[发明专利]一种高分子复合压敏材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于压敏材料技术领域，尤其涉及一种高分子复合压敏材料及其制备方法。

背景技术

压敏陶瓷是指电阻值与外加电压成显著非线性关系的半导体陶瓷，由此制成的压敏电阻的阻值可以随着外场电压的升降，在线形高阻状态和近似导通的低阻状态之间往复转换，是一种典型“智能型”电子元件。压敏电阻通常与被保护电路或电子元件并联，当电路中有过载出现时，压敏电阻可以自动将过载旁路，从而使电路或元件免遭顺坏。

氧化锌压敏电阻是一种以ZnO为主体，添加多种金属氧化物(Bi₂O₃、MnO₂、Co₂O₃、Cr₂O₃、Sb₂O₃等)，用陶瓷工艺烧结而成的多晶陶瓷材料。烧成后的氧化锌非线性电阻片以ZnO晶粒为主晶相，尺寸在几、几十微米，属于N型半导体；ZnO晶粒周围是很薄的晶界层，厚度约几十纳米，晶界层含有丰富的表面态，冷却过程中晶界层和晶粒之间形成双肖特基势垒，因此每个晶界层就是一个微小的非线性电阻元件，其I-V特性类似于双向齐纳管，在正常工作电压下电阻值很高，接近兆欧级，随着电压地加大，阻值集聚下降，在浪涌电压冲击时，阻值只有几欧姆，甚至是零点几欧姆，阻值随电压的变化具有显著的非线性特征。

ZnO压敏陶瓷由于具有高非线性、高浪涌吸收能力、响应迅捷、低成本、制作工艺简便等特点，目前已经成为应用范围最广的压敏电阻材料。ZnO压敏电阻最初被广泛应用在各种高压电路中，防止瞬间过载(如雷电)对电路的损害，随着电子信息技术的高速发展，在低压电子防静电领域，可靠性高、小型化的叠片式ZnO压敏电阻得到广泛的应用。但随着电子信号的传输频率越来越高，叠片式压敏电阻的大电容以及微安级的漏电流已经不能满足需求。

高分子压敏材料是在聚合物中嵌入导体、半导体及绝缘离子构成，其电阻随两端电压呈非线性变化：当施加在其两端的电压小于某个特定电压值时，高分子压敏材料呈现为绝缘体，电阻很大，不影响电路的正常工作；当施加在其两端的电压大于某个特定电压值时，高分子压敏材料转变为导体，电阻很小，可以短时间大电流放电，因此可与被保护电路并联使用。同时，高分子压敏材料具有自恢复性，即电压放电之后又恢复到常态，不必更换，可以有效阻止电子产品因收到静电冲击而遭到破坏。但其耐电冲击能力及漏电流仍需提高。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种高分子复合压敏材料及其制备方法，该高分子复合压敏材料具有较强的耐静电冲击能力。

本发明提供了一种高分子复合压敏材料，包括：

所述有机载体包括：酮类溶剂45～60重量份与氟硅橡胶20～40重量份；

所述金属材料包括金属粉体与金属粉体表面的氧化层。

优选的，所述金属粉体选自铁、镍、铜与铝中的一种或多种。

优选的，所述分散剂为氧化铝和/或氧化硅。

优选的，所述球形氧化锌的粒径小于或等于1μm。

优选的，所述酮类溶剂为异氟尔酮和/或二庚酮。

优选的，所述有机载体还包括1～5重量份的十二醇酯。

优选的，所述有机载体还包括1～5重量份的流平剂。

优选的，所述有机载体还包括1～5重量份的表面活性剂。

本发明还提供了一种高分子复合压敏材料的制备方法，包括以下步骤：

A)将20～35wt％的金属材料、10～25wt％的球形氧化锌、5～10wt％的硫酸钡、1～5wt％的玻璃微珠与1～5wt％的分散剂混合，罐磨30～60h，得到预混材料；

B)将所述预混材料与30～40wt％的有机载体混合研磨，得到高分子复合压敏材料；

所述有机载体包括：酮类溶剂45～60重量份与氟硅橡胶20～40重量份；

所述金属材料包括金属粉体与金属粉体表面的氧化层。

优选的，所述金属材料按照以下步骤进行制备：

在惰性气体保护的条件下，将醇类溶剂、稀盐酸、去离子水与金属粉体加热搅拌，然后过滤，烘干后，进行烧结，得到金属材料。