CN102515694A - 一种绝缘填料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于热面发热元件与陶瓷接扦座之间绝缘填料的制备方法，包括下述步骤：（1）将氧化物、硼化物或氮化物中一种或两种以上的填料粉体混合后，加入粘结剂和水，湿料在水基研磨体系中经充分研磨混合而得到浆料；所述的填料粉体用量占水基研磨体系的60～95wt％，所述的粘结剂用量占水基研磨体系的0.5～35wt%；（2）将浆料浇灌进热面发热体与陶瓷扦座之间，在60～150℃下固化，制备而成固体绝缘填料。本发明制备的无机绝缘浆料，可以存放并实现批量化生产，需要时灌注即可，具有成本低，使用方便。经固化后绝缘体性能稳定，电阻率髙，可固定热面发热体和耐热面发热体传导下来的热量。

Description

一种绝缘填料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种无机绝缘填料的制备方法，用于热面发热元件与陶瓷接扦座之间的固定、绝缘与隔热用。
背景技术
近年来电子式点火器制造行业在中国发展迅速，它涉及到汽车、各类锅炉、各种燃料加热器以及武器的点头系统等各行各业，但目前大部分是采用电子点火方式。虽然电子点火方法反应快，可以做到小型化而且可靠性高，但由于电子点火工作过程中会产生高频电子干涉对人体有害，而且燃气燃烧不完全，不完全燃烧气体排放以及部分产品采用含铅的压电陶瓷等，会对环境产生污染。在国内外越来越重视环境污染问题，尤其是向低碳经济发展的今天，人们对电磁波对人体干扰、不完全燃烧气体的排放、有害金属元素的排放控制越来越严，迫切需要开发出一种不产生高频电子干涉，燃气燃烧完全而且没有有害物质排放的新型热面点火系统及发热元件，以适应市场需求。
国际上自1975年起发展一种用重结晶碳化硅制备的热面点火器，已广泛用于点火系统，但由于它的密度低，强度低，使用过程中很容易损坏，而且点火系统的体积较大。1988年又发展出一种小型复合陶瓷热面点火器，它具有均质、致密、强度高等性能。因此，它用于点火器时，启动快，材料抗热冲击性好。它很快进入燃汽加热市场。它主要由碳化硅、二硅化钼、氮化铝，碳化硅、二硅化钼或氮化硅、氧化铝(U.S.Patent No 5045237)，氮化铝、碳化硅、氧化铝、氮化硅、碳化硼(U.S.Patent No3649310)，碳化硅、氮化硅(U.S.Patent No3890250) ，以及自结合碳化硅(U.S.Patent3252827)，“一种电阻率可调复相陶瓷材料及制备工艺“（中国专利申请号；2010101463290），“一种用于热面点火器的档风罩“（中国专利申请号；201120335030），“一种复相陶瓷粉体的制备方法“（中国专利申请号；201110264309.8）等等，它们仅涉及以及发热元件的结构及发热元件的制备工艺。均未涉及发热元件与陶瓷扦座之间的绝缘材料的性能与制备问题。因此，本发明涉及热面发热元件与陶瓷接扦座之间用绝缘填料的制备技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种无机固体绝缘填料的制备工艺，制备出能灌注进热面发热体与陶瓷扦座之间，经固化后形成无机固体绝缘填料，其起到热面发热体的固定、绝缘与隔热作用。
本发明的技术方案：一种用于热面发热元件与陶瓷接扦座之间绝缘填料的制备方法，包括下述步骤：
（1）将氧化物、硼化物或氮化物中一种或两种以上的填料粉体混合后，加入粘结剂和水，湿料在水基研磨体系中经充分研磨混合而得到浆料；所述的填料粉体用量占水基研磨体系的60～95wt％，所述的粘结剂用量占水基研磨体系的0.5～35wt%；
（2）将浆料浇灌进热面发热体与陶瓷扦座之间，在60～150℃下固化，制备而成固体绝缘填料。
优选地，所述的湿料经过砂磨、球磨或行星式球磨6～36小时研磨混合后得到浆料。
优选地，所述的固体绝缘填料电阻率为104～107欧姆-厘米，耐热温度为500℃～700℃。
优选地，所述的氧化物采用氧化硅、氧化锆或氧化铝中的一种或二种以上的任意组合。
优选地，所述的硼化物为硼化锆。
优选地，所述的氮化物采用氮化铝、氮化硼中的一种或二种的任意组合。
优选地，所述填料粉体的粒度为：D50：100-0.5 μm。
优选地，所述的粘结剂采用聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛酯、酚醛树脂、水玻璃或磷酸中一种或二种以上的任意组合。
优选地，所述填料粉体由氧化硅、硼化锆和氮化铝按重量比60：10：15混合而成；水基研磨体系中，粘结剂用量占5 wt%，原料粉体占85 wt%，水占10 wt%。
优选地，所述填料粉体由氧化铝、氧化硅和氮化铝粉按重量比60：10：5混合而成；水基研磨体系中，粘结剂用量占15 wt %，原料粉体占75 wt%，水占10 wt%。
本发明制备的无机绝缘浆料，可以存放并实现批量化生产，需要时灌注即可，具有成本低，使用方便。经固化后绝缘体性能稳定，电阻率髙，可固定热面发热体和耐热面发热体传导下来的热量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
（1）将氧化硅、硼化锆、氮化铝粉料按重量比60：10：15混合，加入粘结剂，在水系介质中，经球磨而得到浆料；所述的粘结剂采用酚醛树脂，粘结剂占水基介质研磨体系的重量百分含量为5 %、原料粉体占85%、水占10 %；
（2）步骤（1）得到浆料，浇灌进热面发热体与陶瓷扦座之间，在温度120℃下固化，固化成绝缘填料，使热面发热体固定在陶瓷扦座中。
实施例2
（1）将氧化铝、氧化硅、氮化铝粉按重量比60：10：5混合，加入粘结剂和水后，经砂磨而得到浆料；所述的粘结剂采用水玻璃，粘结剂占水基介质研磨体系的重量百分含量为15 wt %、原料粉体占75wt%、水占10wt%；
 ( 2）步骤（1）得到浆料，浇灌进热面发热体与陶瓷扦座之间，在温度60℃下固化成固体绝缘填料，使热面发热体固定在陶瓷扦座中。
实施例3    
（1）将氧化硅、氧化铝粉、氮化铝粉按重量比60：10：15混合，加入粘结剂和水，经行星式球磨而得到浆料；所述的粘结剂采用磷酸，粘结剂占水基介质研磨体系的重量百分含量为5wt%、原料粉体占85wt%、水占10 wt%；
 ( 2）步骤（1）得到浆料，浇灌进热面发热体与陶瓷扦座之间，在温度80℃下固化成固体绝缘填料，使热面发热体固定在陶瓷扦座中。
实施例4
（1）将氧化硅、硼化锆、氮化铝粉料按重量比40：10：15混合，加入粘结剂，在水系介质中，经球磨而得到浆料；所述的粘结剂采用聚乙烯醇，粘结剂占水基介质研磨体系的重量百分含量为15%、原料粉体占65%、水占20%；
（2）步骤（1）得到浆料，浇灌进热面发热体与陶瓷扦座之间，在温度120℃下固化，固化成绝缘填料，使热面发热体固定在陶瓷扦座中。
实施例5
（1）将氮化硼、硼化锆粉按重量比30：45混合，加入粘结剂和水后，经砂磨而得到浆料；所述的粘结剂采用聚乙烯醇缩丁醛酯，粘结剂占水基介质研磨体系的重量百分含量为15 wt %、原料粉体占75wt%、水占10wt%；
 ( 2）步骤（1）得到浆料，浇灌进热面发热体与陶瓷扦座之间，在温度140℃下固化成固体绝缘填料，使热面发热体固定在陶瓷扦座中。
实施例6    
（1）将氧化硅、氧化铝粉按重量比20：65混合，加入粘结剂和水，经行星式球磨而得到浆料；所述的粘结剂采用磷酸，粘结剂占水基介质研磨体系的重量百分含量为5wt%、原料粉体占85wt%、水占10 wt%；
 ( 2）步骤（1）得到浆料，浇灌进热面发热体与陶瓷扦座之间，在温度80℃下固化成固体绝缘填料，使热面发热体固定在陶瓷扦座中。

Claims (10)

1.一种绝缘填料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
（1）将氧化物、硼化物或氮化物中一种或两种以上的填料粉体混合后，加入粘结剂和水，湿料在水基研磨体系中经充分研磨混合而得到浆料；所述的填料粉体用量占水基研磨体系的60～95wt％，所述的粘结剂用量占水基研磨体系的0.5～35wt%；
（2）将浆料浇灌进热面发热体与陶瓷扦座之间，在60～150℃下固化，制备而成固体绝缘填料。
2.根据权利要求1所述的绝缘填料的制备方法，其特征在于：所述的湿料经过砂磨、球磨或行星式球磨6～36小时研磨混合后得到浆料。
3.根据权利要求1所述的绝缘填料的制备方法，其特征在于：所述的固体绝缘填料电阻率为104～107欧姆-厘米，耐热温度为500℃～700℃。
4.根据权利要求1所述的绝缘填料的制备方法，其特征在于：所述的氧化物采用氧化硅、氧化锆或氧化铝中的一种或二种以上的任意组合。
5.根据权利要求1所述的绝缘填料的制备方法，其特征在于：所述的硼化物为硼化锆。
6.根据权利要求1所述的绝缘填料的制备方法，其特征在于：所述的氮化物采用氮化铝、氮化硼中的一种或二种的任意组合。
7.根据权利要求1所述的绝缘填料的制备方法，其特征在于：所述填料粉体的粒度为：D50：100-0.5 μm。
8.根据权利要求1所述的绝缘填料的制备方法，其特征在于：所述的粘结剂采用聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛酯、酚醛树脂、水玻璃或磷酸中一种或二种以上的任意组合。
9.根据权利要求1所述的绝缘填料的制备方法，其特征在于：所述填料粉体由氧化硅、硼化锆和氮化铝按重量比60：10：15混合而成；水基研磨体系中，粘结剂用量占5 wt %，原料粉体占85 wt%，水占10 wt%。
10.根据权利要求1所述的绝缘填料的制备方法，其特征在于：所述填料粉体由氧化铝、氧化硅和氮化铝粉按重量比60：10：5混合而成；水基研磨体系中，粘结剂用量占15 wt %，原料粉体占75 wt%，水占10 wt%。
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