CN108922652A - 一种氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料及其制备方法 - Google Patents

一种氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料及其制备方法，所述浆料按重量份由以下成分组成：25～40份碳纳米管、20～35份纳米铜粉、5～8份镍粉、15～20份有机溶剂、15～20份树脂、1～3份偶联剂、1～3份分散剂，其中，所述纳米铜粉的平均粒径≤50nm，比表面积＞18m2/g，所述镍粉粒度≥100目。本发明的氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料具有良好的电学性能和耐腐蚀性能，其制备方法工艺简单，操作方便，利于推广。

Description

一种氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料及其制备方法
技术领域
本发明属于压敏电阻电极材料领域，具体涉及一种氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料及其制备方法。
背景技术
氧化锌压敏电阻器是一种以氧化锌为主体、添加多种金属氧化物、经典型的电子陶瓷工艺制成的多晶半导体陶瓷元件。由于其独特的晶界结构，在一定电场下，晶界导电由热电子发射传导瞬间转变为电子隧道传导，其电阻值随着电压的增大而急剧减小，具有优异的非线性伏安特性。目前现有技术中的氧化锌压敏电阻器大多不具备耐腐蚀性能，而电极一旦被腐蚀，就会严重影响压敏电阻器的工作性能，甚至完全散失功能。
CN 106115684 A公开了一种耐腐蚀高导电石墨浆料及其制备方法，其采用石墨粉作为主要导电材料，结合苏氨酸和二酚基丙烷的耐腐蚀特性，制成一种具有较高耐腐蚀性能的导电浆料，但其所谓高导电性能仅相对于普通石墨浆料，与市售银浆相比还有很大差距。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料及其制备方法，该浆料具有良好的电学性能和耐腐蚀性能，其制备方法工艺简单，操作方便，利于推广。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料，按重量份由以下成分组成：25～40份碳纳米管、20～35份纳米铜粉、5～8份镍粉、15～20份有机溶剂、15～20份树脂、1～3份偶联剂、1～3份分散剂，其中，所述纳米铜粉的平均粒径≤50nm，比表面积＞18m2/g，所述镍粉粒度≥100目。
进一步地，所述浆料还包括0.03～0.05份锗粉，所述锗粉粒度≥100目。
进一步地，所述有机溶剂为丁酮、丙酮或环已酮。
进一步地，所述树脂为酚醛树脂或乙烯基树脂。
进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH570或KH792。
进一步地，所述分散剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
一种氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)按比例称取有机溶剂置于反应釜中，向其中添加树脂，搅拌，再加入偶联剂和分散剂，继续搅拌混合，形成有机载体；
步骤2)将纳米铜粉和镍粉置于球磨机中球磨，混合均匀，得到金属粉；
步骤3)按比例称取碳纳米管粉末，先将碳纳米管粉末添加至步骤1)所述有机载体中，搅拌混匀，然后边搅拌边向其中添加步骤2)所述金属粉，全部加入后，将混合溶液置于搅拌分散机中，1500～2000r/min下高速搅匀，最后用三辊研磨机研磨至精细度＜10μm，出料，即得所述氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料。
本发明的有益效果如下：
本发明利用碳纳米管和镍粉的防腐蚀性能，结合特定的树脂材料，最大程度上解决了现有技术中氧化锌压敏电阻存在的不耐腐蚀的问题，且导电性能优于市售银浆，在添加了锗粉后，导电性能更加优异，本发明的制备方法工艺简单，操作方便，利于推广。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步阐述。
实施例1
一种氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料，按重量份由以下成分组成：
所述纳米铜粉的平均粒径≤50nm，比表面积＞18m2/g；所述镍粉粒度≥100目。
其制备方法如下：
(1)按上述比例称取原料，将有机溶剂置于反应釜中，向其中添加树脂，常温100r/min搅拌均匀，再加入偶联剂和分散剂，常温100r/min继续搅拌混合，形成有机载体。
(2)将纳米铜粉和镍粉置于卧式球磨机中，用直径5～6mm的皓球球磨，转速为100r/min，混合均匀，得到金属粉。
(3)先将碳纳米管粉末添加至有机载体中，常温下100r/min搅拌混匀，然后边搅拌边向其中添加金属粉，全部加入后，将混合溶液置于搅拌分散机中，1500r/min下高速搅匀，最后用三辊研磨机研磨至精细度＜10μm，出料，即得所述氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料。
实施例2
一种氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料，按重量份由以下成分组成：
所述纳米铜粉的平均粒径≤50nm，比表面积＞18m2/g；所述镍粉粒度≥100目。
其制备方法如下：
(1)按上述比例称取原料，将有机溶剂置于反应釜中，向其中添加树脂，常温100r/min搅拌均匀，再加入偶联剂和分散剂，常温100r/min继续搅拌混合，形成有机载体。
(2)将纳米铜粉和镍粉置于卧式球磨机中，用直径5～6mm的皓球球磨，转速为100r/min，混合均匀，得到金属粉。
(3)先将碳纳米管粉末添加至有机载体中，常温下100r/min搅拌混匀，然后边搅拌边向其中添加金属粉，全部加入后，将混合溶液置于搅拌分散机中，2000r/min下高速搅匀，最后用三辊研磨机研磨至精细度＜10μm，出料，即得所述氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料。
实施例3
一种氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料，按重量份由以下成分组成：
所述纳米铜粉的平均粒径≤50nm，比表面积＞18m2/g；所述镍粉粒度≥100目，所述锗粉粒度≥100目。
其制备方法如下：
(1)按上述比例称取原料，将有机溶剂置于反应釜中，向其中添加树脂，常温100r/min搅拌均匀，再加入偶联剂和分散剂，常温100r/min继续搅拌混合，形成有机载体。
(2)将纳米铜粉、镍粉和锗粉置于陶瓷球磨机中，用直径0.5～0.6mm的陶瓷球高速球磨，转速为1500r/min，混合均匀，得到金属粉。
(3)先将碳纳米管粉末添加至有机载体中，常温下100r/min搅拌混匀，然后边搅拌边向其中添加金属粉，全部加入后，将混合溶液置于搅拌分散机中，1800r/min下高速搅匀，最后用三辊研磨机研磨至精细度＜10μm，出料，即得所述氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料。
实施例4
一种氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料，按重量份由以下成分组成：
所述纳米铜粉的平均粒径≤50nm，比表面积＞18m2/g；所述镍粉粒度≥100目，所述锗粉粒度≥100目。
其制备方法如下：
(1)按上述比例称取原料，将有机溶剂置于反应釜中，向其中添加树脂，常温100r/min搅拌均匀，再加入偶联剂和分散剂，常温100r/min继续搅拌混合，形成有机载体。
(2)将纳米铜粉、镍粉和锗粉置于陶瓷球磨机中，用直径0.5～0.6mm的陶瓷球高速球磨，转速为1500r/min，混合均匀，得到金属粉。
(3)先将碳纳米管粉末添加至有机载体中，常温下100r/min搅拌混匀，然后边搅拌边向其中添加金属粉，全部加入后，将混合溶液置于搅拌分散机中，2000r/min下高速搅匀，最后用三辊研磨机研磨至精细度＜10μm，出料，即得所述氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料。
测试例1
将实施例1～4制备的电极浆料涂覆于氧化锌压敏电阻表面，同时采用市售含80％Ag的导电银浆制作出涂被双层银浆的氧化锌压敏电阻，测试性能后结果如表1所示。
表1性能测试结果
由表1可以看出，市售银浆采用双层银浆的涂被方式制作的氧化锌压敏电阻，其导电性能较差，漏电流偏高，最大交流电压(Uac)与最大直流电压(Udc)均低于标准水平，且腐蚀现象严重。而使用实施例1～4制备的电极浆料制成的氧化锌压敏电阻，其电学性能良好，均在标准之上，且均无腐蚀现象，另外，实施例3和4在导电金属粉中添加了微量锗粉，其导电性能更为优异，电阻率甚至小于市售银浆。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料，其特征在于，按重量份由以下成分组成：25～40份碳纳米管、20～35份纳米铜粉、5～8份镍粉、15～20份有机溶剂、15～20份树脂、1～3份偶联剂、1～3份分散剂，其中，所述纳米铜粉的平均粒径≤50nm，比表面积＞18m2/g，所述镍粉粒度≥100目。
2.根据权利要求1所述的一种氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料，其特征在于，所述浆料还包括0.03～0.05份锗粉，所述锗粉粒度≥100目。
3.根据权利要求1所述的一种氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料，其特征在于，所述有机溶剂为丁酮、丙酮或环已酮。
4.根据权利要求1所述的一种氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料，其特征在于，所述树脂为酚醛树脂或乙烯基树脂。
5.根据权利要求1所述的一种氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH570或KH792。
6.根据权利要求1所述的一种氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料，其特征在于，所述分散剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
7.权利要求1所述的一种氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)按比例称取有机溶剂置于反应釜中，向其中添加树脂，搅拌，再加入偶联剂和分散剂，继续搅拌混合，形成有机载体；
步骤2)将纳米铜粉和镍粉置于球磨机中球磨，混合均匀，得到金属粉；
步骤3)按比例称取碳纳米管粉末，先将碳纳米管粉末添加至步骤1)所述有机载体中，搅拌混匀，然后边搅拌边向其中添加步骤2)所述金属粉，全部加入后，将混合溶液置于搅拌分散机中，1500～2000r/min下高速搅匀，最后用三辊研磨机研磨至精细度＜10μm，出料，即得所述氧化锌压敏电阻用耐腐蚀电极浆料。
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