[发明专利]一种碳掺杂NTC热敏电阻材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种碳掺杂NTC热敏电阻材料的制备方法，本发明所得产品制备的NTC热敏电阻元件的性能稳定高、可靠性高，所述热敏电阻具有特殊工艺制备的碳材料作为导电填料，在增强热敏电阻的导电性能的同时，还与高分子聚合物、非导电填料之间存在着较强的相互作用，充分发挥了碳材料的导热性能和机械性能，提升了热敏电阻的使用寿命。

技术领域

本发明涉及电阻材料制造领域，具体涉及一种碳掺杂NTC热敏电阻材料的制备方法。

背景技术

热敏电阻器是一类对温度敏感、在不同的温度下表现出不同的电阻值的敏感元件，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。

其中负温度系数热敏电阻器(NTC)是一类电阻值随温度增大而减小的半导体材料，具有测温、控温、温度补偿、抑制浪涌等作用。常温NTC热敏电阻器中，主要采用过渡金属锰、镍、钴、铁、铜的氧化物制成的尖晶石结构NTC热敏电阻元件，它们得到了广泛的研究与应用。

在采用过渡金属锰、镍、钴、铁、铜的氧化物制成的尖晶石结构NTC热敏电阻材料中，因为这些过渡金属氧化物的挥发温度较低，这类NTC热敏电阻元件的制备烧结过程中容易产生原材料成分的挥发，使得产品的最终成分、产品的一致性和生产不同批次之间的重复性难于控制。

发明内容

本发明提供一种碳掺杂NTC热敏电阻材料的制备方法，本发明所得产品制备的NTC热敏电阻元件的性能稳定高、可靠性高，所述热敏电阻具有特殊工艺制备的碳材料作为导电填料，在增强热敏电阻的导电性能的同时，还与高分子聚合物、非导电填料之间存在着较强的相互作用，充分发挥了碳材料的导热性能和机械性能，提升了热敏电阻的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提供了一种碳掺杂NTC热敏电阻材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

（1）制备镍基电阻材料

按分子式Ni1-xZnxO1-yCly进行配料，其中x＝0.01-0.03、y＝0.005-0.01，初始原材料选自碱式碳酸镍、氯化铵和醋酸锌；

将初始原料按Ni1-xZnxO1-yCly配料，称取碱式碳酸镍、氯化铵和醋酸锌；

将上称取的原材料分别溶解，碱式碳酸镍溶于稀硝酸，然后滴加氨水调节pH值至8-9；氯化铵和醋酸锌分别溶于去离子水；

将的溶解后的三种溶液混合在一起，并利用磁力搅拌加热器搅拌混合均匀、加热干燥；

将上一步骤制得的粉末进行煅烧，温度为880-950℃，保温4-5小时，得到镍基电阻材料；

（2）制备复合碳材料导电填料

石墨预处理，在纳米石墨粉中掺入氟化钠，并加入金属催化剂，混匀，在惰性气体保护下在600-650℃加热，加热时间控制在10-15min，将氟化钠固定在纳米石墨粉表面上；

纳米碳纤维预处理，将纳米碳纤维用浓硫酸与高锰酸钾进行混合酸氧化，经超声剧烈搅拌之后，得到羧基化的纳米碳纤维，加入表面处理剂，在150-200℃加热处理10-15min，在氮气和氦气的混合气体保护下在400-450℃加热30-45min，得到预处理的纳米碳纤维材料；

将预处理的石墨和预处理的纳米碳纤维置于容器内，用150-250份异丙醇溶解，用强力混合器共混，然后再用超声波分散仪进行超声分散，超声频率为25-30kHz，时间为1-2h，形成均质的纳米碳导电纤维材料溶液；