CN108467659A - 可逆示温涂料及制备方法、保险丝熔断芯及保险丝 - Google Patents

可逆示温涂料及制备方法、保险丝熔断芯及保险丝 Download PDF

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Abstract

本发明涉及保险丝技术领域，具体涉及一种可逆示温涂料及制备方法、保险丝熔断芯及保险丝。本发明提供的智能预警保险丝，其同时通过监控多项参数来对保险丝进行监控和预警，进人帮助工作人员提前做好相关准备工作；将壳体可拆卸式设置以及将熔断芯和电极的可拆卸设置，仅通过更换熔断芯既可以继续使用，节约了使用成本。同时通过设置存储槽存储不同规格熔断芯，也提高了保险丝的使用灵活性。通过使用陶瓷材料和透明塑料的可拆卸组合，在减轻了外壳的重量的同时又能够保证其耐高温特性和可靠性。本发明提供的保险丝熔断芯的制备方法，通过涂覆多段可以示温层以方便人员通过观察颜色变化实时关注保险丝工作温度，进而做好提前调整。

Description

可逆示温涂料及制备方法、保险丝熔断芯及保险丝
技术领域
本发明涉及电学技术领域，具体涉及一种可逆示温涂料及制备方法、保险丝熔断芯及保险丝。
背景技术
现有的保险丝，均无法及时监控保险丝的工作温度、工作电流等参数，一般情况下，只有当保险丝电流或保险丝温度达到一定程度导致熔断芯发生熔断时，才能够获知用电设备运转存在异常，只能够事后对保险丝进行更换，而无法事前既可以及时预警相关人员，以做好防范准备。尤其对于生产车间等特殊用电部门，短时间的断电，会对其带来较大的经济损失，对于家庭，也只能够通过更换保险丝或减少同时运行的用电设备的方式来防止断电，也同样会带来诸多不便。
现有技术中一些保险丝虽然将变色颜料用于保险丝上，比如公开号为CN102598189B专利文献，其仅是利用颜料变色的特征判断保险丝熔断点位置，仍然无法完成对保险丝熔断的提前预警和利用颜色变化进行提前预警。且示温涂料为不可逆涂料，仅能够用于保险丝熔断时通过颜色改变来确定熔断点，而不能够在保险丝熔断前进行预警，其制备工艺相对复杂，影响生产效率。
现有的保险丝的壳体一般是塑料壳体或陶瓷壳体，陶瓷壳体虽然耐高温但较笨重，塑料壳体虽然轻便但是不耐高温，在长时间使用过程中存在较大的安全隐患，目前市场上还有一种既能够使用轻便且安全的保险丝。
目前使用较多的是98℃和92℃的薄型温度保险丝，在1℃/分的升温速度下， 98℃薄型温度保险丝的熔断温度为94±3℃，92℃薄型温度保险丝的熔断温度为 89+3/-4，即85℃～92℃。目前国内已有厂家在开发更高熔断温度的薄型温度保险丝。
现有的市场上的保险丝仅具有一根保险丝，在使用损坏状况下或负载功率变大时，只能通过更换整个保险丝或更换其他规格保险丝来进行替换使用，这在事故状况下不仅不方便，对于工厂等生产作业部门，同样会影响生产效率，因而保险丝同样存在不够智能方便、影响工厂经济效益的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可逆示温涂料及其制备方法、一种制备该种智能保险丝熔断芯及一种使用灵活性更高、能够提前进行可靠预警且轻便耐用的智能保险丝。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种可逆示温涂料，包括以下组份：
环氧树脂 42-50份
三聚氰胺改性酚醛树脂 15-22份
聚氨酯 8-10份
感温粉 15-25份
纳米二氧化钛 4-8份
纳米氧化锌 5-7份
碳化硅 2-3份
消泡剂 1-2份
附着促进剂 1-3份
流平剂 1-3份
抗氧化剂 1-2份
二甲苯 10-30份。
所述感温粉的温度变化区间为60-80℃。
本发明的目的之二在于提供一种可逆示温涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将42-50份环氧树脂、15-22份三聚氰胺改性酚醛树脂、8-10份聚氨酯、15-25份感温粉、4-8份纳米二氧化钛、5-7份纳米氧化锌、2-3份碳化硅、1-2份消泡剂、1-3份附着促进剂、1-3份流平剂、1-2份抗氧化剂依次加入投料桶中，用高速分散机在转速500r/min下搅拌，升温至80℃，继续搅拌1h，反应完毕后冷却至室温；
(2)将步骤(1)反应后的物料用研磨机进行研磨，使得最终物料的粒径小于12μm，研磨结束后加入10-30份二甲苯，搅拌均匀后即得到所述可逆示温涂料。
本发明的目的之三在于提供一种保险丝熔断芯，所述熔断芯为可以示温的熔断芯，其包括熔断本体和涂覆在熔断本体表面的可逆示温层，所述可逆示温层采用上述方法制得的可逆示温涂料制成；当熔断本体表面温度大于或等于可逆示温层变色温度时，涂覆在熔断本体表面的示温层颜色发生改变，当熔断本体表面温度低于可逆示温层变色温度时，涂敷在熔断本体表面的示温层颜色恢复为原来颜色，所述可逆示温层变色温度低于保险丝熔断芯的熔断温度。
本发明的目的之四在于提供一种智能预警保险丝，包括熔断芯、电极及壳体，所述熔断芯采用上述所述的熔断芯，所述熔断芯设置于壳体内，电极一端穿过壳体与熔断芯电连接，电极另一端设置在壳体外部，所述保险丝还包括熔断预警器、温度传感器和电流传感器，温度传感器设置于熔断芯表面，用于实时监控熔断芯表面温度变化，电流传感器设置于壳体外部，其与电极电连接，用于实时读取通过保险丝的电流值，温度传感器将测量得到的温度值、电流传感器将测量得到的电流值分别传送给设置在壳体外部的熔断预警器，该熔断预警器根据接收到的温度值和电流值与预设的保险丝预警温度值和预设的保险丝预警电流值进行比较，当接收到的上述温度值和电流值中任意一项数值超过预设的预警温度值或预警电流值时，熔断预警器发出预警；所述壳体包括基底和与基底可拆卸连接的卡壳，基底由耐高温陶瓷材料制成，用于支撑熔断芯和插入壳体内的电极的一端，卡壳包括由透明塑料制成的观察部。
优选的，所述卡壳包括连接部和所述观察部，所述观察部和所述连接部以卡接方式构成卡壳，所述连接部与所述基底可拆卸连接，所述连接部为轻质耐高温材料构成，所述观察部设置于壳体顶部正对熔断芯位置，所述观察部由透明耐高温塑料制成；所述卡壳全部为透明观察部。
优选的，所述壳体上还设置有存储槽，存储槽用于存储备用熔断芯；所述卡壳为方型卡壳，所述存储槽设置于所述卡壳侧面。
优选的，所述存储槽内设置有不同的卡位，用于存放不同规格的熔断芯。
所优选的，述熔断芯与所述电极为可拆卸连接。
优选的，所述熔断芯与所述电极为卡接连接。
上述预警保险丝熔断芯的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、切割一段长度为L的符合保险丝规格的金属熔断本体，置于涂覆设备中，用于后续对切割后熔断本体的涂覆；
步骤二、取一定量的可逆示温涂料，并将可逆示温涂料涂覆于熔断本体，形成可逆示温层；
步骤三、将步骤二涂覆好可逆示温层的熔断本体干燥后，在熔断本体两端设置连接端子，组装形成保险丝熔断芯。
有益效果
(1)本发明的可逆示温涂料中采用三聚氰胺改性酚醛树脂代替普通的三聚氰胺-甲醛树脂和酚醛树脂耐，提高了涂料的耐高温性能；本发明的可逆示温涂料中包含了纳米二氧化钛和纳米氧化锌，实现可逆示温涂料的自清洁功能，可以减少人为的对可逆示温层的清洁；通过添加纳米级二氧化钛、氧化锌增加了可逆示温涂料的流动性，对各原料组分表面性质进行纳米化改性，使原料组分均匀的分散开。
(2)本发明提供的智能预警保险丝，其同时通过监控多项参数来对保险丝进行监控和预警，通过监控熔断芯的温度、保险丝的通过电流以及通过观察熔断芯表面的示温层的颜色变化来完成对保险丝可能熔断的预警，进而提前做好相关准备工作；将壳体可拆卸式设置以及将熔断芯和电极的可拆卸设置，仅通过更换熔断芯既可以继续使用，节约了使用成本。同时通过设置存储槽存储不同规格熔断芯，也提高了保险丝的使用灵活性。通过使用陶瓷材料和透明塑料的可拆卸组合，在减轻了外壳的重量的同时又能够保证其耐高温特性和可靠性。
附图说明
图1是本发明智能预警保险丝的俯视图。
图2是本发明智能预警保险丝的熔断芯结构示意图。
图3是本发明智能预警保险丝壳体结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。
实施例1
一种可逆示温涂料，包括以下组份：
环氧树脂 42份
三聚氰胺改性酚醛树脂 15份
聚氨酯 8份
感温粉 15份
纳米二氧化钛 4份
纳米氧化锌 5份
碳化硅 2份
消泡剂 1份
附着促进剂 1份
流平剂 1份
抗氧化剂 1份
二甲苯 10份。
所述可逆示温涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将42份环氧树脂、15份三聚氰胺改性酚醛树脂、8份聚氨酯、15份感温粉、 4份纳米二氧化钛、5份纳米氧化锌、2份碳化硅、1份消泡剂、1份附着促进剂、 1份流平剂、1份抗氧化剂依次加入投料桶中，用高速分散机在转速500r/min下搅拌，升温至80℃，继续搅拌1h，反应完毕后冷却至室温；
(2)将步骤(1)反应后的物料用研磨机进行研磨，使得最终物料的粒径小于12μm，研磨结束后加入10份二甲苯，搅拌均匀后即得到所述可逆示温涂料。
实施例2
一种可逆示温涂料，包括以下组份：
环氧树脂 46份
三聚氰胺改性酚醛树脂 18份
聚氨酯 8份
感温粉 20份
纳米二氧化钛 6份
纳米氧化锌 6份
碳化硅 2份
消泡剂 2份
附着促进剂 2份
流平剂 2份
抗氧化剂 2份
二甲苯 20份。
所述可逆示温涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将46份环氧树脂、18份三聚氰胺改性酚醛树脂、9份聚氨酯、20份感温粉、 6份纳米二氧化钛、6份纳米氧化锌、2份碳化硅、2份消泡剂、2份附着促进剂、2份流平剂、2份抗氧化剂依次加入投料桶中，用高速分散机在转速500r/min下搅拌，升温至80℃，继续搅拌1h，反应完毕后冷却至室温；
(2)将步骤(1)反应后的物料用研磨机进行研磨，使得最终物料的粒径小于12μm，研磨结束后加入20份二甲苯，搅拌均匀后即得到所述可逆示温涂料。
实施例3
一种可逆示温涂料，包括以下组份：
环氧树脂 50份
三聚氰胺改性酚醛树脂 22份
聚氨酯 10份
感温粉 25份
纳米二氧化钛 8份
纳米氧化锌 7份
碳化硅 3份
消泡剂 2份
附着促进剂 3份
流平剂 3份
抗氧化剂 2份
二甲苯 30份。
所述可逆示温涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将50份环氧树脂、22份三聚氰胺改性酚醛树脂、10份聚氨酯、25份感温粉、8份纳米二氧化钛、7份纳米氧化锌、3份碳化硅、2份消泡剂、3份附着促进剂、 3份流平剂、2份抗氧化剂依次加入投料桶中，用高速分散机在转速500r/min下搅拌，升温至80℃，继续搅拌1h，反应完毕后冷却至室温；
(2)将步骤(1)反应后的物料用研磨机进行研磨，使得最终物料的粒径小于12μm，研磨结束后加入30份二甲苯，搅拌均匀后即得到所述可逆示温涂料。
对本发明的可逆示温涂料涂刷后的熔断芯进行涂膜外观、附着性，耐水性，铅笔硬度H等各种试验；
对比例
采用市场上某型号的涂料涂刷后的熔断芯为本发明的对比例。
从上表的比较可以看出，本发明的可逆示温涂料固化后硬度足够，并且在 25-35℃水中72h天也不会脱落或裂开。
实施例4
参考说明书附图图1-图3，本发明的所述熔断芯1为可以示温的熔断芯1，其包括熔断本体和涂覆在熔断本体表面的可逆示温层7，所述可逆示温层7采用实施例1-3中任一项所制得的可逆示温涂料制成；当熔断本体表面温度大于或等于可逆示温层7变色温度时，涂敷在熔断本体表面的可逆示温层7颜色发生改变，当熔断本体表面温度低于可逆示温层变色温度时，涂敷在熔断本体表面的可逆示温层7颜色恢复原来颜色，所述可逆示温层7变色温度低于保险丝熔断芯的熔断温度；
本发明还提供了一种智能预警保险丝，其包括熔断芯1、电极2及壳体3，熔断芯设置于壳体内，电极2具有两个，分别与熔断芯的两端电连接，每个电极2的一端穿过壳体与熔断芯1电连接，电极2另一端设置在壳体3外部，保险丝还包括有熔断预警器4、温度传感器5和电流传感器6(或电流计等常规电流读出设备或电流测量设备或电流传感设备)，温度传感器5设置于熔断体表面实时监控熔断体表面温度变化，电流传感器6设置于壳体3内部或外部，其与电极2 电连接(串联)，用于实时读取通过保险丝的电流值，温度传感器5将测量的温度值、电流传感器6(例如电流计6)将测量得到的电流值分别传送给设置在壳体外部的熔断预警器4，该熔断预警器4根据接收到的温度值和电流值与预设的保险丝预警温度值和保险丝预警电流值进行比较，当接收到的上述温度值和电流值中任意一个超过相应预设的保险丝预警温度值或预设的保险丝预警电流值时，熔断预警器发出预警，预警方式可以为声音预警、警示灯预警、或其他常用方式的预警；温度传感器、电流传感器与熔断预警器之间可以通过线路连接或无线通讯方式连接，以进行信号传输；
作为进一步的优化，所述熔断预警器设置在操作人员容易获知报警信号的位置，熔断预警器与温度传感器或电流传感器之间以无线通讯方式进行数据传输。
所述壳体3包括基底10和与基底可拆卸连接的卡壳11，基底10由耐高温陶瓷材料制成，用于支撑熔断芯1和电极2插入壳体内的一端，卡壳11包括透明塑料制成的观察部12。
作为一种实施方式，所述卡壳11全部为观察部，全部由透明塑料构成，这样可以在确保保险丝外壳能够耐高温的前提下，最大可能的降低保险丝外壳的重量，提高保险丝的使用轻便性，也可以更方便的观察壳体内的熔断芯的颜色变化。
作为可替代的优选实施例，所述卡壳11包括连接部和所述观察部，所述观察部和所述连接部以卡接方式构成卡壳，所述连接部与基底可拆卸连接，所述连接部由轻质耐高温材料构成，所述观察部设置于壳体顶部正对熔断芯位置，便于人员及时观察熔断芯的颜色变化，所述观察部由透明耐高温塑料制成。
作为进一步优化的实施例，所述壳体上还设置有存储槽，存储槽用于存储备用熔断芯，这样，就可以进一步提升保险丝的使用灵活性，非常利于家庭或生产车间的使用，在保险丝熔断芯熔断时，只需要及时的更换熔断芯，就可以满足保险丝的正常使用，这既节约了保险丝的使用成本，又能够提高生产效率，节约更换保险丝时间。
作为优选实施例，所述存储槽设置于所述观察部或所述连接部上，存储槽的设置位置可根据保险丝具体的使用对象和应用环境灵活的调整。
作为优选实施例，所述存储槽内设置有不同的卡位，用于存放不同规格的熔断芯。在负载功率改变时，可以根据使用需求，在不影响安全的前提下灵活的调整保险丝的规格，以提高使用灵活性。
所述熔断芯与所述电极为可拆卸连接，进而方便更换熔断芯，节约成本。
所述的智能预警保险丝的熔断芯的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、切割一段长度为L的符合保险丝规格的金属熔断本体，置于涂覆设备中，用于后续对切割后熔断本体的涂覆；
步骤一、切割一段长度为L的符合保险丝规格的金属熔断本体，置于涂覆设备中，用于后续对切割后熔断本体的涂覆；
步骤二、取一定量的可逆示温涂料，并将可逆示温涂料涂覆于熔断本体，形成可逆示温层；
步骤三、将步骤二涂覆好可逆示温层的熔断本体干燥后，在熔断本体两端设置连接端子，组装形成保险丝熔断芯。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种可逆示温涂料，其特征在于，包括以下组份：
环氧树脂 42-50份
三聚氰胺改性酚醛树脂 15-22份
聚氨酯 8-10份
感温粉 15-25份
纳米二氧化钛 4-8份
纳米氧化锌 5-7份
碳化硅 2-3份
消泡剂 1-2份
附着促进剂 1-3份
流平剂 1-3份
抗氧化剂 1-2份
二甲苯 10-30份。
2.如权利要求1所述的可逆示温涂料，其特征在于，所述感温粉的温度变化区间为60-80℃。
3.如权利要求1或2所述的可逆示温涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1) 将42-50份环氧树脂、15-22份三聚氰胺改性酚醛树脂、8-10份聚氨酯、15-25份感温粉、4-8份纳米二氧化钛、5-7份纳米氧化锌、2-3份碳化硅、1-2份消泡剂、1-3份附着促进剂、1-3份流平剂、1-2份抗氧化剂依次加入投料桶中，用高速分散机在转速500r/min下搅拌，升温至80℃，继续搅拌1h，反应完毕后冷却至室温；
(2)将步骤(1)反应后的物料用研磨机进行研磨，使得最终物料的粒径小于12μm，研磨结束后加入10-30份二甲苯，搅拌均匀后即得到所述可逆示温涂料。
4.一种保险丝用熔断芯，其特征在于，所述熔断芯为可以示温的熔断芯，其包括熔断本体和涂覆在熔断本体表面的可逆示温层，所述可逆示温层采用权利要求3的方法制得的可逆示温涂料制成；当熔断本体表面温度大于或等于可逆示温层变色温度时，涂覆在熔断本体表面的示温层颜色发生改变，当熔断本体表面温度低于可逆示温层变色温度时，涂敷在熔断本体表面的示温层颜色恢复为原来颜色，所述可逆示温层变色温度低于保险丝熔断芯的熔断温度。
5.一种智能预警保险丝，其特征在于，包括熔断芯、电极及壳体，所述熔断芯采用权利要求4中所述的熔断芯，所述熔断芯设置于壳体内，电极一端穿过壳体与熔断芯电连接，电极另一端设置在壳体外部，所述保险丝还包括熔断预警器、温度传感器和电流传感器，温度传感器设置于熔断芯表面，用于实时监控熔断芯表面温度变化，电流传感器设置于壳体外部，其与电极电连接，用于实时读取通过保险丝的电流值，温度传感器将测量得到的温度值、电流传感器将测量得到的电流值分别传送给设置在壳体外部的熔断预警器，该熔断预警器根据接收到的温度值和电流值与预设的保险丝预警温度值和预设的保险丝预警电流值进行比较，当接收到的上述温度值和电流值中任意一项数值超过预设的预警温度值或预警电流值时，熔断预警器发出预警；所述壳体包括基底和与基底可拆卸连接的卡壳，基底由耐高温陶瓷材料制成，用于支撑熔断芯和插入壳体内的电极的一端，卡壳包括由透明塑料制成的观察部。
6.如权利要求5所述的一种智能预警保险丝，其特征在于，所述卡壳包括连接部和所述观察部，所述观察部和所述连接部以卡接方式构成卡壳，所述连接部与所述基底可拆卸连接，所述连接部为轻质耐高温材料构成，所述观察部设置于壳体顶部正对熔断芯位置，所述观察部由透明耐高温塑料制成；所述卡壳全部为透明观察部。
7.如权利要求5所述的一种智能预警保险丝，其特征在于，所述壳体上还设置有存储槽，存储槽用于存储备用熔断芯；所述卡壳为方型卡壳，所述存储槽设置于所述卡壳侧面。
8.如权利要求7所述的一种智能预警保险丝，其特征在于，所述存储槽内设置有不同的卡位，用于存放不同规格的熔断芯。
9.如权利要求5所述的一种智能预警保险丝，其特征在于，所述熔断芯与所述电极为可拆卸连接。
10.如权利要求9所述的一种智能预警保险丝，其特征在于，所述熔断芯与所述电极为卡接连接。
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