CN107556669A - 一种碳掺杂热敏电阻的制备方法 - Google Patents
一种碳掺杂热敏电阻的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107556669A CN107556669A CN201710885162.1A CN201710885162A CN107556669A CN 107556669 A CN107556669 A CN 107556669A CN 201710885162 A CN201710885162 A CN 201710885162A CN 107556669 A CN107556669 A CN 107556669A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon
- nano
- parts
- thermistor
- fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种碳掺杂热敏电阻的制备方法，本发明所得产品具有内阻低、耐氧化性好、导电性能佳的优点，所述热敏电阻具有特殊工艺制备的碳材料作为导电填料，在增强热敏电阻的导电性能的同时，还与高分子聚合物、非导电填料之间存在着较强的相互作用，充分发挥了碳材料的导热性能和机械性能，提升了热敏电阻的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电阻材料制造领域，具体涉及一种碳掺杂热敏电阻的制备方法。
背景技术
热敏电阻器是一类对温度敏感、在不同的温度下表现出不同的电阻值的敏感元件，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。
正温度系数(PTC)热敏电阻具有在温度较低时电阻值较低，而温度上升到一定程度时电阻急剧上升的特性，有时候达到3～4个以上的数量级；因此PTC通电后通过自身发热温度上升而导致电阻增大，在电路中限制了电流，具有很好的安全性能。目前已被广泛应用于过流保护组件上。具有正温度系数特性的高分子基导电复合材料（以下简称PTC材料)，通常是由高分子聚合物、导电粒子、无机填料和其他助剂等原料熔融共混而成。现有成熟技术中多采用炭黑、石墨、碳纤维、镍粉等非导电填料来进行PTC材料的制备，但却仍有其各自无法克服的缺点。
目前该类设备上通用的低电阻率正温度系数热敏电阻多采用传统方法：在BaTiO3中直接添加SiO2作为玻璃相降低电阻率，缺点是烧结温度较高，可靠性较低，只能在30V以下使用，在目前的需求下已越来越不能适应使用要求。
发明内容
本发明提供一种碳掺杂热敏电阻的制备方法，本发明所得产品具有内阻低、耐氧化性好、导电性能佳的优点，所述热敏电阻具有特殊工艺制备的碳材料作为导电填料，在增强热敏电阻的导电性能的同时，还与高分子聚合物、非导电填料之间存在着较强的相互作用，充分发挥了碳材料的导热性能和机械性能，提升了热敏电阻的使用寿命。
为了实现上述目的，本发明提供了一种碳掺杂热敏电阻的制备方法，该方法包括如下步骤：
（1）制备复合碳材料导电填料
石墨预处理，在纳米石墨粉中掺入氟化钠，并加入金属催化剂，混匀，在惰性气体保护下在600-650℃加热，加热时间控制在10-15min，将氟化钠固定在纳米石墨粉表面上；
纳米碳纤维预处理，将纳米碳纤维用浓硫酸与高锰酸钾进行混合酸氧化，经超声剧烈搅拌之后，得到羧基化的纳米碳纤维，加入表面处理剂，在150-200℃加热处理10-15min，在氮气和氦气的混合气体保护下在400-450℃加热30-45min，得到预处理的纳米碳纤维材料；
将预处理的石墨和预处理的纳米碳纤维置于容器内，用150-250份异丙醇溶解，用强力混合器共混，然后再用超声波分散仪进行超声分散，超声频率为25-30kHz，时间为1-2h，形成均质的纳米碳导电纤维材料溶液；
将得到的纳米碳导电纤维材料溶液与化学共混物进行化学共混，所述化学共混物为聚氯乙烯，所述化学共混物的质量分数占原溶液的25-30％，用静电纺丝法制备出复合碳材料，球磨粉碎得到复合碳材料导电填料；
（2）按照如下重量份配料:
高分子聚合物 45-67份
上述复合碳材料导电填料 4-6.5份
氧化铝 1-3份
二氧化钛 1.5-2份
抗氧化剂 0.1-0.2份
三氧化二钇 0.05-0.1份；
（3）按上述各组成的配比选择相应的粉体，按比例混合均匀得到混合粉体；
然后将所述混合粉体进行挤出造粒，以便得到粒料；将所述粒料进行热压复合即可得到所述碳掺杂热敏电阻。
优选的，所述高分子聚合物为高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯（PP)、聚偏氟乙烯、聚偏氯乙烯中的至少一种。
具体实施方式
实施例一
石墨预处理，在纳米石墨粉中掺入氟化钠，并加入金属催化剂，混匀，在惰性气体保护下在600℃加热，加热时间控制在10min，将氟化钠固定在纳米石墨粉表面上。
纳米碳纤维预处理，将纳米碳纤维用浓硫酸与高锰酸钾进行混合酸氧化，经超声剧烈搅拌之后，得到羧基化的纳米碳纤维，加入表面处理剂，在150℃加热处理10min，在氮气和氦气的混合气体保护下在400℃加热30min，得到预处理的纳米碳纤维材料。
将预处理的石墨和预处理的纳米碳纤维置于容器内，用150份异丙醇溶解，用强力混合器共混，然后再用超声波分散仪进行超声分散，超声频率为25kHz，时间为1h，形成均质的纳米碳导电纤维材料溶液。
将得到的纳米碳导电纤维材料溶液与化学共混物进行化学共混，所述化学共混物为聚氯乙烯，所述化学共混物的质量分数占原溶液的25％，用静电纺丝法制备出复合碳材料，球磨粉碎得到复合碳材料导电填料。
按照如下重量份配料:
高分子聚合物 45份
上述复合碳材料导电填料 4份
氧化铝 1份
二氧化钛 1.5份
抗氧化剂 0.1份
三氧化二钇 0.05份；
按上述各组成的配比选择相应的粉体，按比例混合均匀得到混合粉体。
所述高分子聚合物为聚偏氯乙烯。
然后将所述混合粉体进行挤出造粒，以便得到粒料；将所述粒料进行热压复合即可得到所述碳掺杂热敏电阻。
实施例二
石墨预处理，在纳米石墨粉中掺入氟化钠，并加入金属催化剂，混匀，在惰性气体保护下在650℃加热，加热时间控制在15min，将氟化钠固定在纳米石墨粉表面上。
纳米碳纤维预处理，将纳米碳纤维用浓硫酸与高锰酸钾进行混合酸氧化，经超声剧烈搅拌之后，得到羧基化的纳米碳纤维，加入表面处理剂，在200℃加热处理15min，在氮气和氦气的混合气体保护下在450℃加热45min，得到预处理的纳米碳纤维材料。
将预处理的石墨和预处理的纳米碳纤维置于容器内，用250份异丙醇溶解，用强力混合器共混，然后再用超声波分散仪进行超声分散，超声频率为30kHz，时间为2h，形成均质的纳米碳导电纤维材料溶液。
将得到的纳米碳导电纤维材料溶液与化学共混物进行化学共混，所述化学共混物为聚氯乙烯，所述化学共混物的质量分数占原溶液的30％，用静电纺丝法制备出复合碳材料，球磨粉碎得到复合碳材料导电填料。
按照如下重量份配料:
高分子聚合物 67份
上述复合碳材料导电填料 6.5份
氧化铝 3份
二氧化钛 2份
抗氧化剂 0.2份
三氧化二钇 0.1份；
按上述各组成的配比选择相应的粉体，按比例混合均匀得到混合粉体。
所述高分子聚合物为聚偏氯乙烯。
然后将所述混合粉体进行挤出造粒，以便得到粒料；将所述粒料进行热压复合即可得到所述碳掺杂热敏电阻。
Claims (2)
1.一种碳掺杂热敏电阻的制备方法，该方法包括如下步骤：
（1）制备复合碳材料导电填料
石墨预处理，在纳米石墨粉中掺入氟化钠，并加入金属催化剂，混匀，在惰性气体保护下在600-650℃加热，加热时间控制在10-15min，将氟化钠固定在纳米石墨粉表面上；
纳米碳纤维预处理，将纳米碳纤维用浓硫酸与高锰酸钾进行混合酸氧化，经超声剧烈搅拌之后，得到羧基化的纳米碳纤维，加入表面处理剂，在150-200℃加热处理10-15min，在氮气和氦气的混合气体保护下在400-450℃加热30-45min，得到预处理的纳米碳纤维材料；
将预处理的石墨和预处理的纳米碳纤维置于容器内，用150-250份异丙醇溶解，用强力混合器共混，然后再用超声波分散仪进行超声分散，超声频率为25-30kHz，时间为1-2h，形成均质的纳米碳导电纤维材料溶液；
将得到的纳米碳导电纤维材料溶液与化学共混物进行化学共混，所述化学共混物为聚氯乙烯，所述化学共混物的质量分数占原溶液的25-30％，用静电纺丝法制备出复合碳材料，球磨粉碎得到复合碳材料导电填料；
（2）按照如下重量份配料:
高分子聚合物 45-67份
上述复合碳材料导电填料 4-6.5份
氧化铝 1-3份
二氧化钛 1.5-2份
抗氧化剂 0.1-0.2份
三氧化二钇 0.05-0.1份；
（3）按上述各组成的配比选择相应的粉体，按比例混合均匀得到混合粉体；
然后将所述混合粉体进行挤出造粒，以便得到粒料；将所述粒料进行热压复合即可得到所述碳掺杂热敏电阻。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高分子聚合物为高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯（PP)、聚偏氟乙烯、聚偏氯乙烯中的至少一种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710885162.1A CN107556669A (zh) | 2017-09-26 | 2017-09-26 | 一种碳掺杂热敏电阻的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710885162.1A CN107556669A (zh) | 2017-09-26 | 2017-09-26 | 一种碳掺杂热敏电阻的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107556669A true CN107556669A (zh) | 2018-01-09 |
Family
ID=60982982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710885162.1A Pending CN107556669A (zh) | 2017-09-26 | 2017-09-26 | 一种碳掺杂热敏电阻的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107556669A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108485034A (zh) * | 2018-04-23 | 2018-09-04 | 合肥羿振电力设备有限公司 | 一种热敏电阻复合材料及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101556849A (zh) * | 2009-05-20 | 2009-10-14 | 上海长园维安电子线路保护股份有限公司 | 高分子正温度系数热敏电阻器及其制造方法 |
| CN101560325A (zh) * | 2009-05-26 | 2009-10-21 | 上海科特高分子材料有限公司 | 耐高温ptc导电组合物、包含该组合物的耐高温ptc器件及其制造方法 |
| CN102176360A (zh) * | 2011-02-22 | 2011-09-07 | 深圳市长园维安电子有限公司 | Ptc热敏电阻及其应用的基材及其制造方法 |
| CN105177745A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-23 | 贵州省纤维检验局 | 一种新型电磁屏蔽纳米碳导电纤维材料及其制备方法 |
-
2017
- 2017-09-26 CN CN201710885162.1A patent/CN107556669A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101556849A (zh) * | 2009-05-20 | 2009-10-14 | 上海长园维安电子线路保护股份有限公司 | 高分子正温度系数热敏电阻器及其制造方法 |
| CN101560325A (zh) * | 2009-05-26 | 2009-10-21 | 上海科特高分子材料有限公司 | 耐高温ptc导电组合物、包含该组合物的耐高温ptc器件及其制造方法 |
| CN102176360A (zh) * | 2011-02-22 | 2011-09-07 | 深圳市长园维安电子有限公司 | Ptc热敏电阻及其应用的基材及其制造方法 |
| CN105177745A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-23 | 贵州省纤维检验局 | 一种新型电磁屏蔽纳米碳导电纤维材料及其制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108485034A (zh) * | 2018-04-23 | 2018-09-04 | 合肥羿振电力设备有限公司 | 一种热敏电阻复合材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101418092A (zh) | 用于感温电缆的正温度系数高分子复合材料及制备方法 | |
| Yu et al. | Carbon‐black‐filled polyolefine as a positive temperature coefficient material: Effect of composition, processing, and filler treatment | |
| CN102344598A (zh) | 一种聚合物碳纳米管碳黑复合自控温ptc电发热材料 | |
| CN106317544B (zh) | 导电聚合物组合物、导电聚合物片材、电气器件以及它们的制备方法 | |
| JPH0391556A (ja) | 導電性樹脂組成物 | |
| CN105017608A (zh) | 一种导电高分子材料及制备方法 | |
| CN107286538A (zh) | 一种高灵敏耐高温热敏电阻复合材料及其制备方法 | |
| CN101565524A (zh) | Hdpe-碳纤维-氧化锌晶须导电复合材料及其制备方法 | |
| CN107556669A (zh) | 一种碳掺杂热敏电阻的制备方法 | |
| CN102675718A (zh) | 一种超低阻有机ptc复合材料及其制备方法 | |
| CN106009204B (zh) | 一种ptc热敏电阻基材的制备方法 | |
| CN102167858A (zh) | 正温度系数材料及其制备方法及含该材料的热敏电阻 | |
| CN102140194A (zh) | 一种正温度系数材料及其制备方法及含有该材料的热敏电阻 | |
| CN106146984B (zh) | 一种热敏电阻用复合材料及其制备方法 | |
| CN102723153A (zh) | 一种具有正温度系数特性的ptc芯材及其制造和应用 | |
| CN102050977A (zh) | 正温度系数材料及其制备方法及含该材料的热敏电阻及其制备方法 | |
| CN107556751A (zh) | 一种碳掺杂pps热敏电阻的制备方法 | |
| CN107286443A (zh) | 一种新型热敏电阻材料的制备方法 | |
| CN101870783A (zh) | 一种聚乙烯基ptc热敏导电复合材料及其制造方法 | |
| CN107230511A (zh) | 导电聚合物组合物、电气器件及其制备方法 | |
| CN102604281A (zh) | 一种免交联聚合物基高温ptc材料的制备方法 | |
| CN103113695B (zh) | 一种耐高温高电压的高分子导电复合材料及热敏电阻 | |
| CN107163560A (zh) | 一种电磁屏蔽高分子材料的制备方法 | |
| CN102702603A (zh) | 一种聚乙烯/二硼化钛ptc复合材料及其制备方法 | |
| CN101819837B (zh) | 一种正温度系数过流过温保护元件制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180109 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |