现,可以解决传统开关的速度不够快和容量不够大这两方面的问题。随着科学技术的发展和工艺的不断改进,PTC元件的特性将越来越完善,其常态可通电流将得到进一步的提高,在交、直流领域可能导致传统开关的一场技术革命,对于二次控制设备也有着广泛的应用前景,它将大大降低电子设备的制造成本,提高电子系统运行的经济性、可靠性。
PTC材料加工由于钛酸钡陶瓷材料的特点,传统加工均一性控制较难,限制了PTC材料的应用。
传统制备PTC元器件由于工艺的限制,PTC元器件与电极分别加工,然后与极板焊接或胶结成器件,以小型元器件为主,未见有巨幅超薄功能铜箔加工的报道。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供一种静电涂覆高分子复合PTC粉体制备双面挠性铜箔的方法,该方法加工过程简便,可提高生产效率及优良品率。
为实现上述发明目的,本发明采用以下技术方案:
一种静电涂覆高分子复合PTC粉体制备双面挠性铜箔的方法,包括以下步骤:(1)制备高分子复合PTC粉体;(2)通过加热装置将铜箔加热至150-450℃,利用静电涂覆设备在铜箔上涂敷步骤(1)制得的高分子复合PTC粉体,在铜箔上形成高分子复合PTC粉体涂层;(3)烘烤步骤(2)涂敷过高分子复合PTC粉体涂层的铜箔,经过再结晶工艺得到双面挠性铜箔。
所述步骤(1)高分子为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酯、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺、环氧树脂、聚氨酯、聚醚或丙烯酸酯。
所述步骤(1)PTC粉体为炭黑、碳纤维、石墨片、银、铜片、银包铜纳米颗粒、钛酸钡微粉、含铅质量百分数为1.0-1.5%的钛酸钡微粉或含锶质量百分数为1.0-2.0%的钛酸钡微粉。
所述步骤(1)中高分子与PTC粉体以1:10-10:1的比例进行复合,复合时采用螺杆机、球磨机、热熔共混粉碎或将高分子溶解为胶体后加入PTC粉体超声共混。
所述步骤(2)中铜箔为电解铜箔或热压铜箔,铜箔的厚度为3-70μm。
所述步骤(2)中铜箔上形成的高分子复合PTC粉体涂层的厚度为1-5μm。
所述步骤(3)中再结晶工艺过程为将步骤(2)制得的铜箔在龙窑中依据不同的高分子材料的结晶温度进行再结晶,各温度区加热时间为10-20分钟。
如聚乙烯类依次经80℃, 130℃, 90℃, 30℃温度区进行加热;聚丙烯类依次经历80℃, 150℃,90℃, 30℃温度区进行加热;聚酰亚胺类依次经历180℃, 290℃,190℃,130℃进行加热;聚酯类依次经历180℃, 250℃,190℃, 130℃进行加热,完成再结晶过程。
所述步骤(3)制得的双面挠性铜箔的厚度为5-80μm。
所述静电涂覆设备中静电发生器的输出电压为0.5-20万伏。
与现有技术相比,本发明的加工过程简便,可提高生产效率及优良品率,产品厚度一致性强,制得的双面挠性PTC铜箔的品质可靠性高,热敏反应速度快、准确和容量调整方便;本发明以超薄铜箔为基材,利用静电涂覆技术,在铜箔两面分别加工出一层PTC材料,形成双面挠性PTC铜箔功能性材料,满足日常生活、工农业技术、军事科学、通讯、宇航等各个领域的应用需求。
附图说明
图1为本发明喷涂工艺流程图。
图2为本发明再结晶工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
如图1和图2所示,本实施例静电涂覆高分子复合PTC粉体制备双面挠性铜箔的方法,包括以下步骤:(1)取100g聚乙烯与100g炭黑,在氮气保护下放入球磨机中,球磨混合5小时,制得高分子复合PTC粉体;(2)将厚度为5μm的电解铜箔经放卷装置1放出,通过加热装置2将放出的电解铜箔加热至150°C,在幅宽1.3米,长5米的静电涂覆设备3上,以50米/分钟的速度连续涂敷600米,通过静电涂覆设备上设有的流量控制阀4控制高分子复合PTC粉体涂布厚度为2.5μm,经冷却装置5冷却结晶,然后进入收卷装置6,完成高分子复合PTC粉体在电解铜箔上的双面静电涂覆;(3)将收卷装置中的电解铜箔卷取出装在10米长的龙窑中,依次经历80℃, 130℃,90℃, 30℃进行加热,每个温度区各烘烤1分钟,冷却,完成再结晶加工,制得卷装600米长,幅宽1.3米,厚度为10μm的双面挠性电解铜箔。
实施例2
本实施例静电涂覆高分子复合PTC粉体制备双面挠性铜箔的方法,包括以下步骤:(1)取10g聚丙烯与100g钛酸钡微粉,在氮气保护下放入三螺杆共混反应器中,混合4小时,制得高分子复合PTC粉体;(2)将厚度为3μm的电解铜箔经放卷装置放出,通过加热装置将放出的电解铜箔加热至160°C,在幅宽1.3米,长5米的静电涂覆设备上,以50米/分钟的速度连续涂敷600米,通过静电涂覆设备上设有的流量控制阀控制高分子复合PTC粉体涂布厚度为1μm,经冷却装置冷却结晶,然后进入收卷装置,完成高分子复合PTC粉体在电解铜箔上的双面静电涂覆;(3)将收卷装置中的电解铜箔卷取出装在10米长的龙窑中,依次经历80℃,150℃,90℃, 30℃进行加热,每个温度区各烘烤10分钟,冷却,完成再结晶加工,制得卷装600米长,幅宽1.3米,厚度为5μm的双面挠性电解铜箔。
实施例3
本实施例静电涂覆高分子复合PTC粉体制备双面挠性铜箔的方法,包括以下步骤:(1)取50g聚酰亚胺与100g含锶质量百分数为1.3%的钛酸钡微粉,在氮气保护下放入三螺杆共混反应器中,混合5小时,制得高分子复合PTC粉体;(2)将厚度为15μm的电解铜箔经放卷装置放出,通过加热装置将放出的电解铜箔加热至250°C,在幅宽1.3米,长5米的静电涂覆设备上,以50米/分钟的速度连续涂敷600米,通过静电涂覆设备上设有的流量控制阀控制高分子复合PTC粉体涂布厚度为2.5μm,经冷却装置冷却结晶,然后进入收卷装置,完成高分子复合PTC粉体在电解铜箔上的双面静电涂覆;(3)将收卷装置中的电解铜箔卷取出装在10米长的龙窑中,依次经历180℃, 290℃,190℃, 130℃进行加热,每个温度区各烘烤12分钟,冷却,完成再结晶加工,制得卷装600米长,幅宽1.3米,厚度为20μm的双面挠性电解铜箔。
实施例4
本实施例静电涂覆高分子复合PTC粉体制备双面挠性铜箔的方法,包括以下步骤:(1)取100g聚酰亚胺与10g含铅质量百分数为1.2%的钛酸钡微粉,在氮气保护下放入三螺杆共混反应器中,混合5小时,制得高分子复合PTC粉体;(2)将厚度为70μm的热压铜箔经放卷装置放出,通过加热装置将放出的热压铜箔加热至300°C,在幅宽1.3米,长5米的静电涂覆设备上,以50米/分钟的速度连续涂敷600米,通过静电涂覆设备上设有的流量控制阀控制高分子复合PTC粉体涂布厚度为5μm,经冷却装置冷却结晶,然后进入收卷装置,完成高分子复合PTC粉体在热压铜箔上的双面静电涂覆;(3)将收卷装置中的热压铜箔卷取出装在10米长的龙窑中,依次经历180℃, 290℃,190℃, 130℃进行加热,每个温度区各烘烤20分钟,冷却,完成再结晶加工,制得卷装600米长,幅宽1.3米,厚度为80μm的双面挠性热压铜箔。
实施例5
本实施例静电涂覆高分子复合PTC粉体制备双面挠性铜箔的方法,包括以下步骤:(1)取100g聚酯与100g碳纤维,在氮气保护下放入三螺杆共混反应器中,混合5小时,制得高分子复合PTC粉体;(2)将厚度为30μm的热压铜箔经放卷装置放出,通过加热装置将放出的热压铜箔加热至450°C,在幅宽1.3米,长5米的静电涂覆设备上,以50米/分钟的速度连续涂敷600米,通过静电涂覆设备上设有的流量控制阀控制高分子复合PTC粉体涂布厚度为5μm,经冷却装置冷却结晶,然后进入收卷装置,完成高分子复合PTC粉体在热压铜箔上的双面静电涂覆;(3)将收卷装置中的热压铜箔卷取出装在10米长的龙窑中,依次经历180℃, 250℃,190℃, 130℃进行加热,每个温度区各烘烤30分钟,冷却,完成再结晶加工,制得卷装600米长,幅宽1.3米,厚度为40μm的双面挠性热压铜箔。
Claims (1)
1.一种静电涂覆高分子复合PTC粉体制备双面挠性铜箔的方法,其特征在于包括以下步骤:(1)制备高分子复合PTC粉体;(2)通过加热装置将铜箔加热至150-450℃,利用静电涂覆设备在铜箔上涂敷步骤(1)制得的高分子复合PTC粉体,在铜箔上形成高分子复合PTC粉体涂层;(3)烘烤步骤(2)涂敷过高分子复合PTC粉体涂层的铜箔,经过再结晶工艺得到双面挠性铜箔;
所述步骤(1)高分子为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酯、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺、环氧树脂、聚氨酯、聚醚或丙烯酸酯;
所述步骤(1)PTC粉体为炭黑、碳纤维、石墨片、银、铜片、银包铜纳米颗粒、钛酸钡微粉、含铅质量百分数为1.0-1.5%的钛酸钡微粉或含锶质量百分数为1.0-2.0%的钛酸钡微粉;
所述步骤(1)中高分子与PTC粉体以1:10-10:1的比例进行复合,复合时采用螺杆机、球磨机、热熔共混粉碎或将高分子溶解为胶体后加入PTC粉体超声共混;
所述步骤(2)中铜箔为电解铜箔或热压铜箔,铜箔的厚度为3-70μm;
所述步骤(2)中铜箔上形成的高分子复合PTC粉体涂层的厚度为1-5μm;
所述步骤(3)中再结晶工艺过程为将步骤(2)制得的铜箔在龙窑中依据不同的高分子材料的结晶温度进行再结晶,各温度区加热时间为10-20分钟;
所述步骤(3)制得的双面挠性铜箔的厚度为5-80μm;
所述静电涂覆设备中静电发生器的输出电压为0.5-20万伏。
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