本發(fā)明涉及一種線繞熔斷電阻器，特別是涉及一種使線繞熔斷電阻器在低倍額定電流I₀(即1.14I₀)下就能快速熔斷的熔斷劑的制備及其涂覆方法。

背景技術(shù)：

在當(dāng)今信息技術(shù)時(shí)代，手機(jī)、ipad、筆記本電腦、路由器等終端電子設(shè)備是信息技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，對人們的生活產(chǎn)生了極大的影響，成為人們生活、工作中必不可少的工具。現(xiàn)代電子科技產(chǎn)品性能越來越先進(jìn)，與其同時(shí)消費(fèi)者對其性能安全要求也越來越高，因?yàn)樗P(guān)乎人們的財(cái)產(chǎn)、生命安全。最近發(fā)生的某種品牌的智能手機(jī)召回事件以及隨后的生產(chǎn)線停產(chǎn)正說明了這一點(diǎn)。安全性決定了一種電子產(chǎn)品及其品牌的命運(yùn)，如果安全性無法得到保障，那么這種產(chǎn)品必然被人們所拋棄。對于上述電子產(chǎn)品，均有相應(yīng)的充電器與之相配套，同樣，充電器的安全性在這些電子產(chǎn)品使用過程中也受到人們的極大關(guān)注，生產(chǎn)廠家更是采取各種措施來提高充電器的使用安全性，避免火災(zāi)的發(fā)生。充電器的工作特點(diǎn)是大電流，其工作電流通常不低于500mA，這容易造成電阻元件發(fā)熱，燒壞塑料外殼，進(jìn)而引起火災(zāi)。因此，充電器的工作電路在設(shè)計(jì)時(shí)，通常用熔斷電阻器來保障充電器的安全性，避免由于某種因素引起充電器的工作電流超過額定值時(shí)充電器仍長時(shí)間工作而引起過發(fā)熱以及熱量積累造成火災(zāi)。顯然，熔斷電阻器在這里起著決定性作用，充電器的安全性是由熔斷電阻器的性能來保障。

目前，充電器用的熔斷電阻器主要是線繞型，它是以熔斷絲為核心部件的過電流保護(hù)器件。熔斷絲是一種鎳鐵或鎳鉻合金絲，其中鎳鐵或鎳鉻含量為95％，微量元素為5％。當(dāng)線繞熔斷電阻器工作電流較大超過額定值時(shí)，熔斷絲會迅速發(fā)熱，使熔斷電阻器溫度快速升溫到450～650℃。如果熔斷絲不能在3min內(nèi)熔斷，則充電器的塑料外殼因長時(shí)間的高溫炙烤會發(fā)生熔化，此時(shí)易發(fā)生火災(zāi)。而鎳鐵或鎳鉻合金絲熔點(diǎn)在1000℃以上，顯然在熔斷電阻器溫度為450～650℃時(shí)，不足以使這種合金絲熔斷。因此需要一種熔斷劑涂覆在線繞熔斷電阻器表面，當(dāng)其工作溫度過高時(shí)，能使高熔點(diǎn)熔斷絲快速熔斷。目前充電器中用的12Ω線繞熔斷電阻器按設(shè)計(jì)的熔斷測試電路實(shí)驗(yàn)，要求1.25I₀下120s內(nèi)熔斷，即能保證充電器外殼不發(fā)生熔化，實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)作用。但隨著充電器在先進(jìn)電子設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，對所用的線繞熔斷電阻器提出了更高性能要求，要求其能在小電流下，如1.14I₀、90s內(nèi)能熔斷，以提供絕對可靠的安全性。另一方面，線繞熔斷電阻器的熔斷絲材料組成和規(guī)格并沒有發(fā)生變化，這就對熔斷劑提出了更高性能要求。目前，商業(yè)化的熔斷劑產(chǎn)品種類不太多，能滿足上述技術(shù)指標(biāo)要求的熔斷劑很難買到，而且有關(guān)熔斷劑組成的報(bào)道很少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，是克服現(xiàn)有技術(shù)的線繞熔斷電阻器所用熔斷劑不能滿足高熔點(diǎn)熔斷絲快速熔斷的缺陷，提供一種能在小電流下，1.14I₀、90s內(nèi)能快速熔斷的線繞熔斷電阻器用的熔斷劑。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種線繞熔斷電阻器用熔斷劑，原料組分及其質(zhì)量百分比為：

酚醛樹脂25～40％，乙二醇甲醚5～15％，錫粉35～60％，鎂粉2～10％，硫粉3～10％，磷酸三丁酯2～10％。

上述線繞熔斷電阻器用熔斷劑的制備方法，具有如下步驟：

(1)按熔斷劑原料組分：酚醛樹脂25～40％，乙二醇甲醚5～15％，錫粉35～60％，鎂粉2～10％，硫粉3～10％，磷酸三丁酯2～10％，分別稱量，備用；

(2)硫粉預(yù)處理

①將步驟(1)的硫粉，再按照硫粉12.5％、無水乙醇10％、氨水20％、去離子水15％、正硅酸乙酯42.5％的配比分別稱量，備用；

②將步驟①稱量好的硫粉、無水乙醇、氨水和去離子水置于三口瓶中，機(jī)械攪拌混合，加熱至60℃；

③在步驟②的基礎(chǔ)上，再加入預(yù)熱至60℃的步驟①的正硅酸乙酯進(jìn)行反應(yīng)，待混合溶液變?yōu)槿榘咨珣覞嵋汉?，在攪拌條件下于60℃保溫1～2h，自然冷卻；

④將步驟③冷卻后的乳白色懸濁液采用靜置法用無水乙醇清洗4次，再靜置5h，除去沉積物上方的乙醇，攪拌后得到硫粉懸濁液；

(3)將步驟(1)的酚醛樹脂、乙二醇甲醚和磷酸三丁酯混合均勻，再加入300目錫粉和1000目鎂粉，并將上述混合物用球磨機(jī)處理1h，然后再加入步驟(2)④預(yù)處理后的硫粉懸濁液，機(jī)械攪拌1～3h，使其均勻混合，同時(shí)使硫粉懸濁液中多余的乙醇揮發(fā)，即制得熔斷劑。

所述步驟(3)的錫粉細(xì)度為300目，鎂粉細(xì)度為1000目。

線繞熔斷電阻器用熔斷劑的涂覆方法，具有如下步驟：

(1)在均勻纏繞在陶瓷電阻體上的電阻絲的中間位置2～6個(gè)線寬處，涂覆熔斷劑，熔斷劑固化成膜后的厚度為300μm；

(2)將步驟(1)涂覆熔斷劑的陶瓷電阻體于120℃烘干，烘干時(shí)間為60～120s；

(3)在步驟(2)的基礎(chǔ)上，對陶瓷電阻體上的電阻絲表面涂覆隔熱層和絕緣面漆層，烘干后制得線繞熔斷電阻器。

所述步驟(1)的均勻纏繞在陶瓷電阻體上的電阻絲為鎳鐵絲或者鎳鉻絲，電阻絲的線間距為0.25mm，電阻絲的線徑為0.7mm。

所述步驟(1)的熔斷劑的涂覆寬度根據(jù)熔斷時(shí)間的要求進(jìn)行調(diào)整，在涂覆寬度為2～6個(gè)線寬范圍內(nèi)，熔斷時(shí)間為75～90s，涂覆寬度越窄則熔斷時(shí)間越短。

所述步驟(3)的線繞熔斷電阻器為12Ω線繞熔斷電阻器。

本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明可使線繞熔斷電阻器(鎳鐵絲或鎳鉻絲)在小電流下，在1.14I₀、90s快速熔斷，熔斷效果好。熔斷劑只須在電阻體中間涂覆2～6個(gè)線寬，無須全面涂覆，節(jié)約了原材料，降低了生產(chǎn)成本；220AC V直接沖擊實(shí)驗(yàn)和雷擊實(shí)驗(yàn)，熔斷電阻器均無爆音且能熔斷，均能滿足技術(shù)指標(biāo)要求，綜合性能優(yōu)良。

附圖說明

圖1是線繞熔斷電阻器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)的線繞熔斷電阻器的熔斷劑涂覆示意圖：

圖3是本發(fā)明的線繞熔斷電阻器的熔斷劑涂覆示意圖。

本發(fā)明附圖標(biāo)記如下：

1———電阻絲 2———電阻帽

3———熔斷劑涂層

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

具體實(shí)施例采用12Ω線繞熔斷電阻器，由天津世美特電子有限公司生產(chǎn)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，電阻絲1均勻纏繞在陶瓷電阻體上，電阻絲為鎳鐵絲或者鎳鉻絲，電阻絲的線徑為0.7mm，線間距約為0.25mm。陶瓷電阻體的兩端分別設(shè)置有電阻帽2。

實(shí)施例中無論使用鎳鐵絲或者鎳鉻絲的熔斷電阻器，其效果基本一致。

實(shí)施例1

熔斷劑的原料組分及其質(zhì)量百分比為：

酚醛樹脂33.1％，乙二醇甲醚12.0％，錫粉(300目)44.5％，鎂粉(1000目)3.2％，硫粉4.2％，磷酸三丁酯3％。

熔斷劑的制備方法如下：

(1)按熔斷劑原料組分酚醛樹脂33.1％，乙二醇甲醚12.0％，錫粉(300目)44.5％，鎂粉(1000目)3.2％，硫粉4.2％，磷酸三丁酯3％，分別稱量，備用；

(2)硫粉預(yù)處理

①將步驟(1)的硫粉，再按照硫粉12.5％、無水乙醇10％、氨水20％、去離子水15％、正硅酸乙酯42.5％的配比分別稱量，備用；

②將步驟①稱量好的硫粉、無水乙醇、氨水和去離子水置于三口瓶中，機(jī)械攪拌混合，加熱至60℃；

③在步驟②的基礎(chǔ)上，再加入預(yù)熱至60℃的步驟①的正硅酸乙酯進(jìn)行反應(yīng)，待混合溶液變?yōu)槿榘咨珣覞嵋汉?，在攪拌條件下保溫1～2h，自然冷卻；

④將步驟③冷卻后的乳白色懸濁液采用靜置法用無水乙醇清洗4次，再靜置5h，除去沉積物上方的乙醇，攪拌后得到硫粉懸濁液；

(3)將步驟(1)的酚醛樹脂、乙二醇甲醚和磷酸三丁酯混合均勻，再加入300目錫粉和1000目鎂粉，并將上述混合物用球磨機(jī)處理1h，然后再加入步驟(2)④預(yù)處理后的硫粉懸濁液，機(jī)械攪拌1～3h，使其均勻混合，同時(shí)使硫粉懸濁液中多余的乙醇揮發(fā)，即制得熔斷劑。

硫粉預(yù)處理步驟很關(guān)鍵，如處理不當(dāng)，硫粉顆粒不能完全被SiO₂膜包覆，在后續(xù)的涂覆工藝中，少量的升華硫可能會造成電阻器引線的局部腐蝕。

熔斷劑的涂覆方法，具有如下步驟：

(1)在均勻纏繞在陶瓷電阻體上的電阻絲的中間位置2～6個(gè)線寬處，涂覆熔斷劑，固化成膜后厚度為300μm；現(xiàn)有技術(shù)在涂覆電阻器時(shí)，是將熔斷劑涂層3在電阻絲的表面全面涂覆，如圖2所示。而本發(fā)明的涂覆方法，是將熔斷劑涂層3只須在電阻絲的中間位置部分涂覆(2～6個(gè)線寬)，如圖3所示。

在涂覆寬度為2～6個(gè)線寬范圍內(nèi)，熔斷時(shí)間為75～90s，且涂覆寬度越窄則熔斷時(shí)間越短。

可根據(jù)熔斷時(shí)間的要求來調(diào)整涂覆寬度。對于鎳鐵絲或者鎳鉻絲兩種電阻器，通常涂覆2～3個(gè)線寬，熔斷劑就能使其在75s內(nèi)熔斷；當(dāng)涂覆寬度增加到4～6個(gè)線寬，均能使其在90s內(nèi)熔斷；如果涂覆寬度超過6個(gè)線寬，電阻器上的中間電阻絲均能在45s內(nèi)開始熔化(電阻體中間瞬間變紅)，并透過隔熱層和絕緣面漆層上出現(xiàn)的裂紋或熔孔發(fā)出耀眼的強(qiáng)光，表現(xiàn)為熔斷延時(shí)，這種情況下，電阻器完全斷路的時(shí)間可能會超過90s。因此，本發(fā)明中的熔斷劑，在涂覆電阻器時(shí)，涂覆寬度不宜超過6個(gè)線寬。

(2)將步驟(1)涂覆熔斷劑的陶瓷電阻體于120℃烘干，烘干時(shí)間為60～120s；

(3)在步驟(2)的基礎(chǔ)上，對陶瓷電阻體上的電阻絲表面涂覆隔熱層和絕緣面漆層，烘干后制得線繞熔斷電阻器。

實(shí)施例2

熔斷劑的原料組分及其質(zhì)量百分比為：

酚醛樹脂30.3％，乙二醇甲醚10.8％，錫粉(300目)48.8％，鎂粉(1000目)2.4％，硫粉5.6％，磷酸三丁酯2.1％。

本實(shí)施例除熔斷劑的原料配方之外，其它工藝步驟與實(shí)施例1完全相同。

實(shí)施例3

熔斷劑的原料組分及其質(zhì)量百分比為：

酚醛樹脂40％，乙二醇甲醚14％，錫粉(300目)37％，鎂粉(1000目)2％，硫粉3％，磷酸三丁酯4％。

本實(shí)施例除熔斷劑的原料配方之外，其它工藝步驟與實(shí)施例1完全相同。

熔斷劑性能測試方式如下：

熔斷劑的性能是通過線繞熔斷電阻器的性能來體現(xiàn)，測試過程在天津世美特電子有限公司專用測試設(shè)備上進(jìn)行。測試表明，在熔斷電阻器1.14倍額定電流下，所制備的熔斷劑均能使鎳鐵絲或鎳鉻絲熔斷電阻器在90s內(nèi)熔斷。此后，按公司標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了220AC V直接沖擊實(shí)驗(yàn)和雷擊實(shí)驗(yàn)，熔斷電阻器均無爆音且能熔斷，均能滿足技術(shù)指標(biāo)要求。以上測試表明，本發(fā)明的熔斷劑按規(guī)定涂覆工藝生產(chǎn)的熔斷電阻器性能優(yōu)良，能夠滿足高性能充電器對線繞熔斷電阻器的技術(shù)要求。此外，本發(fā)明技術(shù)還可推廣用于其它阻值規(guī)格的熔斷電阻器，如在10Ω線繞熔斷電阻器上，也取得了同樣優(yōu)良的熔斷效果。

本發(fā)明的熔斷劑不僅性能優(yōu)良，而且在制備過程中由于采用了局部涂覆熔斷劑涂層，因此還節(jié)約了原材料，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本，具有較高的實(shí)用價(jià)值。