CN109207102A - 一种ptc功能水性胶的合成工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电子材料和胶粘剂合成领域，涉及一种PTC功能水性胶的合成工艺。本发明为反应性合成导电粘结剂，导电成分采用原位聚合方式将聚苯胺均匀修饰在氧化石墨烯上，再KI还原氧化石墨，同时产物I2被聚苯胺分子吸收起到协同增加电导率的作用。本发明合成PTC功能水性胶用于连接元件引脚和线路板并起到PTC限流保护功能。

Description

一种PTC功能水性胶的合成工艺
技术领域
本发明属于电子材料和胶粘剂合成领域，涉及一种PTC功能水性胶的合成工艺。
背景技术
正温度系数(PTC)材料的电阻率随温度的升高而增大，高分子与导电填料共混可制得的复合材料(PPTC)具有较低的室温电阻率，随温度升高电阻率增加并在某个温度点电阻急剧升高，在大电流状态下电阻急剧增加实现电路关断，并可在故障排除后自行恢复低阻状态。目前，在电路保护方案中，SMD贴片PPTC元件需要挤占线路板上的宝贵面积，另外分立元件的焊接、线路设计等因素也会增加整体器件的制造成本。另外，SMD元件制造过程中大量压合、粘接以及焊接的界面，冗长工序都会对元件良率以及最终焊接元件功能失效产生影响。
发明内容
针对现有技术缺陷，本发明的目的在于提供一种PTC功能水性胶的合成工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将苯胺单体和氧化石墨加入去离子水中，超声分散得到紫褐色溶胶；
(2)配制丙烯酸乳液，成分及质量比为：
去离子水100份
丙烯酸丁酯40-50份
甲基丙烯酸10-15份
丙烯酸5-8份
过硫酸钾10-20份
十二烷基硫酸钠0.5-1份
(3)将步骤(1)得到的溶胶加入步骤(2)的丙烯酸乳液中，室温搅拌反应2-5小时，加入碘化钾，继续反应1-2小时；
(4)加入固化剂和其他助剂，搅拌稠化得到水性胶。
所述氧化石墨的加入量为在步骤(3)混合乳液浓度0.2～1.5gL-1；超声分散时间为1～2h。苯胺单体在在步骤(3)混合乳液浓度中的浓度为0.1～0.5molL-1。
所述碘化钾加入后浓度为10～20g/L，。
固化剂为胺类固化剂，包括乙二胺、间苯二胺、对苯二胺、间苯二甲胺中的一种，其他助剂包括增稠剂、消泡剂。
PTC功能水性胶使用方法为采用点胶机在线路板的贴片处点胶，将电子元件贴在线路板上，PTC功能水性胶用于电子元件的输入和/或输出端粘接并起到导通作用，当电流过大或者元件过热时，电阻急剧增加实现电路关断，故障排除后可自行恢复导通。
本发明为反应性合成导电粘结剂，导电成分采用原位聚合方式将聚苯胺均匀修饰在氧化石墨烯上，再KI还原氧化石墨，同时产物I2被聚苯胺分子吸收起到协同增加电导率的作用。本发明合成PTC功能水性胶用于连接元件引脚和线路板并起到PTC限流保护功能。
本发明的内容和特点已揭示如上，然而前面叙述的本发明仅仅简要地或只涉及本发明的特定部分，本发明的特征可能比在此公开的内容涉及的更多。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应该包括在不同部分中所体现的所有内容的组合，以及各种不背离本发明的替换和修饰，并为本发明的权利要求书所涵盖。
具体实施方式
实施例1：
(1)将0.2molL-1苯胺单体和0.4mg/L氧化石墨加入100mL去离子水中，超声分散得到紫褐色溶胶；
(2)配制丙烯酸乳液，成分及质量比为：
去离子水100g
丙烯酸丁酯40g
甲基丙烯酸10g
丙烯酸5g
过硫酸钾10g
十二烷基硫酸钠0.5g
(3)将100mL步骤(1)得到的溶胶加入步骤(2)的丙烯酸乳液中，室温搅拌反应2小时，加入2g碘化钾，继续反应2小时；
(4)加入乙二胺和增稠剂、消泡剂，搅拌稠化得到水性胶，拉伸强度：49MPa；电导率：33Scm-1；PTC强度：4.1。
实施例2：
(1)将1molL-1苯胺单体和3mg/L氧化石墨加入100mL去离子水中，超声分散得到紫褐色溶胶；
(2)配制丙烯酸乳液，成分及质量比为：
去离子水100g
丙烯酸丁酯50g
甲基丙烯酸15g
丙烯酸8g
过硫酸钾20g
十二烷基硫酸钠1g
(3)将100mL步骤(1)得到的溶胶加入步骤(2)的丙烯酸乳液中，室温搅拌反应3小时，加入4g碘化钾，继续反应1小时；
(4)加入间苯二胺和增稠剂、消泡剂，搅拌稠化得到水性胶，拉伸强度：44MPa；电导率：35Scm-1；PTC强度：3.7。
实施例3：
(1)将0.5molL-1苯胺单体和2mg/L氧化石墨加入100mL去离子水中，超声分散得到紫褐色溶胶；
(2)配制丙烯酸乳液，成分及质量比为：
去离子水100g
丙烯酸丁酯40g
甲基丙烯酸15g
丙烯酸8g
过硫酸钾15g
十二烷基硫酸钠1g
(3)将100mL步骤(1)得到的溶胶加入步骤(2)的丙烯酸乳液中，室温搅拌反应5小时，加入4g碘化钾，继续反应2小时；
(4)加入对苯二胺和增稠剂、消泡剂，搅拌稠化得到水性胶，拉伸强度：41MPa；电导率：39Scm-1；PTC强度：3.0。
实施例4：
(1)将0.8molL-1苯胺单体和1mg/L氧化石墨加入100mL去离子水中，超声分散得到紫褐色溶胶；
(2)配制丙烯酸乳液，成分及质量比为：
去离子水100g
丙烯酸丁酯40g
甲基丙烯酸10g
丙烯酸5g
过硫酸钾18g
十二烷基硫酸钠1g
(3)将100mL步骤(1)得到的溶胶加入步骤(2)的丙烯酸乳液中，室温搅拌反应2小时，加入4g碘化钾，继续反应1小时；
(4)加入间苯二甲胺和增稠剂、消泡剂，搅拌稠化得到水性胶，拉伸强度：52MPa；电导率：40Scm-1；PTC强度：2.9。

Claims (5)

1.一种PTC功能水性胶的合成工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将苯胺单体和氧化石墨加入去离子水中，超声分散得到紫褐色溶胶；
(2)配制丙烯酸乳液，成分及质量比为：
去离子水 100份
丙烯酸丁酯 40-50份
甲基丙烯酸 10-15份
丙烯酸 5-8份
过硫酸钾 10-20份
十二烷基硫酸钠 0.5-1份
(3)将步骤(1)得到的溶胶加入步骤(2)的丙烯酸乳液中，室温搅拌反应2-5小时，加入碘化钾，继续反应1-2小时；
(4)加入固化剂和其他助剂，搅拌稠化得到水性胶。
2.根据权利要求1所述一种PTC功能水性胶的合成工艺，其特征在于，所述氧化石墨的加入量为在步骤(3)混合乳液浓度0.2～1.5gL-1；超声分散时间为1～2h。苯胺单体在在步骤(3)混合乳液浓度中的浓度为0.1～0.5molL-1。
3.根据权利要求1所述一种PTC功能水性胶的合成工艺，其特征在于，所述碘化钾加入后浓度为10～20g/L，。
4.根据权利要求1所述一种PTC功能水性胶的合成工艺，其特征在于，所述固化剂为胺类固化剂，包括乙二胺、间苯二胺、对苯二胺、间苯二甲胺中的一种，其他助剂包括增稠剂、消泡剂。
5.一种如权利要求1～4任意一项所述的PTC功能水性胶的合成工艺所制备的PTC功能水性胶，使用方法为采用点胶机在线路板的贴片处点胶，将电子元件贴在线路板上，PTC功能水性胶用于电子元件的输入和/或输出端粘接并起到导通作用，当电流过大或者元件过热时，电阻急剧增加实现电路关断，故障排除后可自行恢复导通。
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