[发明专利]灭弧浆料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种灭弧浆料及其制备方法和应用。灭弧浆料的原料组成包括：石英砂、水、N,N‑二甲基丙烯酰胺、分散剂和交联剂，其中，石英砂的质量占石英砂和水总质量的76％～85％，N,N‑二甲基丙烯酰胺的质量占石英砂质量的2％～5％，N,N‑二甲基丙烯酰胺与交联剂的质量比为5～12:1，分散剂的质量占石英砂质量的0.1％～0.8％。制备时将配方量的原料混合球磨。本发明灭弧浆料具有灭弧性能好、浆料粘度低并且低温环境中能迅速固化等优点，制备工艺简单、成本低、易操作。

技术领域

本发明涉及灭弧材料，尤其涉及一种低温固化、低粘度的灭弧浆料及其制备方法和应用。

背景技术

电弧产生的成因无外乎是电场力作用下的碰撞游离和高温状态下的热游离。碰撞游离：带电粒子在电场力作用下获得动能而加速，并以大于中性粒子的游离能的动能碰撞到气体的原子或分子(中性粒子)，使中性粒子分解为带电荷的自由电子和正离子，这一现象就是碰撞游离或称电场游离。热游离：在高温时，中性粒子由于高速热运动相互碰撞而产生的游离，叫做热游离，热游离的实质也是碰撞游离，只不过发生碰撞的原因是高温引起的热运动，而不是电场引起的。

表面贴装管状式保险丝(保险丝亦称熔断器)主要由铜帽、套管、熔丝以及灭弧材料组成，其结构非常简单。与厚膜、薄膜保险丝相比，由于瓷管保险丝体积尺寸可以做的很小并且其分断能力高，在电子行业中有着广泛的应用。当电路中电流电压过高时，一旦发生短路，电路中的保险丝，要安全的切开电路，从而保证电路不被烧毁。但是随着电子行业的不断的发展，对瓷管状险丝的性能要求也越来越高，低分断能力的保险丝越来越不能满足电子行业的发展需求。

保险丝的分断实验主要模拟保险丝在短路电路中的情况，熔体分断时产生的电弧可以看作是处于热平衡状态下的等离子体，其中含有大量的电子和离子，具有很高的温度和能量，它的实质是一种气体放电现象。当熔体分断在间隙中产生电弧时，电路仍然是导通的，说明断开位置附近的气体已由绝缘状态变为导电状态。

保险丝分断时会产生拉弧现象，电弧按照前面所述，是一种气体放电现象，具有很高的温度和能量。如果不能抑制保险丝分断时拉弧现象，会造成电路短路时保险丝会不安全断开，主要表现为保险丝发生燃烧，从而更进一步损坏电路。

为了抑制保险丝分断时会拉弧的缺陷，目前研究人员主要是采用合适的粒径的石英砂材料作为抑弧材料。由于受到石英砂的冷却和表面吸附作用，使电弧迅速熄灭。同时，熔丝气化时产生的金属蒸汽渗入石英砂中遇冷而迅速凝结，大大减少了弧隙中的金属蒸汽，使得电弧容易熄灭，从而取得了一定的抑弧效果。

随着电子电路对管状保险丝的分断能力要求越高，普通石英砂灭弧材料不能满足保险丝高分断能力这一需求。为了提高保险丝的分断能力，需要制备更高性能的灭弧浆料；另外，现有技术中涉及的一些灭弧浆料还存在浆料粘度大，并且不能低温固化的问题，在使用的时候甚至会出现漏浆的情况，在面对小体积的保险丝时，浆料将难以注入。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术中灭弧浆料的灭弧性能差、粘度大且不能低温固化的问题，本发明提供了一种灭弧浆料；本发明的另一目的是提供该灭弧浆料的制备方法和应用。

技术方案：

一种灭弧浆料，原料组成包括：石英砂、水、N,N-二甲基丙烯酰胺、分散剂和交联剂，其中，石英砂的质量占石英砂和水总质量的76％～85％，N,N-二甲基丙烯酰胺的质量占石英砂质量的2％～5％，N,N-二甲基丙烯酰胺与交联剂的质量比为5～12:1，分散剂的质量占石英砂质量的0.1％～0.8％。

优选，所述石英砂的质量占石英砂和水总质量的76％～80％，N,N-二甲基丙烯酰胺的质量占石英砂质量的2％～3％，N,N-二甲基丙烯酰胺与交联剂的质量比为6～10:1，分散剂的质量占石英砂质量的0.1％～0.15％。

所述石英砂的目数为200目～300目，纯度为99％以上的SiO₂。