一种温度保险丝及其有机感温体的制作方法

文档序号:14722396发布日期:2018-06-17 21:10阅读:427来源:国知局

本发明属于保险丝技术领域,尤其涉及一种有机化合物型温度保险丝及其有机感温体。



背景技术:

众所周知,家用电器及工业设备中,为了防止电致发热过度导致火灾,除了进行过流保护之外,还需要进行过温保护;由于温度保险丝体积小、技术成熟、动作可靠和价格便宜,因此,家电产品中广泛使用温度保险丝作为过温保护元件。

目前,温度保险丝产品大致分为两类。一类是采用低熔点合金作为感温元件的合金型温度保险丝;另一类则是采用有机物材料压片成型作为感温体的有机化合物型温度保险丝,利用该感温体的强度并通过一个粗压簧的弹力将电极片与一引线电极相接触,形成单触点导电结构,当环境温度达到预定温度时有机感温体熔化,另一细压簧就会将电极片与引线电极分开,从而将电路切断。所以有机感温体是有机化合物型温度保险丝发挥熔断作用的核心组件,其性能的好坏将直接决定着保险丝性能的优劣。

但是,目前市面上的有机感温体具有以下缺陷:

1)机械强度低,当其与压缩的粗弹簧压接时可能会出现碎裂现象,从而导致保险丝失效;

2)熔化温度的精准度低、熔断速度慢,从而出现熔断不及时而导致电路损坏的情况,大大降低了产品的安全可靠性;

3)耐久性和持续性差,会出现老化变质、易升华变小等情况,导致其使用寿命短。

有鉴于此,确有必要研发一种机械强度高、动作温度的精准度高、熔断速度快的有机感温体以及使用该有机感温体的温度保险丝。



技术实现要素:

本发明的目的之一在于:针对现有技术的不足而提供一种机械强度高、熔化温度的灵敏度高、熔断速度快、耐久性能好的有机感温体,且该有机感温体可调设的热熔温度范围广。

本发明的目的之二在于:提供一种使用所述有机感温体的温度保险丝,该保险丝的使用范围广,动作温度精度高,耐久性和持续性好,载流大,对环境温度反应快,且性能稳定可靠。

为了实现上述目的,本发明采用以下解决方案:

一种温度保险丝有机感温体,包括以下重量百分比的组成:

有机酸10%~30%

丁二酸酐40%~60%

对苯二甲酸二甲酯20%~40%

胶粘剂2%~10%

有机溶剂5%~20%

触变剂1%~10%,

所述有机酸为己二酸、丙二酸、琥珀酸、棕榈酸、草酸、硬脂酸、戊二酸、庚二酸、柠檬酸、苯甲酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、马来酸和酒石酸中的至少一种;

所述胶粘剂为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚酰胺和环氧树脂中的至少一种;

所述有机溶剂为乙醇、甲醇、丙酮、三氯甲烷和四氯化碳中的至少一种;

所述触变剂为聚酰胺蜡、二氧化硅、有机膨润土或氢化蓖麻油中的至少一种。

本发明配方中主材料为有机酸、丁二酸酐和对苯二甲酸二甲酯,其中,有机酸的熔点为55~185℃,丁二酸酐的熔点为119.6℃,对苯二甲酸二甲酯的熔点为140.6℃;辅料为胶粘剂、有机溶剂和触变剂,因此,通过上述组分和含量可调配成热熔化温度为60~180℃的有机感温体,且每一感温体动作温度的精度可以达到±2℃。其中所述胶粘剂主要起粘结和热固化的作用,有机溶剂用来溶解主材料、胶粘剂和触变剂。生产工艺中将触变剂加入主材料中,能使主材料在静止时有较高的稠度;在外力作用下又变成低稠度流体,使得主材料与辅料均匀混合,最终得到综合性能优良的感温体。

优选的,所述的一种温度保险丝有机感温体,包括以下重量百分比的组成:

有机酸10%~20%

丁二酸酐40%~50%

对苯二甲酸二甲酯25%~35%

胶粘剂5%~10%

有机溶剂5%~15%

触变剂5%~10%。

更为优选的,所述的一种温度保险丝有机感温体,包括以下重量百分比的组成:

有机酸12%

丁二酸酐40%

对苯二甲酸二甲酯25%

胶粘剂8%

有机溶剂10%

触变剂5%。

其中,上述的一种温度保险丝有机感温体,其制备方法如下:按所述重量配比,先将有机酸、丁二酸酐和对苯二甲酸二甲酯混合,加热至熔化后,依次加入胶粘剂、有机溶剂和触变剂,搅拌均匀,然后经造粒、压制和烘干步骤即得到所述的有机感温体。

其中,所述烘干温度为30~45℃。烘干温度过低,会使得烘干速度慢;烘干温度过高,会使得有机感温体熔化。

一种使用上述有机感温体的温度保险丝,包括金属壳体以及设置在金属壳体内部的熔断体,所述金属壳体的一端设置有第一引脚,所述金属壳体的另一端设置有第二引脚,所述第一引脚通过封口与所述熔断体连接,所述熔断体包括有机感温体。

其中,所述熔断体还包括第一圆片、第二圆片、第一弹簧、第二弹簧、电极片、以及陶瓷绝缘子,所述第一弹簧的一端与所述陶瓷绝缘子连接,所述第一弹簧的另一端与所述电极片连接,所述电极片与所述第一圆片压接,所述第二圆片与所述有机感温体压接,所述第二弹簧设置在所述第一圆片和所述第二圆片之间。

其中,所述第一弹簧和所述第二弹簧均处于压缩状态。

本发明中熔断体的有效触发机件是由上述配方制成的不导有机电感温体;在正常的操作温度下,固态的有机感温体顶住第二弹簧,使第一引脚和电极片保持接触形成触点;此时,电流的流向为第一引脚→触点→金属壳体→第二引脚。当达到某一预定的温度时,有机感温体会熔化为液态,使得被压缩的第二弹簧放松,而第一弹簧便推动电极片离开第一引脚,电路就被安全切断。

优选的,所述封口材料为环氧树脂、脲醛树脂、聚酰胺树脂和酚醛树脂中的至少一种。

优选的,所述金属壳体刻印有标识,所述标识为线条、条码、字符、文字和图案中的至少一种。与常规喷涂或油墨印相比,本发明通过激光刻印等技术将产品标识刻印在壳体上,能够防止标识被腐蚀或者高温脱落,同时便于通过壳体上的电气参数进行产品的售后维修和更换。

本发明的有益效果在于:

1)本发明一种温度保险丝有机感温体,包括以下重量百分比的组成:有机酸10%~30%,丁二酸酐40%~60%,对苯二甲酸二甲酯20%~40%,胶粘剂2%~10%,有机溶剂5%~20%,触变剂1%~10%;通过上述组分和配比能够调配成热熔化温度为60~180℃的有机感温体,所得有机感温体具有机械强度高、抗氧化性能强、熔化温度的灵敏度高、熔断速度快的优势。

2)本发明使用上述有机感温体的温度保险丝使用范围广,动作温度精度高,耐久性和持续性好,载流大,对环境温度反应快,且性能稳定可靠。

附图说明

图1为本发明中温度保险丝的结构示意图。

图中:1-金属壳体;2-熔断体;21-陶瓷绝缘子;22-第一弹簧;23-电极片;24-第一圆片;25-第二弹簧;26-第二圆片;27-有机感温体;3-第一引脚;4-第二引脚;5-封口。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式和说明书附图对本发明及其有益效果作进一步详细说明,但是,本发明的具体实施方式并不局限于此。

实施例1

有机感温体27的制备:

先将10%的己二酸、60%的丁二酸酐和20%的对苯二甲酸二甲酯混合,加热至熔化后,依次加入3%的聚乙烯、5%的乙醇和2%的聚酰胺蜡,搅拌均匀,然后经造粒、压制和烘干步骤即得到实施例1的有机感温体27。对该有机感温体27进行熔化温度分析,得知该有机感温体27的熔化温度为142±2℃。

温度保险丝的制备:

该温度保险丝包括金属壳体1以及设置在金属壳体1内部的熔断体2,金属壳体1上刻印有产品标识;金属壳体1的一端设置有第一引脚3,金属壳体1的另一端设置有第二引脚4,第一引脚3通过封口5与熔断体2连接,封口5材料为环氧树脂;熔断体2包括有机感温体27、第一圆片24、第二圆片26、第一弹簧22、第二弹簧25、电极片23、以及陶瓷绝缘子21,第一弹簧22的一端与陶瓷绝缘子21连接,第一弹簧22的另一端与电极片23连接,电极片23与第一圆片24压接,第二圆片26与有机感温体27压接,第二弹簧25设置在第一圆片24和第二圆片26之间;其中,第一弹簧22和第二弹簧25均处于压缩状态。

具体操作为:将上述制备的有机感温体27、第二圆片26、第二弹簧25、第一圆片24、电极片23、第一弹簧22、陶瓷绝缘子21依次压接地放进金属壳体1,然后将第一引脚3贯穿陶瓷并延伸到金属壳体1外,再通过环氧树脂作为封口5材料进行密封,最后通过激光刻印技术将产品的电气参数和商标等信息刻印在金属壳体1上,即得到实施例1的温度保险丝。测试温度保险丝的动作温度,为143±2℃,均值为143.5℃。

实施例2

与实施例1不同的是有机感温体27的制备:

先将30%的丙二酸、40%的丁二酸酐和20%的对苯二甲酸二甲酯混合,加热至熔化后,依次加入4%的聚丙烯、5%的乙醇和1%的氢化蓖麻油,搅拌均匀,然后经造粒、压制和烘干步骤即得到实施例2的有机感温体27。对该有机感温体27进行熔化温度分析,得知该有机感温体27的熔化温度为132±2℃。

其余同实施例1,不再赘述。

测试该温度保险丝的动作温度,为133±2℃,均值为132.6℃。

实施例3

与实施例1不同的是有机感温体27的制备:

先将30%的琥珀酸、40%的丁二酸酐和20%的对苯二甲酸二甲酯混合,加热至熔化后,依次加入2%的聚苯乙烯、6%的甲醇和2%的有机膨润土,搅拌均匀,然后经造粒、压制和烘干步骤即得到实施例3的有机感温体27。对该有机感温体27进行熔化温度分析,得知该有机感温体27的熔化温度为178±2℃。

其余同实施例1,不再赘述。

测试该温度保险丝的动作温度,为179±2℃,均值为178.8℃。

实施例4

与实施例1不同的是有机感温体27的制备:

先将10%的棕榈酸、40%的丁二酸酐和20%的对苯二甲酸二甲酯混合,加热至熔化后,依次加入5%的聚碳酸酯、20%的丙酮和5%的二氧化硅,搅拌均匀,然后经造粒、压制和烘干步骤即得到实施例4的有机感温体27。对该有机感温体27进行熔化温度分析,得知该有机感温体27的熔化温度为85±2℃。

其余同实施例1,不再赘述。

测试该温度保险丝的动作温度,为86±2℃,均值为86.4℃。

实施例5

与实施例1不同的是有机感温体27的制备:

先将30%的硬脂酸、40%的丁二酸酐和20%的对苯二甲酸二甲酯混合,加热至熔化后,依次加入2%的聚醋酸乙烯酯、5%的乙醇和3%的二氧化硅,搅拌均匀,然后经造粒、压制和烘干步骤即得到实施例5的有机感温体27。对该有机感温体27进行熔化温度分析,得知该有机感温体27的熔化温度为62±2℃。

其余同实施例1,不再赘述。

测试该温度保险丝的动作温度,为63±2℃,均值为63.5℃。

实施例6

与实施例1不同的是有机感温体27的制备:

先将10%的戊二酸、50%的丁二酸酐和20%的对苯二甲酸二甲酯混合,加热至熔化后,依次加入10%的聚酰胺、5%的乙醇和5%的氢化蓖麻油,搅拌均匀,然后经造粒、压制和烘干步骤即得到实施例6的有机感温体27。对该有机感温体27进行熔化温度分析,得知该有机感温体27的熔化温度为118±2℃。

其余同实施例1,不再赘述。

测试该温度保险丝的动作温度,为119±2℃,均值为118.7℃。

实施例7

与实施例1不同的是有机感温体27的制备:

先将10%的庚二酸、40%的丁二酸酐和40%的对苯二甲酸二甲酯混合,加热至熔化后,依次加入3%的聚碳酸酯、5%的三氯甲烷和2%的氢化蓖麻油,搅拌均匀,然后经造粒、压制和烘干步骤即得到实施例7的有机感温体27。对该有机感温体27进行熔化温度分析,得知该有机感温体27的熔化温度为122±2℃。

其余同实施例1,不再赘述。

测试该温度保险丝的动作温度,为123±2℃,均值为122.2℃。

实施例8

与实施例1不同的是有机感温体27的制备:

先将10%的柠檬酸、40%的丁二酸酐和30%的对苯二甲酸二甲酯混合,加热至熔化后,依次加入5%的聚碳酸酯、5%的四氯化碳和10%的聚酰胺蜡,搅拌均匀,然后经造粒、压制和烘干步骤即得到实施例8的有机感温体27。对该有机感温体27进行熔化温度分析,得知该有机感温体27的熔化温度为137±2℃。

其余同实施例1,不再赘述。

测试该温度保险丝的动作温度,为138±2℃,均值为138.5℃。

实施例9

与实施例1不同的是有机感温体27的制备:

先将20%的苯甲酸、40%的丁二酸酐和25%的对苯二甲酸二甲酯混合,加热至熔化后,依次加入5%的聚丙烯、5%的丙酮和5%的聚酰胺蜡,搅拌均匀,然后经造粒、压制和烘干步骤即得到实施例9的有机感温体27。对该有机感温体27进行熔化温度分析,得知该有机感温体27的熔化温度为128±2℃。

其余同实施例1,不再赘述。

测试该温度保险丝的动作温度,为129±2℃,均值为128.6℃。

实施例10

与实施例1不同的是有机感温体27的制备:

先将10%的辛二酸、45%的丁二酸酐和30%的对苯二甲酸二甲酯混合,加热至熔化后,依次加入2%的聚丙烯、10%的丙酮和3%的有机膨润土,搅拌均匀,然后经造粒、压制和烘干步骤即得到实施例10的有机感温体27。对该有机感温体27进行熔化温度分析,得知该有机感温体27的熔化温度为135±2℃。

其余同实施例1,不再赘述。

测试该温度保险丝的动作温度,为136±2℃,均值为135.1℃。

实施例11

与实施例1不同的是有机感温体27的制备:

先将15%的壬二酸、40%的丁二酸酐和30%的对苯二甲酸二甲酯混合,加热至熔化后,依次加入3%的聚乙烯、8%的乙醇和4%的有机膨润土,搅拌均匀,然后经造粒、压制和烘干步骤即得到实施例11的有机感温体27。对该有机感温体27进行熔化温度分析,得知该有机感温体27的熔化温度为123±2℃。

其余同实施例1,不再赘述。

测试该温度保险丝的动作温度,为124±2℃,均值为124.3℃。

实施例12

与实施例1不同的是有机感温体27的制备:

先将10%的癸二酸、40%的丁二酸酐和35%的对苯二甲酸二甲酯混合,加热至熔化后,依次加入4%的聚苯乙烯、5%的乙醇和6%的二氧化硅,搅拌均匀,然后经造粒、压制和烘干步骤即得到实施例12的有机感温体27。对该有机感温体27进行熔化温度分析,得知该有机感温体27的熔化温度为130±2℃。

其余同实施例1,不再赘述。

测试该温度保险丝的动作温度,为131±2℃,均值为131.4℃。

实施例13

与实施例1不同的是有机感温体27的制备:

先将10%的草酸、40%的丁二酸酐和30%的对苯二甲酸二甲酯混合,加热至熔化后,依次加入8%的环氧树脂、7%的丙酮和5%的氢化蓖麻油,搅拌均匀,然后经造粒、压制和烘干步骤即得到实施例13的有机感温体27。对该有机感温体27进行熔化温度分析,得知该有机感温体27的熔化温度为109±2℃。

其余同实施例1,不再赘述。

测试该温度保险丝的动作温度,为110±2℃,均值为110.5℃。

实施例14

与实施例1不同的是有机感温体27的制备:

先将12%的马来酸、40%的丁二酸酐和32%的对苯二甲酸二甲酯混合,加热至熔化后,依次加入4%的环氧树脂、8%的丙酮和4%的氢化蓖麻油,搅拌均匀,然后经造粒、压制和烘干步骤即得到实施例14的有机感温体27。对该有机感温体27进行熔化温度分析,得知该有机感温体27的熔化温度为134±2℃。

其余同实施例1,不再赘述。

测试该温度保险丝的动作温度,为135±2℃,均值为135.8℃。

实施例15

与实施例1不同的是有机感温体27的制备:

先将12%的酒石酸、40%的丁二酸酐和25%的对苯二甲酸二甲酯混合,加热至熔化后,依次加入8%的聚碳酸酯、10%的乙醇和5%的聚酰胺蜡,搅拌均匀,然后经造粒、压制和烘干步骤即得到实施例15的有机感温体27。对该有机感温体27进行熔化温度分析,得知该有机感温体27的熔化温度为172±2℃。

其余同实施例1,不再赘述。

测试该温度保险丝的动作温度,为173±2℃,均值为172.6℃。

对比例1

与实施例1不同的是有机感温体27的制备:

先将12%的酒石酸、40%的丁二酸酐和25%的对苯二甲酸二甲酯混合,加热至熔化后,依次加入13%的聚碳酸酯和10%的乙醇,搅拌均匀,然后经造粒、压制和烘干步骤即得到对比例1的有机感温体27。对该有机感温体27进行熔化温度分析,得知该有机感温体27的熔化温度为170±6℃。

其余同实施例1,不再赘述。

测试该温度保险丝的动作温度,为171±6℃,均值为172.8℃。

对比例2

与实施例1不同的是有机感温体27的制备:

先将77%的酒石酸加热至熔化后,依次加入8%的聚碳酸酯、10%的乙醇和5%的聚酰胺蜡,搅拌均匀,然后经造粒、压制和烘干步骤即得到对比例2的有机感温体27。对该有机感温体27进行熔化温度分析,得知该有机感温体27的熔化温度为171±4℃。

其余同实施例1,不再赘述。

测试该温度保险丝的动作温度,为173±4℃,均值为169.8℃。

对比例3

与实施例1不同的是有机感温体27的制备:

先将77%的丁二酸酐加热至熔化后,依次加入8%的聚碳酸酯、10%的乙醇和5%的聚酰胺蜡,搅拌均匀,然后经造粒、压制和烘干步骤即得到对比例3的有机感温体27。对该有机感温体27进行熔化温度分析,得知该有机感温体27的熔化温度为119±5℃。

其余同实施例1,不再赘述。

测试该温度保险丝的动作温度,为120±5℃,均值为117.8℃。

对比例4

与实施例1不同的是有机感温体27的制备:

先将77%的对苯二甲酸二甲酯加热至熔化后,依次加入8%的聚碳酸酯、10%的乙醇和5%的聚酰胺蜡,搅拌均匀,然后经造粒、压制和烘干步骤即得到对比例4的有机感温体27。对该有机感温体27进行熔化温度分析,得知该有机感温体27的熔化温度为140±5℃。

其余同实施例1,不再赘述。

测试该温度保险丝的动作温度,为142±5℃,均值为143.8℃。

分别对实施例1~15和对比例1~4的温度保险丝进行熔断时间、动作温度和有机感温体27的熔化程度进行实验测试,测试结果见表1。

表1实施例和对比例的性能测试结果

由表1的测试结果可知,本发明的温度保险具有熔断时间快、动作温度的精准度高的的优点;从实施例15和对比例1可知,添加触变剂能够提高感温体动作温度的灵敏度;从实施例15和对比例2~4可知,与使用单一的主材料相比,本发明采用有机酸、丁二酸酐和对苯二甲酸二甲酯的混合主材料,其综合性能明显更加稳定可靠。

根据上述说明书的揭示和教导,本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此,本发明并不局限于上述的具体实施方式,凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外,尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但这些术语只是为了方便说明,并不对本发明构成任何限制。

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