CN103996472B - 圆环形 pptc 热敏电阻的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种圆环形PPTC热敏电阻的制备方法，包括以下步骤：1)基材处理；2)双螺杆挤出机挤出压延；3)冲切成型，冲床模具的模具孔下方设置多根串杆，半成品出料后套设在串杆上；4)将串杆转移至一热处理支撑架，放入烘箱内进行热处理；5)将热处理完毕的半成品通过串杆转移至辐照工装，辐照工装包括一底板，底板前后两端各设一挡板，每个挡板上并排设有多个缺口，每两个相对齐的缺口之间构成一辐照区，辐照区底部镂空，圆环形PPTC热敏电阻半成品竖立成排排列在辐照区内，串杆抽出后进行辐照。本发明实现了圆环形PPTC热敏电阻的冲切串杆接料、均匀有序竖立柱状排列进行热处理、辐照，热处理受热更均匀、受辐照更一致。

Description

圆环形PPTC热敏电阻的制备方法

技术领域

本发明涉及高分子热敏电阻领域，尤其涉及一种热处理、辐照均匀、一致性好的圆环形PPTC热敏电阻的制备方法。

背景技术

高分子正温度系数热敏电阻(PPTC，Polymer Positive TemperatureCoefficient thermistor)又称自恢复保险丝，简称PPTC热敏电阻，PPTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的电阻，超过一定的温度(开关温度)时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。其工作原理是：当电路正常工作时，PPTC热敏电阻阻值非常小不阻碍电流通过；而当电路出现过流、过载或过热等故障时，热敏电阻温度迅速上升，超过开关温度时瞬间升至高阻态，从而及时限制电路电流到很低水平保护电路；当故障排除后，PPTC热敏电阻迅速冷却并恢复到原低阻状态，电路恢复正常后此热敏电阻可再次重复使用。

PPTC热敏电阻主要特点为灵敏度高，体积小，使用方便，易于加工和稳定性好的特点，圆环形已广泛用于圆柱型电池产业领域中的电路保护，随着数码产品日益增多，仅中国其年产量已达数亿只。

现有方法技术中，圆环形PPTC热敏电阻多采用冲切后散落接料，后续随意散落在铁盘或周转箱内进行热处理及辐照。但由于圆环形PPTC热敏电阻面积较大，随意散落方式排列导致产品排列无序、排列厚度不均匀，致使其热处理受热不均匀、辐照不均匀，电阻分布离散，最终成品率较低；而且会导致热处理效率低、辐照利用率小、热处理及辐照成本高，且外观易磨损，增加不良率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是针对现有技术中圆环形PPTC热敏电阻存在排列无序、排列厚度不均匀，致使其热处理受热不均匀、辐照不均匀等上述不足，提供一种热处理及辐照均匀、一致性好的圆环形PPTC热敏电阻的制备方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种圆环形PPTC热敏电阻的制备方法，包括以下步骤：

1)基材处理：基材配料、粉碎，混合；

2)双螺杆挤出机挤出压延；

3)经冲床模具冲切成型，所述冲床模具的模具孔下方设置多根串杆，圆环形PPTC热敏电阻半成品出料后套设在所述串杆上；

4)将串有圆环形PPTC热敏电阻半成品的串杆转移至一热处理支撑架，然后放入烘箱内进行热处理，所述热处理温度为65-120℃；

5)将热处理完毕的圆环形PPTC热敏电阻半成品通过串杆转移至辐照工装，所述辐照工装包括一底板，底板前后两端各设一挡板，每个挡板上并排设有多个缺口，所述缺口的槽宽小于圆环形PPTC热敏电阻的直径，每两个相对齐的缺口之间构成一辐照区，辐照区底部镂空，圆环形PPTC热敏电阻半成品竖立成排排列在辐照区内，串杆抽出后进行辐照交联。

优选地，所述步骤3)中，串杆底部连接有一升降板，升降板下方设置一顶起装置，升降板升起时串杆插入模具孔。

优选地，所述步骤4)中，所述热处理支撑架包括多根立柱以及固定在立柱上的多层横梁，所述多层横梁自上而下均匀间隔设置，横梁上设有串杆固定槽。

优选地，所述步骤5)中，利用钴源或电子束对圆环形PPTC热敏电阻半成品进行辐照交联，辐照剂量为5-50Mrad。

优选地，所述辐照区底部镂空构成一个或多个前后并列设置的条形槽，所述条形槽侧壁的上棱边上设有倒内圆角。

优选地，所述辐照工装为铝合金件。

优选地，所述串杆为圆形不锈钢管，所述串杆的直径小于圆环形PPTC热敏电阻内径至少3mm。

优选地，所述串杆顶端设有一圆锥形段。

通过以上技术方案，本发明相较于现有技术具有以下技术效果：

本发明圆环形PPTC热敏电阻的制备方法操作方便，实现了圆环形PPTC热敏电阻的冲切串杆接料、均匀分布有序竖立柱状排列进行热处理、辐照，热处理受热更均匀、受辐照更一致，而且制备出来的圆环形PPTC热敏电阻的电阻一致性好，产品磨损率低，表面无脏污磨损，有效提高了热处理效率，节省了辐照成本，因此具有重要的工业应用价值。

附图说明

图1为本发明中串杆的安装示意图；

图2为热处理支撑架的结构示意图；

图3为图2的侧视图；

图4为辐照工装的立体示意图；

图5为辐射工装的主视图；

图6为沿图5中F-F线的剖视图；

图7为图5的俯视图。

元件标号说明：

1 串杆

2 热处理支撑架

21 立柱

22 横梁

23 串杆固定槽

3 辐照工装

31 辐照区

32 缺口

4 升降板

5 顶起装置

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图7。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

基于现有方法技术中，圆环形PPTC热敏电阻多采用冲切后散落接料，后续随意散落在铁盘或周转箱内热处理及辐照，导致其热处理受热不均匀、辐照不均匀，电阻分布离散，最终成品率较低等缺点。本发明提供一种圆环形PPTC热敏电阻的制备方法，具体如下：

实施例1：

本实施例中基材组分为高密度聚乙烯4000g、炭黑4300g、氢氧化镁1000g。

本实施例中具体的方法步骤为：

1)基材处理：基材配料、粉碎，混合按照上述组分进行基材配料、然后将基材倒入混合机中混合均匀。

2)双螺杆挤出机挤出压延：步骤1)中混合后基材经双螺杆挤出机抽真空挤出压延出成型0.28～0.32mm厚度PTC板材；双螺杆挤出机的挤出温度为190～200℃。

3)成型板材冷却后进行冲切，经冲床模具冲切成型切割成Φ16.3*Φ10.0(外圆*内圆，单位mm)芯片。如图1所示，冲床模具的模具孔下方设置有多根串杆1，圆环形PPTC热敏电阻半成品出料后套设在串杆1上。串杆1的数量取决于冲切模具的设计，模具一般有11个孔，冲切时一次出11只产品，串片杆的数量就要有11个，其工装设计的间距也配合模具，与其保持一致，以保证落料时不发生偏移而相互摩擦。例如本实施例中，圆环形PPTC热敏电阻的尺寸为Φ16.3*Φ10.0*0.3(外圆*内圆*厚度，单位mm)，挤出压延时选用的镀镍铜箔宽度为110mm，冲切模具一次出11只产品，串杆数量为11根，每根的中心距为17.3mm。

本实施例中，串杆均采用经抛光的圆形不锈钢管，且其直径小于圆环形电阻内径3mm以上，但保证其承重大于所串圆环形电阻总重2倍以上，这样在进行套设时更方便，同时摩擦更小。而且便于套设，串杆顶部略细，优选为圆锥形。

4)将串有圆环形PPTC热敏电阻半成品的串杆转移至一热处理支撑架2，然后放入烘箱内，65-85℃下进行热处理3小时。

如图2及图3所示，热处理支撑架2包括多根立柱21以及固定在立柱21上的多层横梁22，多层横梁自上而下均匀间隔设置，任意两相对的横梁上设有串杆固定槽23，保证串杆不掉落。横梁22之间可根据产品的实际冲切尺寸调整间距，放置密度为产品间互不碰触，间距大于1mm，有利于烘箱中热空气流通，经热处理的产品温度均匀一致，热处理的效果达到最佳。

5)将热处理完毕的圆环形PPTC热敏电阻半成品通过串杆转移至辐照工装3。因为辐照时，辐射的穿透与热容和材料的密度直接相关，一般密度越大，穿透性更小，吸收的能量(转换成温度)越多，常见的廉价金属密度分别为铜：8.8、不锈钢：7.7；铝合金：2.7，因此本发明中，辐照工装3优选铝合金制作。同时本发明制备的圆环型热敏电阻为两边是各约0.035mm厚的镀镍铜箔，中间为约0.22mm的功能塑料，如果是多只叠层，则辐照时穿透性差，不规则排列时各部位的穿透性也不一致，易出现漏辐照现象。

所以，如图4至图7所示，辐照工装3上包括一底板，底板前后两端各设一挡板，每个挡板上并排设有多个缺口32(图6所示)，每两个相对齐的缺口之间构成一辐照区31，多个辐照区并排设置。作为优选方案，根据辐照空间的大小，前挡板和后挡板之间还可增加多层挡板，例如本实施例中共有四层挡板。辐照区的底部镂空，易于散热的同时，圆环形PPTC热敏电阻半成品可以竖立成排有序排列在辐照区内，每排产品间隔1～3mm。而且每个辐照区31内可间隔镂空成多个前后并列设置的条形槽，条形槽侧壁的上棱边上设有倒内圆角，其在装圆环型产品时更稳定，不会左右摇晃，使产品能够限位在空间内；且在辐照时热容更小，辐照时吸收的能量少，辐照后残留的温度低，对高分子热敏电阻的影响最小。

辐照时抽掉串杆，使辐照更均匀有效，同时避免漏辐照现象。为方便串杆的取放，缺口32优选为U形槽，U形槽的槽宽小于圆环形PPTC热敏电阻的直径。

辐照采用利用钴源或电子束，辐照剂量为8-12Mrad。

6)按以上步骤得出12～15mΩ的圆环形PPTC热敏电阻，成品分选包装。

实施例2：

作为本发明的进一步改进，步骤3)中，如图1所示，串杆1底部连接有一升降板4，升降板4下方设置一顶起装置5。当升降板4升起时串杆1插入模具孔，当产品到位光电感应使冲床停机，升降板4降下，更换新的串杆1，操作简易方便。

串有圆环形PPTC热敏电阻的串杆周转及运输时，采用两边带有把手的存放工装，每层产品间距大于1mm，且可单层取出。

采用本发明的制备方法适用于制备以下多种原料制成的圆环形PPTC热敏电阻，所述圆环形PPTC热敏电阻包括基材和复合于该基材两面的镀镍铜箔。所述的基材由高分子树脂和填充材料组成。所述的高分子树脂选自聚乙烯，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，乙烯-醋酸乙烯共聚物，乙烯-丙烯酸共聚物，聚丙烯，聚丁烯，聚偏氟乙烯，聚三氟氯乙烯，尼龙，聚氯乙烯，酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚四氟乙烯树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂、热固性聚苯醚类树脂和聚酯树脂中的一种或几种。所述的填充材料选自玻璃纤维布、芳酰胺纤维非织布、炭黑、镍粉、氢氧化镁、氢氧化铝、高岭土、白炭黑、碳酸钙和二氧化钛中的一种或几种。

综上所述，本发明圆环形PPTC热敏电阻的制备方法操作方便，实现了圆环形PPTC热敏电阻的冲切串杆接料、均匀分布有序竖立柱状排列进行热处理、辐照，热处理受热更均匀、受辐照更一致，而且制备出来的圆环形PPTC热敏电阻的电阻一致性好，产品磨损率低，表面无脏污磨损，有效提高了热处理效率，节省了辐照成本。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种圆环形PPTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)基材处理：基材配料、粉碎，混合；

2)双螺杆挤出机挤出压延；

3)利用冲床模具冲切成型，所述冲床模具的模具孔下方设置多根串杆，圆环形PPTC热敏电阻半成品出料后套设在所述串杆上；

4)将串有圆环形PPTC热敏电阻半成品的串杆转移至一热处理支撑架，然后放入烘箱内进行热处理，所述热处理温度为65-120℃；

5)将热处理完毕的圆环形PPTC热敏电阻半成品通过串杆转移至辐照工装，所述辐照工装包括一底板，底板前后两端各设一挡板，每个挡板上并排设有多个缺口，所述缺口的槽宽小于圆环形PPTC热敏电阻的直径，每两个相对齐的缺口之间构成一辐照区，辐照区底部镂空，圆环形PPTC热敏电阻半成品竖立成排排列在辐照区内，串杆抽出后进行辐照交联。

2.根据权利要求1所述的圆环形PPTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，串杆底部连接有一升降板，升降板下方设置一顶起装置，升降板升起时串杆插入模具孔。

3.根据权利要求1所述的圆环形PPTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中，所述热处理支撑架包括多根立柱以及固定在立柱上的多层横梁，所述多层横梁自上而下均匀间隔设置，横梁上设有串杆固定槽。

4.根据权利要求1所述的圆环形PPTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中，利用钴源或电子束对圆环形PPTC热敏电阻半成品进行辐照交联，辐照剂量为5-50Mrad。

5.根据权利要求1所述的圆环形PPTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，所述辐照区底部镂空构成一个或多个前后并列设置的条形槽，所述条形槽侧壁的上棱边上设有倒内圆角。

6.根据权利要求1所述的圆环形PPTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，所述辐照工装为铝合金件。

7.根据权利要求1所述的圆环形PPTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，所述串杆为圆形不锈钢管，所述串杆的直径至少小于圆环形PPTC热敏电阻内径3mm。

8.根据权利要求1所述的圆环形PPTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，所述串杆顶端设有一圆锥形段。