CN116844801B - 一种防爆防燃型压敏电阻 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防爆防燃型压敏电阻，该防爆防燃型压敏电阻由包封层、内涂层、压敏电阻主体、电极层和引脚组成；其中，压敏电阻主体上下表面设置有电极层，引脚的内端通过焊锡焊接在电极层的中间部分，外接端向外延伸出压敏电阻主体外，内涂层包裹压敏电阻主体以及电极层，包封层包裹内涂层。在压敏电阻设置两层涂层，内涂层具有耐高温阻燃性，可降低涂层的膨胀系数，阻断火苗窜出。包封层采用不同粒径的填料和阻燃剂，使得涂层材料中填料和阻燃剂有最优堆密度，具有良好的防燃防爆特性，能在遭受瞬间电压时，不产生火花、燃烧及外壳炸裂的现象。
Description
技术领域
本发明涉及压敏电阻技术领域，特别涉及一种防爆防燃型压敏电阻。
背景技术
压敏电阻是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，主要用于在电路承受过压时进行电压钳位，吸收多余的电流以保护敏感器件。压敏电阻器失效的现象是压敏电阻短路、爆炸、火苗窜出、引起其他元器件甚至整个设备起火或燃烧。防爆防燃型压敏电阻是一种用于电子电路保护的元件，在传统压敏电阻的基础上进行了特殊设计，以提供额外的防爆和防燃功能。这些电阻通常用于一些对安全性要求较高的场合，如化工工业、石油和天然气行业等。
在实际应用中，若电路中浪涌过大，或浪涌比较频繁，压敏电阻在多次浪涌冲击下疲劳损坏爆裂，会发生起火有火苗喷出或火星飞溅的现象，从而影响周边电路或其它电子组件，导致设备损坏。
为了防止压敏电阻出现爆裂现象，现有的压敏电阻通常设有壳体，将电阻本体设于防爆壳内，并在防爆壳内填充高分子材料，但这种方式导致生产过程装配复杂，提高了生产成本。另外，还有一种在压敏电阻的外部涂布环氧树脂涂层，该涂层有防潮、绝缘、以及难燃等特性，能抑制火花产生，但环氧树脂涂层并非不可燃，还是存在爆裂的安全隐患。
发明内容
基于背景技术存在的问题，本发明提供了一种防爆防燃型压敏电阻，该压敏电阻既能保持防燃防爆效果，还具有优异的电气性能。
本发明通过以下技术方案实施：
一种防爆防燃型压敏电阻，防爆防燃型压敏电阻由包封层、内涂层、压敏电阻主体、电极层和引脚组成；
其中，压敏电阻主体上下表面设置有电极层，引脚的内端通过焊锡焊接在电极层的中间部分，外接端向外延伸出压敏电阻主体外，内涂层包裹压敏电阻主体以及电极层，包封层包裹内涂层。
进一步地，包封层按重量份计包括以下组分：环氧树脂50-100份、固化剂30-100份、促进剂0.1-1份、填料50-150份、阻燃剂100-300份和稀释剂1-100份。
进一步地，固化剂为酸酐类固化剂；
促进剂为苄基二甲胺、三乙胺或K-54中的一种；
填料为石英粉、滑石粉、氧化铝、铁粉或铜粉中的一种或几种组合物；
阻燃剂为氧化铝、氢氧化镁、碳酸镁、碳酸锌、硫酸镁或三氧化二锑中一种或几种组合物；
稀释剂为苯、甲苯或二甲苯中的一种或几种组合物。
进一步地，在包封层组分中，填料的粒径为500-800μm，阻燃剂的粒径为150-200μm；填料与阻燃剂的重量比为(1-2)：(2-4)。
进一步地，内涂层按重量份计包括以下组分：硅树脂50-100份、填料200-300份、阻燃剂100-150份和稀释剂1-100份。
进一步地，硅树脂为甲基苯基硅树脂、甲基硅树脂、聚甲基硅树脂、氨基硅树脂或氟硅树脂中的一种或几种组合物；
填料为石英粉、滑石粉、氧化铝、铁粉或铜粉中的一种或几种组合物；
阻燃剂为氧化铝、氢氧化镁、碳酸镁、碳酸锌、硫酸镁或三氧化二锑中一种或几种组合物；
稀释剂为苯、甲苯或二甲苯中的一种或几种组合物。
进一步地，压敏电阻主体为金属陶瓷材料，制备方法包括以下步骤
S1.将氧化铋和三氧化二锑球磨12h后烘干，在750℃下热处理2h，自然冷却至400℃，退火处理2h，得到第一物质；
S2.将第一物质、二氧化硅和氧化硼加入至氧化锌中，按照水料比为2：5加入去离子水，球磨12h后烘干，在烘干后的物料中加入总质量10％的聚乙烯溶液，手工造粒并过80目筛，将已过筛的粉料放置压片机中，在400MPa的压力下将粉料压成直径30mm、厚度2.0mm的圆盘，将圆盘放置马弗炉中，在600℃下排胶8小时，随炉冷却，将排胶完成后的圆盘再次放入马弗炉中烧结，按30℃/h的速率升至1200℃，保温4h，按60℃/h降至室温，将烧结后的氧化锌圆盘研磨抛光，即得压敏电阻主体。
进一步地，压敏电阻主体制备方法中，步骤S1中氧化铋和三氧化二锑的摩尔比为1：1；
步骤S2中第一物质、二氧化硅和氧化硼的质量比为(2.5-3)：(0.8-1.2)：(0.2-0.4)；
步骤S2中第一物质、二氧化硅和氧化硼总量与氧化锌的质量比为(3-5)：(95-100)；
步骤S2中聚乙烯溶液的浓度为5-10％。
进一步地，电极层为银电极，具体制备步骤为：在压敏电阻主体表面两侧涂银浆，在550℃烧结2h得到银电极。
进一步地，银浆按重量份计包含以下组分：金属银粉50-70份、乙基纤维素3-5份、松香树脂1-3份、玻璃粉3-8份、铋粉10-15份、硅烷偶联剂3-5份和三丙二醇单甲醚10-15份。
本发明的有益效果：
(1)本发明中在压敏电阻设置两层涂层，内涂层具有耐高温阻燃性，可降低涂层的膨胀系数，阻断火苗窜出。包封层采用不同粒径的填料和阻燃剂，使得涂层材料中填料和阻燃剂有最优堆密度，具有良好的防燃防爆特性，能在遭受瞬间电压时，不产生火花、燃烧及外壳炸裂的现象。
(2)本发明中通过调整压敏电阻主体的原料组成，制备得到的压敏电阻具有良好的防燃防爆特性，还具有优良的电气性能。压敏电压可达到750V以上，非线性系数为74以上，漏电流为0.14μA·cm-2以下，残压比为2.5以下。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详述，但本发明的保护范围并不仅限于以下实施例。
本发明公开了一种防爆防燃型压敏电阻，该压敏电阻由包封层、内涂层、压敏电阻主体、电极层和引脚组成，其中，压敏电阻主体上下表面设置有电极层，引脚的内端通过焊锡焊接在电极层的中间部分，外接端向外延伸出压敏电阻主体外，内涂层包裹压敏电阻主体以及电极层，包封层包裹内涂层。
实施例1
防爆防燃型压敏电阻的制备
步骤一、制备压敏电阻主体
S1.将氧化铋和三氧化二锑球磨12h后烘干，在750℃下热处理2h，自然冷却至400℃，退火处理2h，得到第一物质；
S2.将第一物质、二氧化硅和氧化硼加入至氧化锌中，按照水料比为2：5加入去离子水，球磨12h后烘干，在烘干后的物料中加入总质量10％的聚乙烯溶液，手工造粒并过80目筛，将已过筛的粉料放置压片机中，在400MPa的压力下将粉料压成直径30mm、厚度2.0mm的圆盘，将圆盘放置马弗炉中，在600℃下排胶8小时，随炉冷却，将排胶完成后的圆盘再次放入马弗炉中烧结，按30℃/h的速率升至1200℃，保温4h，按60℃/h降至室温，将烧结后的氧化锌圆盘研磨抛光，即得压敏电阻主体。
步骤S1中氧化铋和三氧化二锑的摩尔比为1：1；
步骤S2中第一物质、二氧化硅和氧化硼的质量比为2.8：1：0.3；
步骤S2中第一物质、二氧化硅和氧化硼总量与氧化锌的质量比为5：100；
步骤S2中聚乙烯溶液的浓度为5％。
步骤二、制备电极层
S1.制备银浆：将金属银粉60份、乙基纤维素5份、松香树脂3份、玻璃粉5份、铋粉10份、硅烷偶联剂5份和三丙二醇单甲醚15份加入容器中，混合均匀后在三辊机上进行研磨，直至银浆的细度小于10μm；
S2.在压敏电阻主体表面两侧涂银浆，在550℃烧结2h得到银电极。
步骤三、焊接引脚
将引脚一端采用电焊的方式焊接在银电极层的中间部分，得到压敏电阻初品。
步骤四、涂覆内涂层
S1.制备内涂层涂料：将硅树脂80份、填料250份、阻燃剂150份和稀释剂20份加入容器中，搅拌30分钟，即得内涂层涂料。
S2.将压敏电阻初品全部浸入内涂层涂料中，取出后静置5分钟待干燥，再次将压敏电阻初品全部进入内涂层涂料中，取出后静置5分钟待干燥，重复此浸入及干燥步骤共4次，然后将干燥后的压敏电阻静置6小时后放入烘箱于80℃烘干1小时，再提高温度至145℃烘烤2h，得到包裹内涂层的压敏电阻。
步骤五、涂覆包封层
S1.制备包封层涂料：将环氧树脂80份、固化剂34份、促进剂0.5份、填料100份、阻燃剂250份和稀释剂20份加入容器中，搅拌30分钟，即得内涂层涂料；
其中，环氧树脂为双酚A环氧树脂；
固化剂为邻苯二甲酸酐；
促进剂为三乙胺；
填料为石英粉、氧化铝、铁粉混合物，其中石英粉、氧化铝和铁粉的质量比为3：1：1，填料的粒径为600μm；
阻燃剂为氢氧化镁，阻燃剂的粒径为150μm；
稀释剂为甲苯。
S2.将包裹内涂层的压敏电阻全部进入包封层涂料中，取出后静置5分钟待干燥，再次将包裹内涂层的压敏电阻全部进入包封层涂料中，取出后静置5分钟待干燥，，重复此浸入及干燥步骤共4次，然后将干燥后的压敏电阻静置6小时后放入烘箱于145℃烘烤2h，得到防燃防爆型压敏电阻。
实施例2
防爆防燃型压敏电阻的制备
步骤一、制备压敏电阻主体
S1.将氧化铋和三氧化二锑球磨12h后烘干，在750℃下热处理2h，自然冷却至400℃，退火处理2h，得到第一物质；
S2.将第一物质、二氧化硅和氧化硼加入至氧化锌中，按照水料比为2：5加入去离子水，球磨12h后烘干，在烘干后的物料中加入总质量10％的聚乙烯溶液，手工造粒并过80目筛，将已过筛的粉料放置压片机中，在400MPa的压力下将粉料压成直径30mm、厚度2.0mm的圆盘，将圆盘放置马弗炉中，在600℃下排胶8小时，随炉冷却，将排胶完成后的圆盘再次放入马弗炉中烧结，按30℃/h的速率升至1200℃，保温4h，按60℃/h降至室温，将烧结后的氧化锌圆盘研磨抛光，即得压敏电阻主体。
步骤S1中氧化铋和三氧化二锑的摩尔比为1：1；
步骤S2中第一物质、二氧化硅和氧化硼的质量比为2.5：0.8：0.2；
步骤S2中第一物质、二氧化硅和氧化硼总量与氧化锌的质量比为3：95；
步骤S2中聚乙烯溶液的浓度为5％。
步骤二、制备电极层
S1.制备银浆：将金属银粉60份、乙基纤维素5份、松香树脂3份、玻璃粉5份、铋粉10份、硅烷偶联剂5份和三丙二醇单甲醚15份加入容器中，混合均匀后在三辊机上进行研磨，直至银浆的细度小于10μm；
S2.在压敏电阻主体表面两侧涂银浆，在550℃烧结2h得到银电极。
步骤三、焊接引脚
将引脚一端采用电焊的方式焊接在银电极层的中间部分，得到压敏电阻初品。
步骤四、涂覆内涂层
S1.制备内涂层涂料：将硅树脂80份、填料200份、阻燃剂100份和稀释剂20份加入容器中，搅拌30分钟，即得内涂层涂料。
S2.将压敏电阻初品全部浸入内涂层涂料中，取出后静置5分钟待干燥，再次将压敏电阻初品全部进入内涂层涂料中，取出后静置5分钟待干燥，重复此浸入及干燥步骤共4次，然后将干燥后的压敏电阻静置6小时后放入烘箱于80℃烘干1小时，再提高温度至145℃烘烤2h，得到包裹内涂层的压敏电阻。
步骤五、涂覆包封层
S1.制备包封层涂料：将环氧树脂80份、固化剂34份、促进剂0.5份、填料80份、阻燃剂200份和稀释剂15份加入容器中，搅拌30分钟，即得内涂层涂料；
其中，环氧树脂为双酚A环氧树脂；
固化剂为邻苯二甲酸酐；
促进剂为三乙胺；
填料为石英粉、氧化铝、铁粉混合物，其中石英粉、氧化铝和铁粉的质量比为3：1：1，填料的粒径为500μm；
阻燃剂为氢氧化镁，阻燃剂的粒径为200μm；
稀释剂为甲苯。
S2.将包裹内涂层的压敏电阻全部进入包封层涂料中，取出后静置5分钟待干燥，再次将包裹内涂层的压敏电阻全部进入包封层涂料中，取出后静置5分钟待干燥，，重复此浸入及干燥步骤共4次，然后将干燥后的压敏电阻静置6小时后放入烘箱于145℃烘烤2h，得到防燃防爆型压敏电阻。
实施例3
防爆防燃型压敏电阻的制备
步骤一、制备压敏电阻主体
S1.将氧化铋和三氧化二锑球磨12h后烘干，在750℃下热处理2h，自然冷却至400℃，退火处理2h，得到第一物质；
S2.将第一物质、二氧化硅和氧化硼加入至氧化锌中，按照水料比为2：5加入去离子水，球磨12h后烘干，在烘干后的物料中加入总质量10％的聚乙烯溶液，手工造粒并过80目筛，将已过筛的粉料放置压片机中，在400MPa的压力下将粉料压成直径30mm、厚度2.0mm的圆盘，将圆盘放置马弗炉中，在600℃下排胶8小时，随炉冷却，将排胶完成后的圆盘再次放入马弗炉中烧结，按30℃/h的速率升至1200℃，保温4h，按60℃/h降至室温，将烧结后的氧化锌圆盘研磨抛光，即得压敏电阻主体。
步骤S1中氧化铋和三氧化二锑的摩尔比为1：1；
步骤S2中第一物质、二氧化硅和氧化硼的质量比为3：1.2：0.4；
步骤S2中第一物质、二氧化硅和氧化硼总量与氧化锌的质量比为5：100；
步骤S2中聚乙烯溶液的浓度为5％。
步骤二、制备电极层
S1.制备银浆：将金属银粉60份、乙基纤维素5份、松香树脂3份、玻璃粉5份、铋粉10份、硅烷偶联剂5份和三丙二醇单甲醚15份加入容器中，混合均匀后在三辊机上进行研磨，直至银浆的细度小于10μm；
S2.在压敏电阻主体表面两侧涂银浆，在550℃烧结2h得到银电极。
步骤三、焊接引脚
将引脚一端采用电焊的方式焊接在银电极层的中间部分，得到压敏电阻初品。
步骤四、涂覆内涂层
S1.制备内涂层涂料：将硅树脂100份、填料300份、阻燃剂150份和稀释剂40份加入容器中，搅拌30分钟，即得内涂层涂料。
S2.将压敏电阻初品全部浸入内涂层涂料中，取出后静置5分钟待干燥，再次将压敏电阻初品全部进入内涂层涂料中，取出后静置5分钟待干燥，重复此浸入及干燥步骤共4次，然后将干燥后的压敏电阻静置6小时后放入烘箱于80℃烘干1小时，再提高温度至145℃烘烤2h，得到包裹内涂层的压敏电阻。
步骤五、涂覆包封层
S1.制备包封层涂料：将环氧树脂100份、固化剂43份、促进剂0.8份、填料150份、阻燃剂300份和稀释剂30份加入容器中，搅拌30分钟，即得内涂层涂料；
其中，环氧树脂为双酚A环氧树脂；
固化剂为邻苯二甲酸酐；
促进剂为三乙胺；
填料为石英粉、氧化铝、铁粉混合物，其中石英粉、氧化铝和铁粉的质量比为3：1：1，填料的粒径为800μm；
阻燃剂为氢氧化镁，阻燃剂的粒径为150μm；
稀释剂为甲苯。
S2.将包裹内涂层的压敏电阻全部进入包封层涂料中，取出后静置5分钟待干燥，再次将包裹内涂层的压敏电阻全部进入包封层涂料中，取出后静置5分钟待干燥，，重复此浸入及干燥步骤共4次，然后将干燥后的压敏电阻静置6小时后放入烘箱于145℃烘烤2h，得到防燃防爆型压敏电阻。
对比例1
防爆防燃型压敏电阻的制备
步骤一、制备压敏电阻主体
将氧化铋、三氧化二锑、二氧化硅和氧化硼加入至氧化锌中，按照水料比为2：5加入去离子水，球磨12h后烘干，在烘干后的物料中加入总质量10％的聚乙烯溶液，手工造粒并过80目筛，将已过筛的粉料放置压片机中，在400MPa的压力下将粉料压成直径30mm、厚度2.0mm的圆盘，将圆盘放置马弗炉中，在600℃下排胶8小时，随炉冷却，将排胶完成后的圆盘再次放入马弗炉中烧结，按30℃/h的速率升至1200℃，保温4h，按60℃/h降至室温，将烧结后的氧化锌圆盘研磨抛光，即得压敏电阻主体。
其中，氧化铋、三氧化二锑、二氧化硅和氧化硼的质量比为1.4：1.4：1：0.3，氧化铋、三氧化二锑、二氧化硅和氧化硼总量与氧化锌的质量比为5：100；聚乙烯溶液的浓度为5％。
其余步骤同实施例1。
对比例2
防爆防燃型压敏电阻的制备
步骤一、制备压敏电阻主体
S1.将氧化铋和三氧化二锑球磨12h后烘干，在750℃下热处理2h，自然冷却至400℃，退火处理2h，得到第一物质；
S2.将第一物质和二氧化硅加入至氧化锌中，按照水料比为2：5加入去离子水，球磨12h后烘干，在烘干后的物料中加入总质量10％的聚乙烯溶液，手工造粒并过80目筛，将已过筛的粉料放置压片机中，在400MPa的压力下将粉料压成直径30mm、厚度2.0mm的圆盘，将圆盘放置马弗炉中，在600℃下排胶8小时，随炉冷却，将排胶完成后的圆盘再次放入马弗炉中烧结，按30℃/h的速率升至1200℃，保温4h，按60℃/h降至室温，将烧结后的氧化锌圆盘研磨抛光，即得压敏电阻主体。
步骤S1中氧化铋和三氧化二锑的摩尔比为1：1；
步骤S2中第一物质、二氧化硅的质量比为2.8：1；
步骤S2中第一物质、二氧化硅总量与氧化锌的质量比为5：100；
步骤S2中聚乙烯溶液的浓度为5％。
其余步骤同实施例1。
对比例3
防爆防燃型压敏电阻的制备
步骤一至步骤四同实施例一。
步骤五、涂覆包封层
S1.制备包封层涂料：将环氧树脂80份、固化剂34份、促进剂0.5份、填料100份、阻燃剂250份和稀释剂20份加入容器中，搅拌30分钟，即得内涂层涂料；
其中，环氧树脂为双酚A环氧树脂；
固化剂为邻苯二甲酸酐；
促进剂为三乙胺；
填料为石英粉、氧化铝、铁粉混合物，其中石英粉、氧化铝和铁粉的质量比为3：1：1，填料的粒径为600μm；
阻燃剂为氢氧化镁，阻燃剂的粒径为600μm；
稀释剂为甲苯。
S2.将包裹内涂层的压敏电阻全部进入包封层涂料中，取出后静置5分钟待干燥，再次将包裹内涂层的压敏电阻全部进入包封层涂料中，取出后静置5分钟待干燥，，重复此浸入及干燥步骤共4次，然后将干燥后的压敏电阻静置6小时后放入烘箱于145℃烘烤2h，得到防燃防爆型压敏电阻。
对比例4
防爆防燃型压敏电阻的制备
步骤一至步骤四同实施例一。
步骤五、涂覆包封层
S1.制备包封层涂料：将环氧树脂80份、固化剂34份、促进剂0.5份、填料100份、阻燃剂250份和稀释剂20份加入容器中，搅拌30分钟，即得内涂层涂料；
其中，环氧树脂为双酚A环氧树脂；
固化剂为邻苯二甲酸酐；
促进剂为三乙胺；
填料为石英粉、氧化铝、铁粉混合物，其中石英粉、氧化铝和铁粉的质量比为3：1：1，填料的粒径为150μm；
阻燃剂为氢氧化镁，阻燃剂的粒径为150μm；
稀释剂为甲苯。
S2.将包裹内涂层的压敏电阻全部进入包封层涂料中，取出后静置5分钟待干燥，再次将包裹内涂层的压敏电阻全部进入包封层涂料中，取出后静置5分钟待干燥，，重复此浸入及干燥步骤共4次，然后将干燥后的压敏电阻静置6小时后放入烘箱于145℃烘烤2h，得到防燃防爆型压敏电阻。
对比例5
防爆防燃型压敏电阻的制备
步骤一至步骤四同实施例一。
步骤五、涂覆包封层
S1.制备包封层涂料：将环氧树脂80份、固化剂34份、促进剂0.5份、填料200份、阻燃剂200份和稀释剂20份加入容器中，搅拌30分钟，即得内涂层涂料；
其中，环氧树脂为双酚A环氧树脂；
固化剂为邻苯二甲酸酐；
促进剂为三乙胺；
填料为石英粉、氧化铝、铁粉混合物，其中石英粉、氧化铝和铁粉的质量比为3：1：1，填料的粒径为600μm；
阻燃剂为氢氧化镁，阻燃剂的粒径为150μm；
稀释剂为甲苯。
S2.将包裹内涂层的压敏电阻全部进入包封层涂料中，取出后静置5分钟待干燥，再次将包裹内涂层的压敏电阻全部进入包封层涂料中，取出后静置5分钟待干燥，，重复此浸入及干燥步骤共4次，然后将干燥后的压敏电阻静置6小时后放入烘箱于145℃烘烤2h，得到防燃防爆型压敏电阻。
试验例一
电性能测试
采用Keithley2410电子源表对实施例1-3和对比例1-2中压敏电阻的电压梯度U1MA、漏电流IL、非线性系数α进行检测，具体结果如表1所示。
采用模拟雷电发生装置对压敏电阻两端施加电压为5KA波形为8/20μs雷电冲击，测量残压UP，计算残压比K＝UP/U1MA。
表1
| 组别 | U1MA/V | IL/μA·cm-2 | α | K |
| 实施例1 | 769 | 0.11 | 76.8 | 2.3 |
| 实施例2 | 758 | 0.14 | 77.5 | 2.2 |
| 实施例3 | 770 | 0.12 | 74.3 | 2.5 |
| 对比例1 | 712 | 0.28 | 63.8 | 3.1 |
| 对比例2 | 726 | 0.22 | 65.9 | 2.9 |
从表1结果可以看出，本发明实施例1-3中制备的压敏电阻，电气性能优异，压敏电压可达到750V以上，非线性系数为74以上，漏电流为0.14μA·cm-2以下，残压比为2.5以下。对比例1中未将氧化铋和三氧化二锑提前混合进行热处理，制备得到的压敏电阻性能明显低于实施例1-3中压敏电阻性能。本发明实施例1-3中将氧化铋和三氧化二锑球磨后进行热处理，反应得到BiSbO4，BiSbO4在氧化锌体系中能够抑制晶粒长大，随着温度升高BiSbO4分解释放氧化铋促进铋液相生成，推迟了铋液相出现的时间，从而抑制晶粒变大，提高了压敏电阻的电气性能。对比例2中未添加氧化硼，压敏电阻性能同样也明显降低，在烧结过程中，氧化硼容易成为液相，少量添加氧化硼有利于浸润氧化锌晶粒，提高晶粒的移动速率，使晶粒分布更加京凑，从而大大降低氧化锌压敏电阻的气孔率，改善压敏电阻的性能。
试验例二
防燃防爆型能测试
将实施例1-3和对比例3-5中的压敏电阻器串接保险丝(5A慢速型)后安装在压敏电阻阻燃实验装置上，加上交流电压220V，然后以100V/min的速率升至要求最大允许的交流电压750V，维持2分钟，接着以每30秒调高10V的速率升高电压至压敏电阻器测试失效，并观察压敏电阻器的火花、燃烧或炸裂现象。具体结果如表2所示。
表2
| 组别 | 火花 | 燃烧 | 炸裂 |
| 实施例1 | 未出现 | 未出现 | 未出现 |
| 实施例2 | 未出现 | 未出现 | 未出现 |
| 实施例3 | 未出现 | 未出现 | 未出现 |
| 对比例3 | 出现火花 | 未出现 | 外壳出现鼓包 |
| 对比例4 | 未出现 | 未出现 | 外壳出现轻微鼓包 |
| 对比例5 | 未出现 | 未出现 | 外壳出现鼓包 |
从表2结果可以看出，实施例1-3中压敏电阻失效，但其外表完好，未发生明火现象，由此证明，本发明方法制备得到的压敏电阻器具有良好的防燃防爆特性，能在遭受瞬间电压时，不产生火花、燃烧及外壳炸裂的现象。对比例3，对比例3中采用粒径600μm的填料和阻燃剂，虽然未出现燃烧现象，但有火星冒出，压敏电阻外壳出现鼓包，冷却后鼓包凹陷。对比例4中采用150μm的填料和阻燃剂，试验结果未出现火花和燃烧现象，但外壳出现轻微鼓包，冷却后鼓包凹陷。对比例5中采用的填料和阻燃剂的用量为1：1，但外壳出现鼓包现象。
最后应说明的是：以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，并不用以限制本发明创造，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种防爆防燃型压敏电阻，其特征在于，防爆防燃型压敏电阻由包封层、内涂层、压敏电阻主体、电极层和引脚组成；
其中，压敏电阻主体上下表面设置有电极层，引脚的内端通过焊锡焊接在电极层的中间部分，外接端向外延伸出压敏电阻主体外，内涂层包裹压敏电阻主体以及电极层，包封层包裹内涂层；
包封层按重量份计包括以下组分：环氧树脂50-100份、固化剂30-100份、促进剂0.1-1份、填料50-150份、阻燃剂100-300份和稀释剂1-100份；
在包封层组分中，填料的粒径为500-800μm，阻燃剂的粒径为150-200μm；填料与阻燃剂的重量比为1：（2-2.5）；
压敏电阻主体为金属陶瓷材料，制备方法包括以下步骤：
S1.将氧化铋和三氧化二锑球磨12h后烘干，在750℃下热处理2h，自然冷却至400℃，退火处理2h，得到第一物质；
S2.将第一物质、二氧化硅和氧化硼加入至氧化锌中，按照水料比为2：5加入去离子水，球磨12h后烘干，在烘干后的物料中加入总质量10%的聚乙烯溶液，手工造粒并过80目筛，将已过筛的粉料放置压片机中，在400MPa的压力下将粉料压成直径30mm、厚度2.0mm的圆盘，将圆盘放置马弗炉中，在600℃下排胶8小时，随炉冷却，将排胶完成后的圆盘再次放入马弗炉中烧结，按30℃/h的速率升至1200℃，保温4h，按60℃/h降至室温，将烧结后的氧化锌圆盘研磨抛光，即得压敏电阻主体；
步骤S1中氧化铋和三氧化二锑的摩尔比为1：1；
步骤S2中第一物质、二氧化硅和氧化硼的质量比为（2.5-3）：（0.8-1.2）：（0.2-0.4）；
步骤S2中第一物质、二氧化硅和氧化硼总量与氧化锌的质量比为（3-5）：（95-100）。
2.根据权利要求1所述的防爆防燃型压敏电阻，其特征在于，固化剂为酸酐类固化剂；
促进剂为苄基二甲胺、三乙胺或K-54中的一种；
填料为石英粉、滑石粉、氧化铝、铁粉或铜粉中的一种或几种组合物；
阻燃剂为氧化铝、氢氧化镁、碳酸镁、碳酸锌、硫酸镁或三氧化二锑中一种或几种组合物；
稀释剂为苯、甲苯或二甲苯中的一种或几种组合物。
3.根据权利要求1所述的防爆防燃型压敏电阻，其特征在于，内涂层按重量份计包括以下组分：硅树脂50-100份、填料200-300份、阻燃剂100-150份和稀释剂1-100份。
4.根据权利要求3所述的防爆防燃型压敏电阻，其特征在于，硅树脂为甲基苯基硅树脂、甲基硅树脂、聚甲基硅树脂、氨基硅树脂或氟硅树脂中的一种或几种组合物；
填料为石英粉、滑石粉、氧化铝、铁粉或铜粉中的一种或几种组合物；
阻燃剂为氧化铝、氢氧化镁、碳酸镁、碳酸锌、硫酸镁或三氧化二锑中一种或几种组合物；
稀释剂为苯、甲苯或二甲苯中的一种或几种组合物。
5.根据权利要求1所述的防爆防燃型压敏电阻，其特征在于，压敏电阻主体制备方法中，步骤S2中聚乙烯溶液的浓度为5-10%。
6.根据权利要求1所述的防爆防燃型压敏电阻，其特征在于，电极层为银电极，具体制备步骤为：在压敏电阻主体表面两侧涂银浆，在550℃烧结2h得到银电极。
7.根据权利要求6所述的防爆防燃型压敏电阻，其特征在于，银浆按重量份计包含以下组分：金属银粉50-70份、乙基纤维素3-5份、松香树脂1-3份、玻璃粉3-8份、铋粉10-15份、硅烷偶联剂3-5份和三丙二醇单甲醚10-15份。
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