一种注射成型压敏电阻用的粒料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种注射成型压敏电阻用的粒料及其制备方法，所述粒料包括如下重量百分比的各组分：粉料70％-95％，粘结剂5％-30％；所述粉料包括如下重量百分比的各组分：氧化锌85％-95％，添加剂5％-15％；所述粘结剂包括如下重量百分比的各组分：石蜡30％-88％，聚甲基丙烯酸甲酯5％-30％，乙烯-醋酸乙烯共聚物5％-30％，硬脂酸2％-10％。使用本发明注射成型压敏电阻用的粒料注塑成型，很好地解决了压敏电阻成型内部应力的问题，产品脱模不会出现缺边掉角现象，对产品的一致性也有保证；且用其生产的压敏电阻密度大、密度均一、力学强度高。

权利要求

1.一种注射成型压敏电阻用的粒料，其特征在于，包括如下重量百分比的各组分：粉料                70％-95％粘结剂              5％-30％；

所述粉料包括如下重量百分比的各组分：

氧化锌              85％-95％添加剂              5％-15％；

所述添加剂包括如下重量百分比的各组分：

所述粘结剂包括如下重量百分比的各组分：

所述聚甲基丙烯酸甲酯和乙烯-醋酸乙烯共聚物能够增强坯体的强度，能使得热脱脂能够渐近持续进行。

2.如权利要求1所述的注射成型压敏电阻用的粒料，其特征在于，所述粉料的重量百分比为80％，所述粘结剂的重量百分比为20％。

3.如权利要求1或2所述的注射成型压敏电阻用的粒料，其特征在于，所述粉料中包括重量百分比为90％的氧化锌，重量百分比为10％的添加剂。

4.如权利要求1或2所述的注射成型压敏电阻用的粒料，其特征在于，所述添加剂包括如下重量百分比的各组分：

5.如权利要求1或2所述的注射成型压敏电阻用的粒料，其特征在于，所述粘结剂包括如下重量百分比的各组分：

6.如权利要求1或2所述的注射成型压敏电阻用的粒料，其特征在于，所述石蜡是全精炼石蜡。

7.一种权利要求1-6任一项所述的注射成型压敏电阻用的粒料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)制备粘结剂：将石蜡加热到120℃-200℃待石蜡全部熔解后，加入聚甲基丙烯酸甲酯和乙烯-醋酸乙烯共聚物，并搅拌至全部溶解后，再加入硬脂酸，得到粘结剂；

2)制备粉料：通过搅拌球磨机将氧化锌和添加剂均匀混合，然后进行煅烧，待煅烧完后用球磨机将其球磨至一定粒度的粉料；

3)粉料和粘结剂的密炼：先将所述粉料烘干然后冷却至室温，再将其与所述步骤1)得到的粘结剂在密炼机中密炼，得到块状泥料；

4)块状泥料的粉碎：将所述块状泥料粉碎至适当粒径的粒料。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中：所述搅拌球磨机的转速为30r/min-60r/min，球磨时间为30h-50h；所述煅烧的温度为500℃-700℃，煅烧时间为1h-

3h；所述一定粒度是指0.5μm-2.0μm。

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中：所述烘干的温度为80℃-

150℃，烘干时间为1h-2h；所述室温是指20℃-30℃；所述在密炼机中密炼时，密炼温度为

120℃-200℃，密炼机的搅拌器的频率为25Hz-65Hz，密炼时间为60min-120min。

10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)具体为：用粉碎机将所述块状泥料粉碎至平均粒径为3mm～8mm的粒料。

说明书

一种注射成型压敏电阻用的粒料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及压敏电阻成型领域，特别涉及一种注射成型压敏电阻用的粒料及其制备方法。

背景技术

[0002] 传统压敏电阻的生产工艺技术主要是干压成型法。有很多优点：如生产效率高，人工较少、废品率低，生产周期短，生产的制品密度大、强度高，适合大批量工业化生产。缺点是成型产品的形状有较大限制，坯体强度低，坯体内部致密性不一致，组织结构的均匀性相对较差等。又由于干压成型一般只能生产结构简单的压敏电阻，对于复杂的压敏电阻，干压成型一般不能一次性完成，需要借助其它工艺和设备完成，这样不仅增加工序，而且增加了生产成本和时间，对产品的一致性也没有保证。注塑成型能很好地解决这方面的问题，不仅能够一次性生产结构简单的压敏电阻，还可以一次性生产结构复杂的压敏电阻；同时注塑成型的产品坯体强度很高，生产搬途中搬运不会破损，而且产品内部没有应力，产品的密度大、密度均一，在生产时可以一次性生产十几个产品甚至几十个产品，生产效率极大提高。但目前并没有适合于注射成型法生产压敏电阻用的粒料，以及这样的粒料的制备方法。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种注射成型压敏电阻用的粒料及其制备方法。

[0004] 本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

[0005] 一种注射成型压敏电阻用的粒料，包括如下重量百分比的各组分：

[0006] 粉料                70％-95％

[0007] 粘结剂              5％-30％；

[0008] 所述粉料包括如下重量百分比的各组分：

[0009] 氧化锌               85％-95％

[0010] 添加剂               5％-15％；

[0011] 所述添加剂包括如下重量百分比的各组分：

[0012]

[0013] 所述粘结剂包括如下重量百分比的各组分：

[0014]

[0015] 根据实施例，还可采用以下优选的技术方案：

[0016] 所述粉料的重量百分比为80％，所述粘结剂的重量百分比为20％。

[0017] 所述粉料中包括重量百分比为90％的氧化锌，重量百分比为10％的添加剂。

[0018] 所述添加剂包括如下重量百分比的各组分：

[0019]

[0020]

[0021] 所述粘结剂包括如下重量百分比的各组分：

[0022]

[0023] 所述石蜡是全精炼石蜡。

[0024] 一种所述的注射成型压敏电阻用的粒料的制备方法，包括如下步骤：

[0025] 1)制备粘结剂：将石蜡加热到120℃-200℃待石蜡全部熔解后，加入聚甲基丙烯酸甲酯和乙烯-醋酸乙烯共聚物，并搅拌至全部溶解后，再加入硬脂酸，得到粘结剂；

[0026] 2)制备粉料：通过搅拌球磨机将氧化锌和添加剂均匀混合，然后进行煅烧，待煅烧完后用球磨机将其球磨至一定粒度的粉料；

[0027] 3)粉料和粘结剂的密炼：先将所述粉料烘干然后冷却至室温，再将其与所述步骤1)得到的粘结剂在密炼机中密炼，得到块状泥料；

[0028] 4)块状泥料的粉碎：将所述块状泥料粉碎至适当粒径的粒料。

[0029] 根据实施例，还可采用以下优选的技术方案：

[0030] 所述步骤2)中：所述搅拌球磨机的转速为30r/min-60r/min，球磨时间为30h-50h；所述煅烧的温度为500℃-700℃，煅烧时间为1h-3h；所述一定粒度是指0.5μm-2.0μm。

[0031] 所述步骤3)中：所述烘干的温度为80℃-150℃，烘干时间为1h-2h；所述室温是指20℃-30℃；所述在密炼机中密炼时，密炼温度为120℃-200℃，密炼机的搅拌器的频率为
25Hz-65Hz，密炼时间为60min-120min。

[0032] 所述步骤4)具体为：用粉碎机将所述块状泥料粉碎至平均粒径为3mm～8mm的粒料。

[0033] 本发明的有益效果包括：本发明的粒料适用于通过注射成型工艺制备压敏电阻，本发明的粒料制备方法能够生产出符合要求的粒料，保持粒料的均匀和一致性，为注射成型做准备。使用本发明的粒料注射成型压敏电阻，很好地解决了压敏电阻成型内部应力的问题，产品脱模不会出现缺边掉角现象，对产品的一致性也有保证；且用其生产的压敏电阻密度大、密度均一、力学强度高，在生产时可以一次性生产几十个产品，生产效率极大提高。

具体实施方式

[0034] 下面结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。

[0035] 本发明提供了一种注射成型压敏电阻用的粒料，包括粘结剂和粉料，其中粘结剂包括石蜡、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、硬脂酸；粉料包括氧化锌和添加剂。

[0036] 粘结剂是一种短时存在的载体，它可以使粉末均匀装填成所需形状，并且使这种形状一直保持到烧结开始。尽管粘结剂不决定最终产品的化学成分，但是它会直接影响工艺能否成功，粘结剂必须与粉末混合成供注射成型用的均匀喂料。

[0037] 石蜡具有熔点低、浸润性良好、分子链短、粘度低等优点，石蜡在熔融的状态下流动性良好，而单纯的粉料在注射机中并不具有良好的流动性，在熔融的石蜡以及其它粘结剂的带动下才具有流动性，能够注射成型。并且石蜡易挥发，有利于脱脂。但是采用单一的石蜡组分注射成型，产品强度低，而且石蜡熔点范围较窄，热脱脂剧烈进行，产品会出现开裂现象。为了提高产品强度，且热脱脂渐近持续进行，坯体不会出现开裂现象，需要引入多组分粘结剂。

[0038] 聚甲基丙烯酸甲酯和乙烯-醋酸乙烯共聚物能够增强坯体的强度，同时由于它们的熔点和石蜡存在很大的差别，使得热脱脂能够渐近持续进行，可以将产品内应力降低到最小，不会出现开裂现象。

[0039] 硬脂酸作为表面活性剂，因为粉料是极性，粘结剂是非极性，二者不易吸附，长期加热时产生沉淀，故加表面活性剂来作为粉料与粘结剂的联系媒介；表面活性剂由亲水的极性基团和亲油的非极性基团组成，活性剂的羧基是极性的，能与粉料结合，烷基是非极性的，能与粘结剂混合在一起，这样表面活化剂可将粉料和粘结剂间接地吸附在一起，保证混料的均匀，而且可以在粉末颗粒之间、粉末颗粒与模壁之间起到润滑的作用，从而达到密炼和注射的效果。

[0040] 所述粉料包括氧化锌和添加剂，所述粉料包括重量百分比为85％-95％的氧化锌和重量百分比为5％-15％的添加剂。所述添加剂包括如下重量百分比的各组分(各组分的重量百分比之和为100％)：5％-8％的碳酸锰，35％-50％的氧化铋，2％-4％的二氧化锡，15％-25％的三氧化二钴，5％-10％的二氧化钛，1％-3％的碳酸钡，0.1％-1％的碳酸锶，
5％-20％的硼酸，2％-10％的三氧化二镍，0.1％-1％的硝酸铝。通过搅拌球磨机将组成粉料的各组分均匀混合，然后在500℃-700℃温度下进行煅烧，待煅烧完后，用球磨机进行球磨至粒度0.5μm-2.0μm的粉料，烘干即可使用。因为在此粒度下，粉体活性好，可进行有效烧结，晶体结构致密，晶粒细小均一。

[0041] 粉料和粘结剂的密炼是非常关键的一步。在这种情况下，粉料和粘结剂的最优配置就是关键。本发明中粘结剂的重量百分比为5-30％，粉料的重量百分比为70-95％。太少的粘结剂会导致过高的粘度和空隙的产生，从而使得成型很困难。过多的粘结剂也是不可取的，因为在成型时，过多的粘结剂会和粉末分离，从而出现飞边，或者坯体成分不均匀。更重要的是，过量的粘结剂会导致脱脂时成分的大量流失，粘结剂去除之后，颗粒不能保持在原有的位置，烧结后产品出现变形、开裂等不良现象。

[0042] 密炼是先将粉料烘干，取出冷却，再将它和粘结剂按照配比加入到密炼机中密炼，设定温度为120℃-200℃，设置搅拌器的频率为25Hz-65Hz，密炼60min-120min，即密炼出色泽光洁的块状泥料。

[0043] 块状泥料的粉碎是指泥料冷却后，用粉碎机进行粉碎至平均粒径为3mm-8mm的粒料，粒料容易进入注塑机料筒注射成型。

[0044] 以下结合实施例对本发明进行进一步说明，以下实施例中的石蜡均采用全精炼石蜡。

[0045] 实施例1

[0046] 本实施例提供了一种注射成型压敏电阻用的粒料，由如下重量百分比的组分组成：

[0047] 粉料                 70％

[0048] 粘结剂               30％；

[0049] 粉料由如下重量百分比的组分组成：

[0050] 氧化锌               95％

[0051] 添加剂               5％；

[0052] 添加剂由如下重量百分比的组分组成：

[0053]

[0054] 粘结剂由如下重量百分比的组分组成：

[0055]

[0056] 本实施例还提供了上述粒料的制备方法，其步骤包括：

[0057] 1)制备粘结剂

[0058] 先将石蜡加热到120℃，待石蜡全部熔解后，加入聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物，并用搅拌棒不断搅拌，全部溶解后，再加入硬脂酸，得到粘结剂，其中加入各物质的量均按照以上重量百分比计。

[0059] 2)制备粉料

[0060] 将按照以上重量百分比的氧化锌和添加剂通过搅拌球磨机使其均匀混合，所述搅拌球磨机的转速为40r/min，球磨时间为40h，然后在500℃温度下进行煅烧2h，然后用球磨机将其球磨至粒度为1.0μm的粉料。

[0061] 3)粉料和粘结剂的密炼

[0062] 先将粉料用烘箱进行烘干，烘干温度120℃，烘干时间为2h，烘干后取出冷却至室温，再将其与步骤1)得到的粘结剂按照以上重量百分比混合放入密炼机中密炼，设定温度180℃，设置搅拌器的频率为25Hz，密炼120min，得到块状泥料。

[0063] 4)块状泥料的破碎

[0064] 将步骤3)得到的块状泥料用粉碎机粉碎至平均粒径为3mm的粒料，即得到本实施例注射成型压敏电阻用的粒料。

[0065] 检测：

[0066] 使用本实施例生产的粒料放入注塑机料筒注射成型，其中注塑压力120bar，注塑速率50g/s，制作压敏电阻，评估注射成型生产效率，用推拉力计对所生产的产品进行力学性能测试，同时对压敏电阻进行密度测试，并与传统干压成型生产的产品进行比较，检测结果见表1。

[0067] 实施例2

[0068] 本实施例提供了一种注射成型压敏电阻用的粒料，由如下重量百分比的组分组成：

[0069] 粉料                 75％

[0070] 粘结剂               25％；

[0071] 粉料由如下重量百分比的组分组成：

[0072] 氧化锌               88％

[0073] 添加剂               12％；

[0074] 添加剂由如下重量百分比的组分组成：

[0075]

[0076] 粘结剂由如下重量百分比的组分组成：

[0077]

[0078] 本实施例还提供了上述粒料的制备方法，其步骤包括：

[0079] 1)制备粘结剂

[0080] 先将石蜡加热到160℃，待石蜡全部熔解后，加入聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物，并用搅拌棒不断搅拌，全部溶解后，再加入硬脂酸，得到粘结剂，其中加入各物质的量均按照以上重量百分比计。

[0081] 2)制备粉料

[0082] 将以上重量百分比的氧化锌和添加剂通过搅拌球磨机使其均匀混合，所述搅拌球磨机的转速为50r/min，球磨时间为30h，然后在550℃温度下煅烧2h，待煅烧完后，用球磨机将其球磨至粒度为1.8μm的粉料。

[0083] 3)粉料和粘结剂的密炼

[0084] 先将粉料用烘箱进行烘干，烘干温度110℃，烘干时间为1.5h，取出冷却至室温，再将其与步骤1)得到的粘结剂按照以上重量百分比混合放入密炼机中密炼，设定温度185℃，设置搅拌器的频率为45Hz，密炼120min，得到块状泥料。

[0085] 4)块状泥料的破碎

[0086] 将步骤3)得到的块状泥料用粉碎机粉碎至平均粒径为5mm的粒料，即得到本实施例注射成型压敏电阻用的粒料。

[0087] 检测：

[0088] 检测方法与实施例1相同，检测结果见表1。

[0089] 实施例3

[0090] 本实施例提供了一种注射成型压敏电阻用的粒料，由如下重量百分比的组分组成：

[0091] 粉料                 80％

[0092] 粘结剂               20％；

[0093] 所述粉料由如下重量百分比的组分组成：

[0094] 氧化锌               90％

[0095] 添加剂               10％；

[0096] 添加剂由如下重量百分比的组分组成：

[0097]

[0098] 粘结剂由如下重量百分比的组分组成：

[0099]

[0100] 本实施例还提供了上述粒料的制备方法，其步骤包括：

[0101] 1)制备粘结剂

[0102] 先将石蜡加热到180℃，待石蜡全部熔解后，加入聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物，并用搅拌棒不断搅拌，全部溶解后，再加入硬脂酸，得到粘结剂，其中加入各物质的量均按照以上重量百分比计。

[0103] 2)制备粉料

[0104] 将按照上述重量百分比的氧化锌和添加剂通过搅拌球磨机使其均匀混合，所述搅拌球磨机的转速为30r/min，球磨时间为50h，然后在600℃温度下煅烧2h，待煅烧完后用球磨机将其球磨至粒度为1.8μm的粉料。

[0105] 3)粉料和粘结剂的密炼

[0106] 先将粉料用烘箱进行烘干，烘干温度150℃，烘干时间为1h，取出冷却至室温，再将其与步骤1)得到的粘结剂按照以上重量百分比混合放入密炼机中密炼，设定温度185℃，设置搅拌器的频率为55Hz，密炼120min，得到块状泥料。

[0107] 4)块状泥料的破碎

[0108] 将步骤3)得到的块状泥料用粉碎机粉碎至平均粒径为8mm的粒料，即得到本实施例注射成型压敏电阻用的粒料。

[0109] 检测：

[0110] 检测方法与实施例1相同，检测结果见表1。

[0111] 实施例4

[0112] 本实施例提供了一种注射成型压敏电阻用的粒料，由如下重量百分比的组分组成：

[0113] 粉料                 85％

[0114] 粘结剂               15％；

[0115] 粉料由如下重量百分比的组分组成：

[0116] 氧化锌               89％

[0117] 添加剂               11％；

[0118] 添加剂由如下重量百分比的组分组成：

[0119]

[0120] 粘结剂由如下重量百分比的组分组成：

[0121]

[0122]

[0123] 本实施例还提供了上述粒料的制备方法，其步骤包括：

[0124] 1)制备粘结剂

[0125] 先将石蜡加热到190℃，待石蜡全部熔解后，加入聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物，并用搅拌棒不断搅拌，全部溶解后，再加入硬脂酸，得到粘结剂，其中加入各物质的量均按照以上重量百分比计。

[0126] 2)制备粉料

[0127] 将按照上述重量百分比的氧化锌和添加剂通过搅拌球磨机使其均匀混合，所述搅拌球磨机的转速为45r/min，球磨时间为45h，然后在650℃温度下煅烧2h，待煅烧完后用球磨机将其球磨至粒度为2.0μm的粉料。

[0128] 3)粉料和粘结剂的密炼

[0129] 先将粉料用烘箱进行烘干，烘干温度130℃，烘干时间为1h，取出冷却至室温，再将其与步骤1)得到的粘结剂按照以上重量百分比混合放入密炼机中密炼，设定温度190℃，设置搅拌器的频率为55Hz，密炼120min，得到块状泥料。

[0130] 4)块状泥料的破碎

[0131] 将步骤3)得到的块状泥料用粉碎机粉碎至平均粒径为6mm的粒料，即得到本实施例注射成型压敏电阻用的粒料。

[0132] 检测：

[0133] 检测方法与实施例1相同，检测结果见表1。

[0134] 实施例5

[0135] 本实施例提供了一种注射成型压敏电阻用的粒料，由如下重量百分比的组分组成：

[0136] 粉料                 95％

[0137] 粘结剂               5％；

[0138] 粉料由如下重量百分比的组分组成：

[0139] 氧化锌               85％

[0140] 添加剂               15％；

[0141] 添加剂由如下重量百分比的组分组成：

[0142]

[0143]

[0144] 粘结剂由如下重量百分比的组分组成：

[0145]

[0146] 本实施例还提供了上述粒料的制备方法，其步骤包括：

[0147] 1)制备粘结剂

[0148] 先将石蜡加热到200℃，待石蜡全部熔解后，加入聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物，并用搅拌棒不断搅拌，全部溶解后，再加入硬脂酸，得到粘结剂，其中加入各物质的量均按照以上重量百分比计。

[0149] 2)制备粉料

[0150] 将按照上述重量百分比的氧化锌和添加剂通过搅拌球磨机使其均匀混合，所述搅拌球磨机的转速为55r/min，球磨时间为35h，然后在700℃温度下煅烧2h，待煅烧完后用球磨机将其球磨至粒度为1.5μm的粉料。

[0151] 3)粉料和粘结剂的密炼

[0152] 密炼是先将粉料用烘箱进行烘干，烘干温度100℃，烘干时间为2h，取出冷却至室温，再将其与步骤1)得到的粘结剂按照以上重量百分比混合放入密炼机中密炼，设定温度180℃，设置搅拌器的频率为65Hz，密炼120min，得到块状泥料。

[0153] 4)块状泥料的破碎

[0154] 将步骤3)得到的块状泥料用粉碎机粉碎至平均粒径为8mm的粒料，即得到本实施例注射成型压敏电阻用的粒料。

[0155] 检测：

[0156] 检测方法与实施例1相同，检测结果见表1。

[0157] 表1.压敏电阻检测表

[0158]

[0159] 由实施例1-5检测结果可知，用本发明注射成型压敏电阻用的粒料所生产的产品力学性能比传统的干压成型方法生产出的产品要好，其产品密度也要大于传统的干压成型方法生产出的产品密度，而且生产效率极大提高。

[0160] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。