全文摘要
本实用新型涉及热敏电阻技术领域，公开了一种高分子正温度系数热敏电阻元件的恒温结晶装置及设备。所述恒温结晶装置包括腔体、加热单元、温度传感器和控制器，所述控制器用于根据所述温度传感器检测的实时温度控制所述加热单元进行加热以使所述高分子正温度系数热敏电阻元件在预设时间内保持预设恒温温度范围进行恒温结晶。本实用新型的恒温结晶装置通过恒温结晶，使聚合物中可发生结晶的部分可充分结晶，聚合物材料和导电材料形成稳定的网状结构，解决了现有阻值一致性较差和内阻分散的问题，提升了耐电压性能。
主设计要求
1.一种高分子正温度系数热敏电阻元件的恒温结晶装置，其特征在于，包括腔体、加热单元、温度传感器和控制器，所述腔体用于密封收容高温焊接后的高分子正温度系数热敏电阻元件，所述加热单元用于对所述腔体内的高分子正温度系数热敏电阻元件进行加热，所述温度传感器用于检测所述高分子正温度系数热敏电阻元件的实时温度，所述控制器用于根据所述温度传感器检测的实时温度控制所述加热单元进行加热以使所述高分子正温度系数热敏电阻元件在预设时间内保持预设恒温温度范围。
设计方案
1.一种高分子正温度系数热敏电阻元件的恒温结晶装置，其特征在于，包括腔体、加热单元、温度传感器和控制器，所述腔体用于密封收容高温焊接后的高分子正温度系数热敏电阻元件，所述加热单元用于对所述腔体内的高分子正温度系数热敏电阻元件进行加热，所述温度传感器用于检测所述高分子正温度系数热敏电阻元件的实时温度，所述控制器用于根据所述温度传感器检测的实时温度控制所述加热单元进行加热以使所述高分子正温度系数热敏电阻元件在预设时间内保持预设恒温温度范围。
2.根据权利要求1所述的高分子正温度系数热敏电阻元件的恒温结晶装置，其特征在于，所述预设恒温温度范围为聚合物最大结晶温度±5℃。
3.根据权利要求1所述的高分子正温度系数热敏电阻元件的恒温结晶装置，其特征在于，所述预设时间为5至10分钟。
4.根据权利要求1或2所述的高分子正温度系数热敏电阻元件的恒温结晶装置，其特征在于，还包括传送单元，用于将高温焊接后的高分子正温度系数热敏电阻元件传送到所述腔体内、以及将恒温结晶后的高分子正温度系数热敏电阻元件传送到所述腔体外。
5.根据权利要求1或2所述的高分子正温度系数热敏电阻元件的恒温结晶装置，其特征在于，还包括用于对所述腔体进行通风的通风单元。
6.根据权利要求1或2所述的高分子正温度系数热敏电阻元件的恒温结晶装置，其特征在于，还包括用于对恒温结晶后的高分子正温度系数热敏电阻元件进行冷却的制冷单元。
7.根据权利要求1或2所述的高分子正温度系数热敏电阻元件的恒温结晶装置，其特征在于，还包括用于当恒温结晶达到预设时间时发出警报的警报单元。
8.一种高分子正温度系数热敏电阻元件的制造设备，其特征在于，包括密炼塑化装置、造粒装置、挤出覆膜装置、辐照交联装置、切割装置、高温焊接装置和如权利要求1至7任一项所述的恒温结晶装置，所述密炼塑化装置用于对聚合物和导电材料进行密炼塑化，所述造粒装置用于对所述密炼塑化装置密炼塑化后的聚合物和导电材料进行造粒以形成颗粒复合材料，所述挤出覆膜装置用于将所述造粒装置形成的粒复合材料进行挤出覆膜并压延贴覆铜箔电极以形成高分子正温度系数热敏电阻芯材，所述辐照交联装置用于对所述挤出覆膜装置形成的高分子正温度系数热敏电阻芯材进行辐照交联，所述切割装置用于将所述辐照交联装置辐照交联后的芯材切割成高分子正温度系数热敏电阻芯片，所述高温焊接装置用于将高分子正温度系数热敏电阻芯片和极片进行高温焊接，所述恒温结晶装置用于对所述高温焊接装置高温焊接后的高分子正温度系数热敏电阻元件以预设恒温温度范围和预设时间进行恒温结晶。
9.根据权利要求8所述的高分子正温度系数热敏电阻元件的制造设备，其特征在于，所述预设恒温温度范围为聚合物最大结晶温度±5℃。
10.根据权利要求8所述的高分子正温度系数热敏电阻元件的制造设备，其特征在于，所述预设时间为5至10分钟。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及热敏电阻技术领域，尤其涉及一种高分子正温度系数热敏电阻元件的恒温结晶装置及设备。
背景技术
高分子正温度系数热敏电阻器件(Polymeric Positive TemperatureCoefficient，PPTC)由半结晶聚合物和导电物质组成的复合材料制成。在正常温度下，聚合物将导电物束缚在结晶状的结构中而形成低阻抗紧密排列的导电链，当强电流通过或外界环境温度升高时会导致元件温度高于聚合物的动作温度，聚合物融化膨胀致使导电物形成无规律排列，元件阻抗迅速提高而保护电路。
在实际生产过程中，通过高温回流焊将两个电极片焊接到高分子正温度系数热敏电阻芯片上，焊接过程中温度较高，高分子正温度系数导电材料，在焊接后冷却过程中，炭黑发生团聚现象，造成产品焊后内阻大于焊接之前内阻，而提高结晶速度，减少导电材料团聚，能达到焊后内阻相对较少，焊后产品电性能较好的效果。为了达到该效果，通常对其焊后经行热处理退火处理，加速聚合物材料结晶以恢复焊接前的导电链，降低聚合物的内阻而接近初始值，但在热处理退火过程中聚合物中导电材料可能发生聚集，进而导致阻值一致性较差、内阻较分散和合格率不高、同时产品耐电压性能差问题。现有通过过冷-热循环降低内阻的方式耗时费力但效果不明显。
实用新型内容
鉴于此，本实用新型提供一种高分子正温度系数热敏电阻元件的恒温结晶装置及设备，取代成本高、效率低下的热处理及冷-热循环工艺，低成本、高效的解决现有设备制造的高分子正温度系数热敏电阻元件阻值一致性差、内阻分散和耐电压性能差的技术问题。
根据本实用新型的一个实施例，提供一种高分子正温度系数热敏电阻元件的恒温结晶装置，包括腔体、加热单元、温度传感器和控制器，所述腔体用于密封收容高温焊接后的高分子正温度系数热敏电阻元件，所述加热单元用于对所述腔体内的高分子正温度系数热敏电阻元件进行加热，所述温度传感器用于检测所述高分子正温度系数热敏电阻元件的实时温度，所述控制器用于根据所述温度传感器检测的实时温度控制所述加热单元进行加热以使所述高分子正温度系数热敏电阻元件在预设时间内保持预设恒温温度范围。
优选的，所述预设恒温温度范围为聚合物最大结晶温度±5℃。
优选的，所述预设时间为5至10分钟。
优选的，所述的高分子正温度系数热敏电阻元件的恒温结晶装置还包括传送单元，用于将高温焊接后的高分子正温度系数热敏电阻元件传送到所述腔体内、以及将恒温结晶后的高分子正温度系数热敏电阻元件传送到所述腔体外。
优选的，所述的高分子正温度系数热敏电阻元件的恒温结晶装置还包括用于对所述腔体进行通风的通风单元。
优选的，所述的高分子正温度系数热敏电阻元件的恒温结晶装置还包括用于对恒温结晶后的高分子正温度系数热敏电阻元件进行冷却的制冷单元。
优选的，所述的高分子正温度系数热敏电阻元件的恒温结晶装置还包括用于当恒温结晶达到预设时间时发出警报的警报单元。
根据本发明另一个实施例，提供一种高分子正温度系数热敏电阻元件的制造设备，包括密炼塑化装置、造粒装置、挤出覆膜装置、辐照交联装置、切割装置、高温焊接装置和上述的恒温结晶装置，所述密炼塑化装置用于对聚合物和导电材料进行密炼塑化，所述造粒装置用于对所述密炼塑化装置密炼塑化后的聚合物和导电材料进行造粒以形成颗粒复合材料，所述挤出覆膜装置用于将所述造粒装置形成的粒复合材料进行挤出覆膜并压延贴覆铜箔电极以形成高分子正温度系数热敏电阻芯材，所述辐照交联装置用于对所述挤出覆膜装置形成的高分子正温度系数热敏电阻芯材进行辐照交联，所述切割装置用于将所述辐照交联装置辐照交联后的芯材切割成高分子正温度系数热敏电阻芯片，所述高温焊接装置用于将高分子正温度系数热敏电阻芯片和极片进行高温焊接，所述恒温结晶装置用于对所述高温焊接装置高温焊接后的高分子正温度系数热敏电阻元件以预设恒温温度范围和预设时间进行恒温结晶。
优选的，所述预设恒温温度范围为聚合物最大结晶温度±5度。
优选的，所述预设时间为5至10分钟。
本实用新型提供的高分子正温度系数热敏电阻元件的恒温结晶装置及设备，包括腔体、加热单元、温度传感器和控制器，所述腔体用于密封收容高温焊接后的高分子正温度系数热敏电阻元件，所述加热单元用于对所述腔体内的高分子正温度系数热敏电阻元件进行加热，所述温度传感器用于检测所述高分子正温度系数热敏电阻元件的实时温度，所述控制器用于根据所述温度传感器检测的实时温度控制所述加热单元进行加热以使所述高分子正温度系数热敏电阻元件在预设时间内保持预设恒温温度范围。所述恒温结晶装置通过以聚合物最大结晶温度范围保持预设时间的恒温结晶，使聚合物中可发生结晶的部分可充分结晶，聚合物材料和导电材料形成稳定的网状结构，解决了现有高分子正温度系数热敏电阻元件阻值一致性较差和内阻分散的问题，同时提升了耐电压性能。通过辐照交联装置和真空压合装置的辐照交联和真空压合，使颗粒复合材料的聚合物材料内部形成网状结构，避免部分陶瓷粉末材料堆叠现象，避免陶瓷粉末材料和聚合物材料的表面发生排斥，提升了高分子正温度系数热敏电阻元件的室温低电阻性能和电阻再现性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一个实施例中高分子正温度系数热敏电阻元件的恒温结晶装置的结构示意图。
图2为本实用新型另一个实施例中高分子正温度系数热敏电阻元件的制造设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步更详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
图1为本实用新型一个实施例中高分子正温度系数热敏电阻元件的恒温结晶装置的结构示意图。如图所示，所述恒温结晶装置70包括腔体1、加热单元2、温度传感器3和控制器4，所述加热单元2和温度传感器3设置在所述腔体1内。
在本实施例中，所述腔体1呈圆形或长方形可密封腔体，其外侧设置有隔热保温材料以提升恒温保温效果。所述腔体1侧面设置有进料口61和出料口62，可通过手动将高分子正温度系数热敏电阻元件5从进料口61放置在所述腔体1内，并从所述出料口62取出。
在本实施例中，在所述进料口61和出料口62之间水平设置贯穿所述腔体1的传送单元7。所述传送单元7可选用传送带，将高分子正温度系数热敏电阻元件5从进料口61传送到所述腔体1内，并在恒温结晶完成后将高分子正温度系数热敏电阻元件5从出料口62传送到所述腔体1外，提升了恒温结晶处理的操作便捷性和工作效率。
所述加热单元2为加热片，设置在所述腔体1内部底部或侧壁上，可生成热量对放置在所述腔体1内的高分子正温度系数热敏电阻元件5进行加热。所述温度传感器3设置在所述腔体1侧面或顶部，可检测高分子正温度系数热敏电阻元件5的实时温度并传输给所述控制器4，通过所述温度传感器3可实时监控所述腔体1内的高分子正温度系数热敏电阻元件5的实时温度情况。
所述控制器4设置在所述腔体1外壁上，是所述恒温结晶装置40的核心控制部件，其内置数据处理电路和控制电路，所述控制器4可预先配置聚合物最大结晶温度和恒温结晶的预设时间，为后续恒温结晶做准备工作。
当高分子正温度系数热敏电阻元件5在高温焊接后，立即放置密封在所述腔体1内，所述控制器4开启加热模式，控制所述加热单元2对高分子正温度系数热敏电阻元件5进行加热，并从所述温度传感器3获取高分子正温度系数热敏电阻元件5的实时温度，当所述温度传感器3检测到高分子正温度系数热敏电阻元件5的实时温度达到预设聚合物最大结晶温度时，所述控制器4开启保温模式，控制所述加热单元2在预设时间内低功率或间歇性加热，以使所述高分子正温度系数热敏电阻元件5的温度保持在预设聚合物最大结晶温度进行恒温结晶。
本实施例通过所述恒温结晶装置70进行恒温结晶，使聚合物中可发生结晶的部分可充分结晶，聚合物材料和导电材料形成稳定的网状结构，解决了高分子正温度系数热敏电阻元件阻值一致性差和内阻分散的问题，同时提升了耐电压性能。在恒温结晶之后，还可通过冷却设备对恒温结晶后的高分子正温度系数热敏电阻元件5进行冷却，以提升高分子正温度系数热敏电阻元件的制造效率。
在一些实施例中，所述恒温结晶装置70在所述腔体1上还设置有与所述控制器4电气连接的通风单元81和制冷单元82。所述通风单元81可产生风力，对所述腔体1进行通风，在恒温结晶完成后加快高分子正温度系数热敏电阻元件5的冷却速度，提升了高分子正温度系数热敏电阻元件的制造效率。所述制冷单元82可制造冷气，可使恒温结晶后的高分子正温度系数热敏电阻元件5快速冷却至室温，进一步提升了高分子正温度系数热敏电阻元件的制造效率。
在另一些实施例中，所述恒温结晶装置70在所述腔体1外壁上还设置有与所述控制器4电气连接的警报单元9，所述警报单元9可配置为蜂鸣器或扬声器，当恒温结晶达到预设时间时，所述控制器4控制所述警报单元9发出警报，提醒操作人员恒温结晶完成以进行后续工作，提升了恒温结晶装置的使用便捷性和高分子正温度系数热敏电阻元件的制造效率。
参见图2，在上述实施例的基础上，本发明又一个实施例还提供一种高分子正温度系数热敏电阻元件的制造设备100，其包括密炼塑化装置10、造粒装置20、挤出覆膜装置30、辐照交联装置40、切割装置50、高温焊接装置60和恒温结晶装置70。
在本实施例中，所述密炼塑化装置10可选用密炼机，用于对聚合物和导电材料进行密炼塑化。所述造粒装置20可选用挤出造粒机，用于对所述密炼塑化装置10密炼塑化后的聚合物和导电材料进行造粒以形成颗粒复合材料。在本实施例中，所述密炼塑化装置10将50wt％的高密度聚乙烯、45wt％的炭黑、4.5wt％MgO与0.5wt％抗氧剂混合物预热混合后，加入到密炼机中进行密炼塑化15分钟，然后将上述塑化后的混合物加入到所述造粒装置20中进行造粒，制成直径为2mm长度为3-5mm的圆柱状颗粒。
所述挤出覆膜装置30可选用挤出覆膜一体化设备，将所述造粒装置20形成的粒复合材料进行挤出覆膜并压延贴覆铜箔电极以形成高分子正温度系数热敏电阻芯材。在造粒形成圆柱状颗粒后，将圆柱状小颗粒产品加入到所述挤出覆膜装置30挤出覆膜一体化设备，经过压延并将上下两个表面贴覆镀镍铜箔电极，以形成高分子正温度系数热敏电阻芯材。
所述辐照交联装置40用于对所述挤出覆膜装置30形成的高分子正温度系数热敏电阻芯材进行辐照交联。在本实施例中，用伽马射线对芯材经行交联，辐照剂量为200KGy，然后将辐照好的芯材冲切成5*7mm的长方形方块，以形成高分子正温度系数热敏电阻芯片。通过辐照交联使所述颗粒复合材料的聚合物材料内部无定形区结构发生交联而形成网状结构，固定所述陶瓷粉材料的内部结构，避免部分陶瓷粉末材料堆叠现象，提升了高分子正温度系数热敏电阻元件的室温低电阻性能和电阻再现性。
所述切割装置50用于将所述辐照交联装置40辐照交联后的芯材切割成高分子正温度系数热敏电阻芯片。
所述高温焊接装置60可选用回流焊，用于将高分子正温度系数热敏电阻芯片和极片进行高温焊接，将高分子正温度系数热敏电阻芯片和刷好锡膏的极片按层状结构放入高温焊接治具比如回流焊或三合一设备经过高温焊接后取出。
所述恒温结晶装置70为上述实施例中的设备，用于对所述高温焊接装置60高温焊接后的高分子正温度系数热敏电阻元件以聚合物最大结晶温度范围和预设时间进行恒温结晶。在高温焊接形成高分子正温度系数热敏电阻元件后，进一步通过恒温结晶装置70对高分子正温度系数热敏电阻元件以聚合物最大结晶温度范围和预设时间进行恒温结晶。所述聚合物最大结晶温度范围为聚合物最大结晶温度±5℃，所述预设时间为5至10分钟。
通过以聚合物最大结晶温度范围保持预设时间的恒温结晶，使聚合物中可发生结晶的部分可充分结晶，聚合物材料和导电材料形成稳定的网状结构，解决了现有高分子正温度系数热敏电阻元件的阻值一致性较差和内阻分散的问题，同时提升了耐电压性能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920060701.2
申请日:2019-01-15
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:94(深圳)
授权编号:CN209418229U
授权时间:20190920
主分类号:H01C 17/00
专利分类号:H01C17/00
范畴分类:38B;
申请人:深圳市金瑞电子材料有限公司
第一申请人:深圳市金瑞电子材料有限公司
申请人地址:518000 广东省深圳市龙华区观湖街道鹭湖社区五和大道310号金科工业园A座601
发明人:曾庆煜
第一发明人:曾庆煜
当前权利人:深圳市金瑞电子材料有限公司
代理人:余薇
代理机构:44319
代理机构编号:深圳市华优知识产权代理事务所（普通合伙）
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计