用于制造氟基树脂涂覆粉末和电极材料的方法与流程

本申请要求2015年10月26日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0148693号的优先权权益，其全部内容引入本文以供参考。

技术领域

本公开涉及一种用于制造氟基树脂涂覆粉末和电极材料的方法，更具体地，涉及一种用于制造能够改善开关触点的耐用性和可靠性的氟基树脂涂覆粉末和电极材料的方法。

背景技术：

近来，车辆中可使用约100个或更多个开关触点。这一现象是由车辆中电子器件的数量增加而引起的。这些开关是车辆运转中必不可少的部件，开关的耐用性和可靠性与车辆的质量和可靠性直接相关。

例如，如果消费者想要打开车辆驾驶席的窗户并因而操控电动窗开关，但是由于开关的故障导致窗户无法开启，消费者不会认为此事是开关的故障，而可能认为整个车窗系统有问题。

而且，开关被用作控制车辆的重要部件。例如，制动开关起到将关于驾驶者是否踩刹车的信号传输给多个控制器、并运行后部的车后组合灯的制动灯的作用。因此，如果制动开关故障，多个控制系统中出现问题，并且后部的制动灯不亮。

如上所述，随着车辆中开关的重要性增加，对于开关的使用寿命和可靠性而言必不可少的触点材料的重要性已经增加。

在作为现有技术实例的通过降低连接器的插入力来改善可使用性的技术中，为了降低表面摩擦系数，可以在连接器的触点材料基材的表面上形成包括氟基树脂颗粒和氟基油的混合物的涂覆膜。

此处，涂覆膜的厚度可以为0.2-0.5μm，且基于涂覆膜中氟基树脂颗粒和氟基油的总量，氟基树脂颗粒的比率为20质量％-40质量％。

像连接器那样，在接触压力高且在连接器接入时没有移动的情况下，接入过程中的摩擦系数小、插入力低且接触电阻没有大大地增加。

但是，在该技术中，由于涂层仅薄薄地分布在连接器的触点材料基材的表面上，由于经历滑动而发生涂层剥离，即使涂层厚度为0.2μm，该技术从接触电阻的方面而言也是不利的。

另外，在作为现有技术另一实例的使用润滑油以降低开关触点的摩擦系数的情形中，可能存在以下问题。总的来说，当设计开关时，假设开关在平面上工作。但是，开关/连接器可能以倾斜的形式安装。其中的问题在于：如果润滑油长时间地暴露于高温，则润滑油的粘度降低，且润滑油向着倾斜表面的较低侧流下去，因此失去了润滑油的预期功能。

上述在该背景技术部分公开的信息仅用于增强对本公开的背景的理解，因此其可能含有不构成该国本领域中普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开致力于提供一种用于制造氟基树脂涂覆粉末和电极材料的方法，其可以改善开关触点的耐用性和可靠性且不影响开关的导电性能，降低开关触点本身的摩擦系数以减少摩擦。

本公开的示例性实施方式提供一种用于制造氟基树脂涂覆粉末的方法，该方法可以包括：

制备具有预定粒径的银粉的银粉制备步骤；

将银粉加入到乙醇溶液中接着混合的银粉溶液混合步骤；

制备具有调节至设定pH的pH的溶液的pH调节溶液制备步骤；

制备氟硅烷的氟硅烷制备步骤；以及

氟基树脂涂覆银粉制造步骤，其通过将在银粉溶液混合步骤中与乙醇溶液混合的银粉以及在氟硅烷制备步骤中制备的氟硅烷加入到pH被调节为在pH调节溶液制备步骤中设定的pH的溶液中，接着混合，来制造以设定厚度涂覆有氟基树脂的氟基树脂涂覆银粉。

在银粉制备步骤中，粒径可以为10nm-10μm。

氟基树脂的涂覆厚度可以为1nm-10nm。

在pH调节溶液制备步骤中，溶液的pH可以设定为2-7.5的范围。

在pH调节溶液制备步骤中，可以用酸将溶液的pH调节至设定的pH。

酸可以由在干燥过程中不留下盐成分的硝酸和乙酸形成。

氟硅烷可以由选自全氟辛基三乙氧基硅烷、三乙基(三氟甲基)硅烷、三甲基(三氟甲基)硅烷、三甲氧基(3,3,3-三氟丙基)硅烷、三甲基(三氟甲基)硅烷、二甲氧基-甲基(3,3,3-三氟丙基)硅烷、二异丙基(3,3,4,4,5,5,6,6-九氟己基)硅烷、三乙氧基[4-(三氟甲基)苯基]硅烷和1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷的任一种形成。

本公开的另一个示例性实施方式提供一种用于制备电极材料的方法，该方法可以包括：

制备氟基树脂涂覆银粉的氟基树脂涂覆银粉制备步骤，其中用氟基树脂以设定厚度涂覆具有预定粒径的银粉，

制备具有预定粒径的银粉的银粉制备步骤，

将在所述氟基树脂涂覆银粉制备步骤中制备的氟基树脂涂覆银粉与在所述银粉制备步骤中制备的银粉进行混合的银粉混合步骤，以及

将在所述银粉混合步骤中混合的混合粉末压印在电极表面上以及然后在设定的烧结温度将混合粉末烧结的烧结步骤。

在银粉制备步骤中，粒径可以为10nm-10μm。

氟基树脂的涂覆厚度可以为1nm-10nm。

在烧结步骤中，烧结温度可以设定在300-350℃的范围内。

在烧结步骤中，根据压印的量，烧结时间可以设定在1-30分钟的范围内。

根据本公开的示例性实施方式，可同时保证电触点的耐磨性和电导率。

与一般的银(Ag)镀层相比，摩擦系数降低且磨损减少，并且与现有树脂涂层相比，电导率优异(这是因为树脂涂层是非导电性膜并且妨碍导电)。

此外，氟基树脂涂覆银粉表面的氟硅烷在烧结孔上侵入(孔效应)以达到持续的润滑效果，因此即使在重复进行数次之后，还可能达到持续润滑效果。

此外，即使将开关和连接器以倾斜的形式安装，润滑成分不会向下流，并且与相同的耐久寿命相比，可以减少银镀层的厚度。

附图说明

图1是根据本公开示例性实施方式的用于制造氟基树脂涂覆粉末的方法的示意性流程图。

图2是根据本公开示例性实施方式的用于制造电极材料的方法的示意性流程图。

图3是示出按照根据本公开示例性实施方式的用于制造氟基树脂涂覆粉末和电极材料的方法制造出的电极材料的使用状态的图。

具体实施方式

在下文中将参考附图更全面地描述本公开，其中显示本公开的示例性实施方式是为了使本领域普通技术人员更容易理解。如本公开所属领域的普通技术人员容易理解的，可以在不偏离本公开的精神和范围的情况下对下文将要描述的示例性实施方式进行多种修改。如果可能，附图中用相同的附图标记表示相同或相似的部分。

下文中使用的术语仅仅是为了说明具体的示例性实施方式，而不是意在限制本公开。须注意的是，除非另外清楚指明，否则在说明书和所附权利要求中使用的单数形式包括复数形式的提及。还应理解的是，当说明书中使用术语“包括”时，其指明所述的性质、区域、整数、步骤、操作、元素和/或组分的存在，但是不排除一种或多种其他性质、区域、整数、步骤、操作、元素、组分和/或群组的存在。

本文中所用的包括技术术语和科学术语的所有术语具有与本公开所属领域的普通技术人员一般理解的含义相同的含义。以前定义过的术语还理解为具有与相关技术文件和近来公开的内容相一致的含义，而不理解为理想的或非常正式的含义，除非有定义。

根据本公开示例性实施方式的用于制造氟基树脂涂覆粉末和电极材料的方法是这样的触点材料技术或方法，其降低了连接器和开关的摩擦系数，从而减小滑动型触点的摩擦并由此改善接触电耐用性和可靠性，还允许金属充分地与彼此接触，由此降低摩擦系数而导电性能 不受太大的影响。

图1是根据本公开示例性实施方式的用于制造氟基树脂涂覆粉末的方法的示意性流程图。

参考图1，根据本公开示例性实施方式的用于制备氟基树脂涂覆粉末的方法可以包括以下步骤：制备具有预定粒径的银(Ag)粉100的银粉制备步骤(S10)，将银粉100加入到乙醇溶液110中接着混合的银粉溶液混合步骤(S20)，制备pH被调节至设定pH的溶液120的pH调节溶液制备步骤(S30)，制备氟硅烷130的氟硅烷制备步骤(S40)，以及氟基树脂涂覆银粉制造步骤(S50)，其通过将在银粉溶液混合步骤(S20)中与乙醇溶液110混合的银粉、和在氟硅烷制备步骤(S40)中制备的氟硅烷130加入到pH在pH调节溶液制备步骤(S30)中被调节至预定pH的溶液120中，接着混合，来制备以预定厚度用氟基树脂140涂覆的氟基树脂涂覆银粉200。

在银粉制备步骤S10中，银粉100的粒径可以为10nm-10μm，并且氟基树脂140的设定涂覆厚度可以为1nm-10nm。

在其中银粉100的粒径为10nm或更小的情况下，由于银粉100的聚集现象，表面可能不能被很好地涂覆，这是不适宜的。

另外，在其中银粉100的粒径为10μm或更大的情况下，该尺寸可能比实际涂层厚度大大约1000倍，因此涂层的摩擦降低效果可能不够大，这是不适宜的。

此外，在其中银粉100的粒径为10μm或更大的情况下，接触点的烧结温度可能大幅增加至600℃或更高，因此可能有关于涂覆膜损坏的担忧，这是不适宜的。

因此，银粉100的粒径为20nm-10μm可能是适宜的，并且氟基树脂140的涂覆厚度为1nm-10nm可能是适宜的。

在pH调节溶液制备步骤S30中，溶液120的pH可被设定在2-7.5(最佳范围为4-6)的范围内。如上文所述设定pH范围的原因是，当pH为2或更低时，可能难以通过溶剂的量达到理想的效果，并且当pH为7.5或更高时，由于溶液具有碱性，反应速率可能很低，因此可能难以制造氟基树脂涂覆粉末。

在pH调节溶液制备步骤S30中，可以用酸将溶液120的pH调节 至设定的pH。

酸可以由在干燥过程中不留下盐成分的酸溶液例如硝酸和乙酸形成。

氟硅烷可以由选自全氟辛基三乙氧基硅烷、三乙基(三氟甲基)硅烷、三甲基(三氟甲基)硅烷、三甲氧基(3,3,3-三氟丙基)硅烷、三甲基(三氟甲基)硅烷、二甲氧基-甲基(3,3,3-三氟丙基)硅烷、二异丙基(3,3,4,4,5,5,6,6-九氟己基)硅烷、三乙氧基[4-(三氟甲基)苯基]硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷等的任一种形成。

图2是根据本公开示例性实施方式的用于制造电极材料的方法的示意性流程图。

除以下具体说明之外，根据本公开示例性实施方式的用于制造电极材料的方法的说明与根据本公开示例性实施方式的用于制造氟基树脂涂覆粉末的方法相同，因此将省略对其的详细说明。

参考图2，根据本公开示例性实施方式的用于制造电极材料的方法可以包括以下步骤：制备氟基树脂涂覆银粉200的氟基树脂涂覆银粉制备步骤(S100)，其中用氟基树脂140以设定的厚度涂覆具有预定粒径的银(Ag)粉100；制备具有预定粒径的银粉100的银粉制备步骤(S110)，将在氟基树脂涂覆银粉制备步骤(S100)中制备的氟基树脂涂覆银粉200和在银粉制备步骤中制备的银粉100混合的银粉混合步骤(S120)；以及将在银粉混合步骤(S120)中混合的混合粉末210压印在电极(触点基材)300的表面上以及然后在设定的烧结温度下烧结该混合粉末的烧结步骤(S130)。

在银粉制备步骤(S110)中，银粉100的粒径可以为10nm-10μm，并且设定的氟基树脂140的厚度可以为1nm-10nm。

在其中银粉100的粒径为10nm或更小的情况下，由于银粉100的聚集现象，表面可能不能被很好地涂覆，这是不适宜的。

另外，在其中银粉100的粒径为10μm或更大的情况下，该尺寸可能比实际涂层厚度大大约1000倍，因此涂层的摩擦降低效果可能不够大，这是不适宜的。

此外，在其中银粉100的粒径为10μm或更大的情况下，触点的烧结温度可能大幅增加至600℃或更高，因此可能有关于涂覆膜损坏的 担忧，这是不适宜的。

因此，银粉100的粒径为20nm-10μm可能是适宜的，并且氟基树脂140的涂层厚度为1nm-10nm可能是适宜的。

在烧结步骤(S130)中，烧结温度可以在300-350℃的范围内。

在烧结步骤(S130)中，根据压印的量，烧结时间可以在1-30分钟的范围内。

在烧结步骤(S130)中，电极表面上的烧结厚度可以为0.5-100μm。

在烧结步骤(S130)中，由于银粉具有纳米尺寸，在低于实际熔点的约300℃的压印温度下进行烧结是可行的。在这样的温度下，由于氟基树脂140未被损坏，可以得到本公开中的理想结果。

电极(触点基材)300可以由铜(Cu)等形成。

在下文中，根据本公开示例性实施方式的制造氟基树脂涂覆粉末和电极材料的方法的操作将参考图1和2进行描述。

在制造出精细尺寸的银粉100之后，通过氟基树脂涂覆处理，制备出新型的氟基树脂涂覆银粉200。

也就是说，制备出具有10nm-10μm粒径的银(Ag)粉100，将银粉100加入到乙醇溶液110中，接着进行混合(S20)，制备经使用HNO₃将pH调节至5.5的溶液120(S30)，并制备氟硅烷130(S40)。

此外，通过将在银粉溶液混合步骤(S20)中与乙醇溶液110混合的银粉100、和在氟硅烷制备步骤(S40)中制备的氟硅烷130加入到具有在pH调节溶液制备步骤(S30)中调节的设定pH的溶液120中，接着混合，来制造以设定厚度的氟基树脂140涂覆的氟基树脂涂覆银粉200。

在此情况下，氟基树脂140的涂覆厚度可以设定为1nm-10nm。

此外，如上所述，在制备出以设定厚度的氟基树脂140涂覆的氟基树脂涂覆银粉200之后，将涂覆有氟基树脂的银粉200、和未以氟基树脂涂覆的银粉100适当地混合，然后将混合粉末210压印在电极(触点基材)300的表面上(S130)。

此外，在压印后，可以根据压印的量，将压印在电极(触点基材)300表面上的混合粉末210在约300℃至350℃下烧结1-30分钟。

由于银粉100具有纳米尺寸，在低于实际熔点的约300℃的压印温 度下进行烧结可能是可行的。在这样的温度下，由于氟基树脂未被损坏，可以得到本公开中的理想结果。

图3是示出按照根据本公开示例性实施方式的用于制造氟基树脂涂覆粉末和电极材料的方法制造出的电极材料的使用状态的图。

参考图3，在操作开关400时，触点基材300的表面上可能发生摩擦，在此情况下，氟基树脂涂覆银粉200表面上的氟硅烷130侵入烧结孔以达到持续的润滑效果，并且该现象可以降低接触点的摩擦系数并改善耐磨特性。

[表1]是展示现有技术(银镀层)和本公开的实施例(氟基树脂涂覆银粉)按接触点的类型在耐磨使用寿命(次数)方面的比较评价结果的表格。

根据以下[表1]，可以看出，在本公开的实施例(氟基树脂涂覆银粉)的情况下，与现有技术(银镀层)的情况相比，耐磨使用寿命(次数)显著增加。

[表1]

尽管已结合目前认为是实际的示例性实施方式来描述本公开，但应当理解的是，本公开不限于所公开的实施方式，相反，其意在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的多种变型和等同布置。