本發(fā)明涉及電子元器件，尤其是一種低阻熱敏電阻及其制備工藝。

背景技術(shù)：

1、熱敏電阻在性能上首先要在正常工作時(shí)能維持極低的阻值，以減少電路的損耗，其次是長(zhǎng)期使用后仍能盡可能的維持這樣的阻值，以保證電路的工作穩(wěn)定性，比如，在新能源汽車的控制電路上，對(duì)熱敏電阻這種電性能要求尤其突出，現(xiàn)有熱敏電阻雖然通過(guò)改變和/或增加導(dǎo)電填料的方法實(shí)現(xiàn)了低阻值，但電阻在長(zhǎng)期的冷熱沖擊后，其正常工作的阻值會(huì)產(chǎn)生變化，其變化幅度最高達(dá)25％，相當(dāng)于是元件的使用精度下降了，最終會(huì)導(dǎo)致電路的控制精度也下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種低阻熱敏電阻及其制備工藝，使該電阻具有較低的阻值變化率，保證電阻的低阻值和高精度。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種低阻熱敏電阻，所述熱敏電阻包括重量比0.1-2.2％碳納米管、5.5-12.8％聚合物基體和86.2-94.2％碳化鎢粒子；所述碳納米管為導(dǎo)電填料，至少30％數(shù)量的碳納米管還兼作對(duì)碳化鎢粒子定位的定位碳管，所述定位碳管具有接觸于碳化鎢粒子表面的粘附段和嵌在聚合物基體中的嵌入段。

3、具體的，所述聚合物基體為聚乙烯，例如是高密度聚乙烯(hdpe)。

4、具體的，由于鎢金屬粉的導(dǎo)電率是碳化鎢的106-110％，加了鎢粉的電阻率會(huì)更低，但是鎢金屬粉本身易于氧化，所以，所述熱敏電阻僅包括重量比0.1-3％的鎢金屬粒子。

5、具體的，為了防止導(dǎo)電金屬物質(zhì)氧化，所述熱敏電阻還包括重量比0.05-1％的抗氧劑，例如是抗氧劑168或是抗氧劑1010。

6、具體的，所述碳納米管的外徑為1-20nm，碳納米管為單壁碳管或多壁碳管。

7、上述低阻熱敏電阻具有如下制備過(guò)程，

8、a、取重量比0.1-2.2％碳納米管、5.5-12.8％聚合物基體和86.2-94.2％碳化鎢粒子，將碳納米管浸泡于水系分散劑中形成碳納米管漿料，將碳納米管漿料和碳化鎢粒子球磨混合，置于120℃±5℃烘箱中烘干，形成粉末混合物；

9、b、將所述粉末混合物與聚合物基體加入密煉機(jī)中在180℃±5℃下塑煉分散5-10min，形成分散混合物；

10、c、將所述分散混合物投入開(kāi)煉機(jī)，利用滾輪壓力擠出設(shè)計(jì)厚度的熱敏電阻片材。

11、后續(xù)的從片材到成品的過(guò)程為：

12、d、將所述片材利用冷熱一體壓機(jī)在180℃±5℃下覆上正反二面的電極，制成半成品；

13、e、將所述半成品進(jìn)行線路加工制成具有正溫度系數(shù)功能的元器件，再進(jìn)行分切得到熱敏電阻單體成品。

14、具體的，所述步驟a中的聚合物基體為聚乙烯。

15、具體的，步驟a中還包括重量比0.1-3％的鎢金屬粒子，并將鎢金屬粒子與碳納米管漿料和碳化鎢粒子球磨混合，置于120℃±5℃烘箱中烘干，形成粉末混合物。

16、具體的，步驟a中還包括重量比0.05-1％的抗氧劑，并將抗氧劑與碳納米管漿料和碳化鎢粒子球磨混合，置于120℃±5℃烘箱中烘干，形成粉末混合物。

17、具體的，步驟a中碳納米管的外徑為1-20nm。

18、本發(fā)明的機(jī)理是：通過(guò)分析現(xiàn)有熱敏電阻長(zhǎng)期冷熱沖擊后阻值產(chǎn)生變化的原因，由于電阻材料中金屬粉末為無(wú)機(jī)材料，粒徑一般都是微米級(jí)別，而結(jié)晶性高分子聚合物為有機(jī)材料，二者相融后分子結(jié)合，但隨著產(chǎn)品的長(zhǎng)時(shí)間使用，有機(jī)材料老化變形，導(dǎo)電粉末顆粒產(chǎn)生位移，即電阻內(nèi)部微觀的構(gòu)造發(fā)生了變化，從而導(dǎo)致阻值上的變化，使電阻的精密度下降，本發(fā)明利用碳納米管因石墨烯片的卷曲所體現(xiàn)出的金屬性和半導(dǎo)體性，加之碳納米管的外徑為納米級(jí)、長(zhǎng)度為微米級(jí)，添加降低阻值的碳納米管的同時(shí)，并使碳納米管對(duì)導(dǎo)電粉末顆粒產(chǎn)生定位作用，但考慮碳納米管因疏水性容易團(tuán)聚，所以先通過(guò)預(yù)混使碳納米管依附于碳化鎢表面，增加碳納米管的分散性降低其團(tuán)聚，在密煉時(shí)，通過(guò)精確控制溫度和時(shí)間，使原來(lái)依附在碳化鎢粒子表面的碳納米管不至于全部重新融入聚合物基體，當(dāng)然，另一種技術(shù)路徑，在考慮電性能的情況下，在將碳納米管漿料和碳化鎢粒子球磨混合時(shí)，使用一種合適的粘接劑適當(dāng)增加碳納米管與碳化鎢粒子的結(jié)合力，也是一種可以研究實(shí)施的方向。

19、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的低阻熱敏電阻通過(guò)使用碳納米管和碳化鎢粒子使熱敏電阻在具有極低阻值的同時(shí)，還使部分的碳納米管對(duì)碳化鎢粒子形成牽制定位，熱敏電阻在長(zhǎng)期使用后，即使高分子聚合材料發(fā)生老化形變，對(duì)碳化鎢粒子之間的相互位置也不產(chǎn)生影響，明顯降低了熱敏電阻長(zhǎng)期使用后的電阻變化率，以測(cè)得的電阻變化率6.06％與原有的23.33％相比，電阻變化率降低至原來(lái)的三分之一以下。

技術(shù)特征：

1.一種低阻熱敏電阻，其特征是：所述熱敏電阻包括重量比0.1-2.2％碳納米管、5.5-12.8％聚合物基體和86.2-94.2％碳化鎢粒子；所述碳納米管為導(dǎo)電填料，至少30％數(shù)量的碳納米管還兼作對(duì)碳化鎢粒子定位的定位碳管，所述定位碳管具有接觸于碳化鎢粒子表面的粘附段和嵌在聚合物基體中的嵌入段。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低阻熱敏電阻，其特征是：所述聚合物基體為聚乙烯。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低阻熱敏電阻，其特征是：所述熱敏電阻還包括重量比0.1-3％的鎢金屬粒子。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低阻熱敏電阻，其特征是：所述熱敏電阻還包括重量比0.05-1％的抗氧劑。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低阻熱敏電阻，其特征是：所述碳納米管的外徑為1-20nm。

6.如權(quán)利要求1所述的低阻熱敏電阻的制備工藝，其特征是：具有如下制備過(guò)程，

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低阻熱敏電阻制備工藝，其特征是：所述步驟a中的聚合物基體為聚乙烯。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低阻熱敏電阻制備工藝，其特征是：步驟a中還包括重量比0.1-3％的鎢金屬粒子，并將鎢金屬粒子與碳納米管漿料和碳化鎢粒子球磨混合，置于120℃±5℃烘箱中烘干，形成粉末混合物。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低阻熱敏電阻制備工藝，其特征是：步驟a中還包括重量比0.05-1％的抗氧劑，并將抗氧劑與碳納米管漿料和碳化鎢粒子球磨混合，置于120℃±5℃烘箱中烘干，形成粉末混合物。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低阻熱敏電阻制備工藝，其特征是：步驟a中碳納米管的外徑為1-20nm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電子元器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其是低阻熱敏電阻及其制備工藝，克服現(xiàn)有電阻阻值變化率高的問(wèn)題，熱敏電阻包括重量比0.1?2.2％碳納米管、5.5?12.8％聚合物基體和86.2?94.2％碳化鎢粒子；至少30％數(shù)量的碳納米管還兼作對(duì)碳化鎢粒子定位的定位碳管，定位碳管具接觸于碳化鎢粒子的粘附段和嵌在聚合物基體中的嵌入段，制備過(guò)程為a、將碳納米管浸泡于水系分散劑中形成漿料，將漿料和碳化鎢粒子球磨混合，置于120℃烘箱中烘干成粉末混合物；b、將粉末混合物與聚合物基體加入密煉機(jī)中180℃塑煉5?10min形成分散混合物；c、將分散混合物投入開(kāi)煉機(jī)擠出熱敏電阻片材。

技術(shù)研發(fā)人員：解國(guó)強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：興勤（常州）電子有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9