一种紫外光固化型pptc电极浆料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及保护性电子元器件领域，特别涉及一种紫外光固化型PPTC电极浆料及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 紫外光固化技术是指利用一定波长的紫外光线诱导光敏材料发生固化交联的技 术，紫外光固化技术被广泛地用于涂料，印刷，和粘接剂领域。一般光敏材料中主要包括含 有不饱和基团的光敏树脂，光引发剂，活性单体稀释剂，其他助剂等。相比于其他固化技术 紫外光固化无需加热，反应迅速。
[0003] PPTC热敏电阻是指以高分子树脂为基底具有正温度系数的热敏电阻，其主要成分 包含高分子树脂基底与导电填料。当材料温度较低时，导电粒子在材料中形成导电网络；当 各种连接器端口遭受短路或过电流冲击时，随着材料温度升高，高分子树脂受热膨胀，导电 网络遭到破坏，从而使其电阻阻值提升，线路呈现高阻（断开)状态，回路电流幅度减小，保 护了后端设备；当过电流消除后，材料温度降低，导电网络重新恢复，PPTC热敏电阻自动恢 复正常，可重复使用。在现有技术中，PPTC材料通常采用聚乙烯-炭黑体系，利用熔融混合及 挤出成型等方法制成PTC热敏电阻片，并将该元件置于电路中起到过电流保护作用。然而， 将PTC材料制作成具有通用性的电极浆料是鲜有报道的。
[0004] 在许多保护性电子元器件（如氧化锌压敏电阻器、电容器等）的制作及应用中，通 常在表面银电极层上采用锡焊等高温处理方式将内外电极与引线连接，此过程极易造成银 电极层缺陷，导致元器件在使用过程中发生炸裂等危险，另外，这些过压保护性电子元器件 在工作过程中，往往伴随有大电流的情况发生，瞬时过电流引起高热起火的现象时有发生。
[0005] 考虑到有一些器件不宜用高温固化，提供一种经紫外光固化的PPTC电极浆料，将 紫外光固化技术与PPTC效应相结合，运用于易短路电子元器件上起到过流保护作用。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供提供一种紫外光固化型PPTC电 极浆料及其制备方法，将该浆料涂覆于电子元器件表面后，通过紫外光照固化后，浆料可固 化形成高分子电极层，在常温下，高分子电极层具有良好的导电性;随着器件温度上升，材 料呈现PTC特性，从而对电路起到过流保护作用。
[0007] 本发明实现目的的技术方案是：
[0008] 一种紫外光固化型PPTC电极浆料，成分及含量如下
[0009]光敏高分子聚合物，占总重量20%~80%、
[0010] 导电填料，占总重量10%~50%
[0011] 光引发剂，高分子聚合物的0.5%~10%
[0012] 其他助剂占总重量0.5 %~5 %。
[0013] 而且，所述光敏高分子聚合物包括:不饱和聚酯，环氧丙烯酸酯树脂，聚氨酯丙烯 酸酯，聚酯丙烯酸酯，聚醚丙烯酸酯，丙烯酸酯化聚丙烯酸树脂、聚氨酯改性丙烯酸酯，有机 硅改性丙烯酸酯，磷酸改性丙烯酸酯等光固化型高分子聚合物中的一种或几种混合物。
[0014] 而且，所述导电填料包括金属粉末，导电陶瓷粉末以及碳黑，石墨，碳纤维，石墨 烯，氧化石墨烯，碳纳米管等中的一种或者多种混合物。所述金属粉末包括:铜，镍，金，铂， 钨，锡，银中的一种或者多种混合物。所述导电陶瓷粉末包含金属氧化物，金属碳化物，金属 硅化物，金属氮化物，金属硼化物之中的一种或几种混合物。
[0015] 而且，所述导电填料粒径为0.05-150μπι，优选1-80μπι，采用硅烷或者钛酸酯类偶联 剂进行处理更有利于其在聚合物基底中的分散。
[0016] 而且，所述光引发剂包括:安息香二甲醚，如安息香乙醚，安息香丁醚等中的一种 或混合物。
[0017] 而且，所述其他助剂包括:活性单体稀释剂，偶联剂，抗氧剂，增塑剂，稳定剂，阻燃 剂等其他助剂。
[0018] 一种紫外光固化型PPTC电极浆料的制备方法，步骤如下：
[0019] ⑴导电颗粒的表面处理:将导电颗粒加入含有偶联剂的有机溶剂中搅拌分散，使 其表面改性，随后经抽滤、干燥备用；
[0020] ⑵高分子聚合物基底混合:将光敏高分子聚合物、活性稀释剂、其他助剂按照比例 在一定温度下均匀混合，制得高分子预混料；
[0021] (3)PPTC电极浆料的混合：将处理好的导电颗粒在较低温度下加入高分子预混料 中，利用高剪切设备混合均匀后，加入光引发剂，继续混合均匀即可。
[0022] 本发明的优点和积极效果是：
[0023] 1、本发明将PPTC材料作为浆料的形式，其制备与使用更加方便快捷，用户可根据 需要涂刷不同的尺寸和厚度，在电路中其过流保护作用
[0024] 2、本发明的PPTC电极浆料通过紫外光固化方式交联，无需高温焊接，适合于对温 度敏感的元器件，节约能源消耗的同时降低成本。
[0025] 3、本发明的PPTC电极浆料固化层具有PTC效应，可涂覆于其他功能型元器件表面， 起到过流保护作用。如，将所述浆料涂覆于氧化锌压敏陶瓷片表面可使其形成具有过流过 压双重保护功能的元器件。
【具体实施方式】
[0026]下面通过具体的实施方案叙述本发明方法。除非特别说明，本发明中所用的技术 手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发 明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背 离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改 动也属于本发明的保护范围。
[0027] 实施例1:
[0028] 一种紫外光固化型PPTC电极浆料及其制备方法，其中浆料成分如下：
[0029]聚氨酯丙烯酸酯低聚物 50份
[0030]甲基丙烯酸甲酯的混合物50份；
[0031] 导电粒子炭纤维 20份；
[0032]片状银粉 5份；
[0033]光引发剂安息香丁醚，3份；
[0034]活性稀释剂，30份，
[0035]偶联剂KH550,3份；
[0036]增塑剂为液体羧基丁晴橡胶，5份，
[0037]阻燃剂氢氧化铝，4份，
[0038] 抗氧剂D0P0，1份 [0039] 制备方法如下：
[0040]首先将炭纤维用2%硅烷偶联剂的乙醇溶液进行浸泡处理，并将上述填料抽滤、干 燥后进行充分研磨;然后将光敏高分子树脂与增塑剂等除光引发剂以外的其他助剂一同在 160°C左右进行充分混合制得高分子预混物待用；最后将处理好的导电颗粒在较低温度下 加入高分子预混料中，利用三辊研磨机混合均匀后，加入光引发剂，继续混合均匀即可制得 紫外光固化型PPTC电极浆料。
[0041 ]电阻率及PTC强度测定：为了便于测量，取上述浆料0.5g，将其夹在两金属箱片之 间，施加一定的压力压制成3mm厚的试样，进行紫外光照射固化，时间为5分钟。利用万用表 测量上述电极两端电阻阻值并计算材料电阻率。将该元器件在烘箱中缓慢升温加热，并测 量不同温度下的电阻阻值。定义元器件最大阻值与初值阻值之比取对数为PTC强度。
[0042] 实施例2:
[0043] 一种紫外光固化型PPTC电极浆料及其制备方法，其中浆料成分如下：
[0044] 双酸A环氧丙烯酸酯，70份；
[0045] 脂肪族聚氨酸丙烯酸酯，30份
[0046] 导电粒子炭纤维，含量为20份
[0047]片状银粉:5份
[0048]光引发剂安息香丁醚，3份
[0049]活性稀释剂，30份
[0050]偶联剂:KH550,3份
[00511增塑剂:液体羧基丁晴橡胶，5份
[0052]阻燃剂:氢氧化铝，4份，
[0053] 抗氧剂D0P0，1份
[0054]本实施例的制作过程以及测试方法与实施例1基本相同。
[0055]比较例：为了突显本发明紫外光固化型PPTC电极浆料的粘接效果和PTC特性，以市 场现有的两种电子元器件粘接用导电胶的性能进行对比，分别作为对比例1和对比例2。
[0056]表 1
[0058] 测试结果见表1所示:在实施例1和2中的电极浆料均有较好的附着力和导电性，与 对比例1和2中现有导电胶产品相当，不同的是，本发明导电浆料的PTC效应较好，如果涂覆 于其他功能型元器件表面，将起到过流保护作用。
[0059] 上述实施例为本发明的实施方式之一，本发明的实施方式并不受所述实施例的限 制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应 为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种紫外光固化型PPTC电极浆料，其特征在于:成分及含量如下 光敏高分子聚合物，占总重量20 %~80 %、 导电填料，占总重量10 %~50 % 光引发剂，高分子聚合物的0.5 %~10 % 其他助剂占总重量〇. 5 %~5 %。2. 根据权利要求1所述的紫外光固化型PPTC电极浆料，其特征在于:所述光敏高分子聚 合物包括：不饱和聚酯，环氧丙烯酸酯树脂，聚氨酯丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯，聚醚丙烯酸 酯，丙烯酸酯化聚丙烯酸树脂、聚氨酯改性丙烯酸酯，有机硅改性丙烯酸酯，磷酸改性丙烯 酸酯等光固化型高分子聚合物中的一种或几种混合物。3. 根据权利要求1所述的紫外光固化型PPTC电极浆料，其特征在于:所述导电填料包括 金属粉末，导电陶瓷粉末以及碳黑，石墨，碳纤维，石墨烯，氧化石墨烯，碳纳米管等中的一 种或者多种混合物。所述金属粉末包括:铜，镍，金，铂，钨，锡，银中的一种或者多种混合物。 所述导电陶瓷粉末包含金属氧化物，金属碳化物，金属硅化物，金属氮化物，金属硼化物之 中的一种或几种混合物。4. 根据权利要求1所述的紫外光固化型PPTC电极浆料，其特征在于:所述导电填料粒径 为0.05-150μπι，优选1-80μπι，采用硅烷或者钛酸酯类偶联剂进行处理更有利于其在聚合物 基底中的分散。5. 根据权利要求1所述的紫外光固化型PPTC电极浆料，其特征在于:所述光引发剂包 括:安息香二甲醚，如安息香乙醚，安息香丁醚等中的一种或混合物。6. 根据权利要求1所述的紫外光固化型PPTC电极浆料，其特征在于:所述其他助剂包 括:活性单体稀释剂，偶联剂，抗氧剂，增塑剂，稳定剂，阻燃剂等其他助剂。7. -种紫外光固化型PPTC电极浆料的制备方法，其特征在于:步骤如下： ⑴导电颗粒的表面处理:将导电颗粒加入含有偶联剂的有机溶剂中搅拌分散，使其表 面改性，随后经抽滤、干燥备用； ⑵高分子聚合物基底混合:将光敏高分子聚合物、活性稀释剂、其他助剂按照比例在一 定温度下均匀混合，制得高分子预混料； (3)PPTC电极浆料的混合：将处理好的导电颗粒在较低温度下加入高分子预混料中，利 用高剪切设备混合均匀后，加入光引发剂，继续混合均匀即可。
【专利摘要】本发明公开了一种紫外光固化型PPTC电极浆料及其制备方法，其成分包含A光敏高分子聚合物、B光引发剂、C导电填料及D所需要的其他助剂，在一定温度下将上述组分A和组分E混合均匀，然后向其中加入上述组分B和组C，混合均匀即可，本发明提供的电极浆料采用紫外光照固化方式进行交联，交联次数为1-5次，其固化层具有PTC特性，涂覆于易短路电子元器件电极上，起到过流保护作用。
【IPC分类】C09D7/12, C09D163/10, C09D5/10, C09D175/14, C09D113/00
【公开号】CN105462478
【申请号】CN201510941207
【发明人】李静, 任志成, 王硕阳, 蔡金跃
【申请人】天津凯华绝缘材料股份有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月14日