CN109207102A - 一种ptc功能水性胶的合成工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电子材料和胶粘剂合成领域,涉及一种PTC功能水性胶的合成工艺。本发明为反应性合成导电粘结剂,导电成分采用原位聚合方式将聚苯胺均匀修饰在氧化石墨烯上,再KI还原氧化石墨,同时产物I2被聚苯胺分子吸收起到协同增加电导率的作用。本发明合成PTC功能水性胶用于连接元件引脚和线路板并起到PTC限流保护功能。
Description
技术领域
本发明属于电子材料和胶粘剂合成领域,涉及一种PTC功能水性胶的合成工艺。
背景技术
正温度系数(PTC)材料的电阻率随温度的升高而增大,高分子与导电填料共混可制得的复合材料(PPTC)具有较低的室温电阻率,随温度升高电阻率增加并在某个温度点电阻急剧升高,在大电流状态下电阻急剧增加实现电路关断,并可在故障排除后自行恢复低阻状态。目前,在电路保护方案中,SMD贴片PPTC元件需要挤占线路板上的宝贵面积,另外分立元件的焊接、线路设计等因素也会增加整体器件的制造成本。另外,SMD元件制造过程中大量压合、粘接以及焊接的界面,冗长工序都会对元件良率以及最终焊接元件功能失效产生影响。
发明内容
针对现有技术缺陷,本发明的目的在于提供一种PTC功能水性胶的合成工艺,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将苯胺单体和氧化石墨加入去离子水中,超声分散得到紫褐色溶胶;
(2)配制丙烯酸乳液,成分及质量比为:
去离子水100份
丙烯酸丁酯40-50份
甲基丙烯酸10-15份
丙烯酸5-8份
过硫酸钾10-20份
十二烷基硫酸钠0.5-1份
(3)将步骤(1)得到的溶胶加入步骤(2)的丙烯酸乳液中,室温搅拌反应2-5小时,加入碘化钾,继续反应1-2小时;
(4)加入固化剂和其他助剂,搅拌稠化得到水性胶。
所述氧化石墨的加入量为在步骤(3)混合乳液浓度0.2~1.5gL-1;超声分散时间为1~2h。苯胺单体在在步骤(3)混合乳液浓度中的浓度为0.1~0.5molL-1。
所述碘化钾加入后浓度为10~20g/L,。
固化剂为胺类固化剂,包括乙二胺、间苯二胺、对苯二胺、间苯二甲胺中的一种,其他助剂包括增稠剂、消泡剂。
PTC功能水性胶使用方法为采用点胶机在线路板的贴片处点胶,将电子元件贴在线路板上,PTC功能水性胶用于电子元件的输入和/或输出端粘接并起到导通作用,当电流过大或者元件过热时,电阻急剧增加实现电路关断,故障排除后可自行恢复导通。
本发明为反应性合成导电粘结剂,导电成分采用原位聚合方式将聚苯胺均匀修饰在氧化石墨烯上,再KI还原氧化石墨,同时产物I2被聚苯胺分子吸收起到协同增加电导率的作用。本发明合成PTC功能水性胶用于连接元件引脚和线路板并起到PTC限流保护功能。
本发明的内容和特点已揭示如上,然而前面叙述的本发明仅仅简要地或只涉及本发明的特定部分,本发明的特征可能比在此公开的内容涉及的更多。因此,本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容,而应该包括在不同部分中所体现的所有内容的组合,以及各种不背离本发明的替换和修饰,并为本发明的权利要求书所涵盖。
具体实施方式
实施例1:
(1)将0.2molL-1苯胺单体和0.4mg/L氧化石墨加入100mL去离子水中,超声分散得到紫褐色溶胶;
(2)配制丙烯酸乳液,成分及质量比为:
去离子水100g
丙烯酸丁酯40g
甲基丙烯酸10g
丙烯酸5g
过硫酸钾10g
十二烷基硫酸钠0.5g
(3)将100mL步骤(1)得到的溶胶加入步骤(2)的丙烯酸乳液中,室温搅拌反应2小时,加入2g碘化钾,继续反应2小时;
(4)加入乙二胺和增稠剂、消泡剂,搅拌稠化得到水性胶,拉伸强度:49MPa;电导率:33Scm-1;PTC强度:4.1。
实施例2:
(1)将1molL-1苯胺单体和3mg/L氧化石墨加入100mL去离子水中,超声分散得到紫褐色溶胶;
(2)配制丙烯酸乳液,成分及质量比为:
去离子水100g
丙烯酸丁酯50g
甲基丙烯酸15g
丙烯酸8g
过硫酸钾20g
十二烷基硫酸钠1g
(3)将100mL步骤(1)得到的溶胶加入步骤(2)的丙烯酸乳液中,室温搅拌反应3小时,加入4g碘化钾,继续反应1小时;
(4)加入间苯二胺和增稠剂、消泡剂,搅拌稠化得到水性胶,拉伸强度:44MPa;电导率:35Scm-1;PTC强度:3.7。
实施例3:
(1)将0.5molL-1苯胺单体和2mg/L氧化石墨加入100mL去离子水中,超声分散得到紫褐色溶胶;
(2)配制丙烯酸乳液,成分及质量比为:
去离子水100g
丙烯酸丁酯40g
甲基丙烯酸15g
丙烯酸8g
过硫酸钾15g
十二烷基硫酸钠1g
(3)将100mL步骤(1)得到的溶胶加入步骤(2)的丙烯酸乳液中,室温搅拌反应5小时,加入4g碘化钾,继续反应2小时;
(4)加入对苯二胺和增稠剂、消泡剂,搅拌稠化得到水性胶,拉伸强度:41MPa;电导率:39Scm-1;PTC强度:3.0。
实施例4:
(1)将0.8molL-1苯胺单体和1mg/L氧化石墨加入100mL去离子水中,超声分散得到紫褐色溶胶;
(2)配制丙烯酸乳液,成分及质量比为:
去离子水100g
丙烯酸丁酯40g
甲基丙烯酸10g
丙烯酸5g
过硫酸钾18g
十二烷基硫酸钠1g
(3)将100mL步骤(1)得到的溶胶加入步骤(2)的丙烯酸乳液中,室温搅拌反应2小时,加入4g碘化钾,继续反应1小时;
(4)加入间苯二甲胺和增稠剂、消泡剂,搅拌稠化得到水性胶,拉伸强度:52MPa;电导率:40Scm-1;PTC强度:2.9。
Claims (5)
1.一种PTC功能水性胶的合成工艺,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将苯胺单体和氧化石墨加入去离子水中,超声分散得到紫褐色溶胶;
(2)配制丙烯酸乳液,成分及质量比为:
去离子水 100份
丙烯酸丁酯 40-50份
甲基丙烯酸 10-15份
丙烯酸 5-8份
过硫酸钾 10-20份
十二烷基硫酸钠 0.5-1份
(3)将步骤(1)得到的溶胶加入步骤(2)的丙烯酸乳液中,室温搅拌反应2-5小时,加入碘化钾,继续反应1-2小时;
(4)加入固化剂和其他助剂,搅拌稠化得到水性胶。
2.根据权利要求1所述一种PTC功能水性胶的合成工艺,其特征在于,所述氧化石墨的加入量为在步骤(3)混合乳液浓度0.2~1.5gL-1;超声分散时间为1~2h。苯胺单体在在步骤(3)混合乳液浓度中的浓度为0.1~0.5molL-1。
3.根据权利要求1所述一种PTC功能水性胶的合成工艺,其特征在于,所述碘化钾加入后浓度为10~20g/L,。
4.根据权利要求1所述一种PTC功能水性胶的合成工艺,其特征在于,所述固化剂为胺类固化剂,包括乙二胺、间苯二胺、对苯二胺、间苯二甲胺中的一种,其他助剂包括增稠剂、消泡剂。
5.一种如权利要求1~4任意一项所述的PTC功能水性胶的合成工艺所制备的PTC功能水性胶,使用方法为采用点胶机在线路板的贴片处点胶,将电子元件贴在线路板上,PTC功能水性胶用于电子元件的输入和/或输出端粘接并起到导通作用,当电流过大或者元件过热时,电阻急剧增加实现电路关断,故障排除后可自行恢复导通。
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