CN107680767A - 一种碳硅掺杂热敏电阻的制备方法 - Google Patents
一种碳硅掺杂热敏电阻的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107680767A CN107680767A CN201710884422.3A CN201710884422A CN107680767A CN 107680767 A CN107680767 A CN 107680767A CN 201710884422 A CN201710884422 A CN 201710884422A CN 107680767 A CN107680767 A CN 107680767A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon
- thermistor
- parts
- activated carbon
- silicon nanowires
- 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
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
- H01C17/006—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for manufacturing resistor chips
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
- H01C7/027—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient consisting of conducting or semi-conducting material dispersed in a non-conductive organic material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种碳硅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活性炭负载硅纳米材料作为导电填料，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，充分发挥了碳硅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，具体涉及一种碳硅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。
正温度系数热敏电阻要求具有阻值低、稳定性良好、动作迅速等特点，而使用炭黑、石墨、碳纤维等做非导电填料的PTC元件其内阻通常在几十毫欧， 无法满足日益提高的过流保护需求。采用碳化钛等导电陶瓷材料，其导热率很高，但导电性能一般，而且同样存在稳定性低的问题。
发明内容
本发明提供一种碳硅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活性炭负载硅纳米材料作为导电填料，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，充分发挥了碳硅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硅掺杂热敏电阻的制备方法，该方法包括如下步骤：
（1）制备活性炭负载硅纳米材料导电填料
将装有纳米一氧化硅粉末的小瓷舟水平放置于氧化铝管中间，然后将该管放在高温管式炉中，抽真空在20-50Pa，然后将温度900-1000℃并分别保温60-80min，之后升温到1300-1400℃保温4-6h；之后以10-15℃/min的速率降温到500-600℃并保温30-40min，同时以60sccm鼓入空气到炉腔，自然冷却至室温，得到硅纳米线，备用；
将硅烷偶联剂加入到去离子水，并用醋酸调节pH至3.5，在室温下搅拌30-50min，之后加入所述硅纳米线，在85-95℃回流反应15-20h，抽滤、洗涤、干燥，得到偶联后的硅纳米线复合物；
将得到的偶联后的硅纳米线复合物、纳米活性炭加入到去离子水，用超声波在45℃、150W的条件下混匀30-50min，室温下静止老化30-40h，用去离子水清洗多次至流出液呈中性，120-150℃烘干15-20h至恒重，再350-400℃焙烧3-5小时，冷却、干燥，制得活性炭负载硅纳米线，球磨粉碎得到活性炭负载硅纳米材料导电填料；
（2）按照如下重量份配料:
高分子聚合物 48-55份
上述活性炭负载硅纳米材料导电填料 3-4.5份
氧化铝 1-2份
二氧化钛 1.5-2.5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硅掺杂热敏电阻。
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
将装有纳米一氧化硅粉末的小瓷舟水平放置于氧化铝管中间，然后将该管放在高温管式炉中，抽真空在20Pa，然后将温度900℃并分别保温60min，之后升温到1300℃保温4h；之后以10℃/min的速率降温到500℃并保温30min，同时以60sccm鼓入空气到炉腔，自然冷却至室温，得到硅纳米线，备用。
将硅烷偶联剂加入到去离子水，并用醋酸调节pH至3.5，在室温下搅拌30-50min，之后加入所述硅纳米线，在85℃回流反应15h，抽滤、洗涤、干燥，得到偶联后的硅纳米线复合物。
将得到的偶联后的硅纳米线复合物、纳米活性炭加入到去离子水，用超声波在45℃、150W的条件下混匀30min，室温下静止老化30h，用去离子水清洗多次至流出液呈中性，120℃烘干15h至恒重，再350℃焙烧3小时，冷却、干燥，制得活性炭负载硅纳米线，球磨粉碎得到活性炭负载硅纳米材料导电填料。
按照如下重量份配料:
高分子聚合物 48份
上述活性炭负载硅纳米材料导电填料 3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硅掺杂热敏电阻。
实施例二
将装有纳米一氧化硅粉末的小瓷舟水平放置于氧化铝管中间，然后将该管放在高温管式炉中，抽真空在50Pa，然后将温度1000℃并分别保温80min，之后升温到1400℃保温6h；之后以15℃/min的速率降温到600℃并保温40min，同时以60sccm鼓入空气到炉腔，自然冷却至室温，得到硅纳米线，备用。
将硅烷偶联剂加入到去离子水，并用醋酸调节pH至3.5，在室温下搅拌50min，之后加入所述硅纳米线，在95℃回流反应20h，抽滤、洗涤、干燥，得到偶联后的硅纳米线复合物。
将得到的偶联后的硅纳米线复合物、纳米活性炭加入到去离子水，用超声波在45℃、150W的条件下混匀50min，室温下静止老化40h，用去离子水清洗多次至流出液呈中性，150℃烘干20h至恒重，再400℃焙烧5小时，冷却、干燥，制得活性炭负载硅纳米线，球磨粉碎得到活性炭负载硅纳米材料导电填料。
按照如下重量份配料:
高分子聚合物 55份
上述活性炭负载硅纳米材料导电填料 4.5份
氧化铝 2份
二氧化钛 2.5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硅掺杂热敏电阻。
Claims (2)
1.一种碳硅掺杂热敏电阻的制备方法，该方法包括如下步骤：
（1）制备活性炭负载硅纳米材料导电填料
将装有纳米一氧化硅粉末的小瓷舟水平放置于氧化铝管中间，然后将该管放在高温管式炉中，抽真空在20-50Pa，然后将温度900-1000℃并分别保温60-80min，之后升温到1300-1400℃保温4-6h；之后以10-15℃/min的速率降温到500-600℃并保温30-40min，同时以60sccm鼓入空气到炉腔，自然冷却至室温，得到硅纳米线，备用；
将硅烷偶联剂加入到去离子水，并用醋酸调节pH至3.5，在室温下搅拌30-50min，之后加入所述硅纳米线，在85-95℃回流反应15-20h，抽滤、洗涤、干燥，得到偶联后的硅纳米线复合物；
将得到的偶联后的硅纳米线复合物、纳米活性炭加入到去离子水，用超声波在45℃、150W的条件下混匀30-50min，室温下静止老化30-40h，用去离子水清洗多次至流出液呈中性，120-150℃烘干15-20h至恒重，再350-400℃焙烧3-5小时，冷却、干燥，制得活性炭负载硅纳米线，球磨粉碎得到活性炭负载硅纳米材料导电填料；
（2）按照如下重量份配料:
高分子聚合物 48-55份
上述活性炭负载硅纳米材料导电填料 3-4.5份
氧化铝 1-2份
二氧化钛 1.5-2.5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硅掺杂热敏电阻。
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 |
|---|---|---|---|
| CN201710884422.3A CN107680767A (zh) | 2017-09-26 | 2017-09-26 | 一种碳硅掺杂热敏电阻的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710884422.3A CN107680767A (zh) | 2017-09-26 | 2017-09-26 | 一种碳硅掺杂热敏电阻的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107680767A true CN107680767A (zh) | 2018-02-09 |
Family
ID=61138258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710884422.3A Pending CN107680767A (zh) | 2017-09-26 | 2017-09-26 | 一种碳硅掺杂热敏电阻的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107680767A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102693793A (zh) * | 2012-06-04 | 2012-09-26 | 惠州市富济电子材料有限公司 | 一种发热电阻材料、含有其的陶瓷加热元件、制备及应用 |
| CN106158177A (zh) * | 2016-07-07 | 2016-11-23 | 惠州市聚鼎电子有限公司 | 一种ptc高分子热敏电阻材料及其制备方法 |
| CN107097020A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-08-29 | 苏州南尔材料科技有限公司 | 一种碳硅掺杂堆焊材料的制备方法 |
-
2017
- 2017-09-26 CN CN201710884422.3A patent/CN107680767A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102693793A (zh) * | 2012-06-04 | 2012-09-26 | 惠州市富济电子材料有限公司 | 一种发热电阻材料、含有其的陶瓷加热元件、制备及应用 |
| CN106158177A (zh) * | 2016-07-07 | 2016-11-23 | 惠州市聚鼎电子有限公司 | 一种ptc高分子热敏电阻材料及其制备方法 |
| CN107097020A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-08-29 | 苏州南尔材料科技有限公司 | 一种碳硅掺杂堆焊材料的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Leng et al. | Electroactive thermoset shape memory polymer nanocomposite filled with nanocarbon powders | |
| CN102557610B (zh) | 高电位梯度氧化锌压敏电阻片及其制法和应用 | |
| CN108002746A (zh) | 一种ntc热敏电阻材料的制备方法 | |
| CN106158177A (zh) | 一种ptc高分子热敏电阻材料及其制备方法 | |
| CN104559203A (zh) | 一种大功率用高稳定性电缆料及其制备方法 | |
| CN101986405B (zh) | 一种断路器用喷口的制造方法 | |
| CN109929230A (zh) | 一种耐高温的高分子导电复合材料 | |
| WO2017128526A1 (zh) | 一种耐高温ptc导电复合材料 | |
| CN102675718A (zh) | 一种超低阻有机ptc复合材料及其制备方法 | |
| CN106947242A (zh) | 一种具有活性炭负载硅纳米线的高分子材料的制备方法 | |
| CN107680767A (zh) | 一种碳硅掺杂热敏电阻的制备方法 | |
| CN106009685A (zh) | 一种复合型ptc热敏电阻器发热材料 | |
| CN103839637A (zh) | 一种汽车加热器用正温度系数热敏电阻及其制造方法 | |
| CN101333104A (zh) | 超塑性纳米氧化物掺杂的氧化锌压敏陶瓷材料及制备方法 | |
| CN102664081A (zh) | 一种三元系含碳化钛正温度系数热敏电阻器件的制造方法 | |
| CN103304874B (zh) | 阻燃型ptc高分子发热材料及其制备方法 | |
| CN107629456A (zh) | 一种碳硅掺杂pps热敏电阻的制备方法 | |
| CN102604281A (zh) | 一种免交联聚合物基高温ptc材料的制备方法 | |
| CN106957473A (zh) | 一种复合电缆材料的制备方法 | |
| CN1520232A (zh) | 纳米复合材料制成的非金属电热膜及其制作方法 | |
| CN106816242B (zh) | 复合外套氧化锌避雷器 | |
| CN103304871A (zh) | 具有ptc特性的高分子发热材料及其制备方法 | |
| CN106851873A (zh) | 一种电加热材料及其制备方法和电加热器 | |
| CN107556669A (zh) | 一种碳掺杂热敏电阻的制备方法 | |
| CN207993511U (zh) | 具有导电功能的薄膜 |
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: 20180209 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |