CN104764781B - 一种电极浆料和氧传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电极浆料，包括有机载体，所述有机载体包括溶剂和粘结剂，所述溶剂包括松油醇、正丁醇、异丙醇和松节油中的一种或几种；所述粘结剂包括聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂和乙基纤维素中的一种或几种；无机粉末，所述无机粉末包括铂、碱土金属氧化物、石墨和炭中的一种或几种。本发明提供的电极浆料中有机载体和无机粉末使这种电极浆料具有较高的催化效率，能够降低氧传感器的启动和响应时间。本发明提供了一种氧传感器，包括：传感层、参比气层和加热层；所述氧传感器中的电极由上述技术方案所述的电极浆料形成。本发明提供的氧传感器采用了上述催化效率较高的电极浆料，使其启动时间和响应时间较短。

Description

一种电极浆料和氧传感器

技术领域

本发明涉及汽车发动机技术领域，尤其涉及一种电极浆料和氧传感器。

背景技术

氧传感器是汽车发动机控制系统的关键传感部件，能够控制汽车尾气排放，降低汽车对环境的污染，提高发动机的燃油燃烧质量。氧传感器一般安装在发动机的排气管上，监测汽车尾气中的氧浓度，并将监测信息反馈给电子控制单元(ECU)，使ECU调整喷油量以及点火时间，从而实现发动机的最佳空燃比闭环控制，确保三效催化转换器实现对排气中的碳氢化合物(HC)、CO和氮氧化物(NO_X)三种污染物的最大转化效率。

氧传感器的核心元件为ZrO₂陶瓷基板，它是一种固态电解质，在ZrO₂陶瓷基板两侧面分别涂覆电极浆料，所述电极浆料烧结后形成电极。在一定温度下，由于ZrO₂陶瓷基板两侧氧浓度不同，高浓度侧的氧分子被吸附在电极上与电子结合形成氧离子O^2-，使该电极带正电，O^2-离子通过电解质中的氧离子空位迁移到低氧浓度侧，使该电极带负电,即产生电势差。由于电极是由电极浆料烧结而成的，因此电极浆料的催化效率对电极的灵敏度具有重要的影响，从而影响到氧传感器的启动时间和响应时间。

申请号为200910252569.6的中国专利公开了一种氧传感器电极浆料和氧传感层及其制备方法，现有技术提供的氧传感器电极浆料含有无机粘结剂、有机粘结剂和铂金属粉末，而且这种氧传感器电极浆料中还包括稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物粉末；现有技术提供的氧传感层的制备方法为：在氧化锆基片的两侧涂覆上述技术方案所述的氧传感器电极浆料，得到氧传感层。

现有技术提供的这种氧传感器电极浆料能够在空气气氛下进行共烧，降低了工业生产的工艺要求，提高了生产效率；而且稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物的加入能够降低电极浆料中铂金属粉末的用量，从而降低这种电极浆料的生产成本；但是现有技术提供的这种电极浆料的催化效率较低，采用这种电极浆料制备的氧传感器的启动时间和响应时间较慢，难以满足氧传感器的实际使用要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电极浆料和氧传感器，本发明提供的电极浆料具有较高的催化效率，采用这种电极浆料制备的氧传感器的启动时间和响应时间较快。

本发明提供了一种电极浆料，包括：

有机载体，所述有机载体包括溶剂和粘结剂，

所述溶剂包括松油醇、正丁醇、异丙醇和松节油中的一种或几种，

所述粘结剂包括聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂和乙基纤维素中的一种或几种；

无机粉末，所述无机粉末包括铂、碱土金属氧化物、石墨和炭中的一种或几种；

所述有机载体和无机粉末的质量比为(25～80):(50～85)。

优选的，所述溶剂和粘结剂的质量比为(20～50):(5～30)。

优选的，所述溶剂包括松油醇、正丁醇、异丙醇和松节油。

优选的，所述松油醇、正丁醇、异丙醇和松节油的质量比为(30～50):(10～20):(10～20):(30～50)。

优选的，所述粘结剂包括聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂和乙基纤维素。

优选的，所述碱土金属氧化物为氧化镁或氧化钙。

优选的，所述无机粉末的粒度为5微米～20微米。

优选的，所述电极浆料还包括有机粉末，所述有机粉末包括亚克力、聚乙烯醇和锯末中的一种或几种。

优选的，所述无机粉末和有机粉末的质量比为(50～85):A，0＜A≤15。

本发明提供的电极浆料中的有机载体和无机粉末使这种电极浆料具有较高的催化效率，能够降低氧传感器的启动时间和响应时间。

此外，本发明提供的电极浆料还具有较好的耐热性、耐寒性和耐久性。实验结果表明，本发明提供的电极浆料在25℃～30℃陈放30分钟，电极浆料的减少量＜2％；电极浆料的粘度上升量为10％～17％，耐热性较好；在10℃～20℃陈放30分钟，电极浆料的粘度为25000mPa.s～30000mPa.s，耐寒性较好；在3℃～5℃下保存可三个月不分层，在25℃下保存，可一个月不分层，耐久性较好。

本发明提供了一种氧传感器，包括：

传感层，所述传感层包括传感电极，所述传感电极由上述技术方案所述的电极浆料形成；

设置在所述传感层表面的参比气层；

设置在所述参比气层表面的加热层，所述加热层包括加热电极，所述加热电极由上述技术方案所述的电极浆料形成。

本发明提供的氧传感器中的电极由上述技术方案所述的催化效率较高的电极浆料形成，使这种氧传感器的启动时间和响应时间较短。实验结果表明，本发明提供的氧传感器的启动时间＜15000毫秒，响应时间＜100毫秒。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种电极浆料，包括：

有机载体，所述有机载体包括溶剂和粘结剂，

所述溶剂包括松油醇、正丁醇、异丙醇和松节油中的一种或几种，

所述粘结剂包括聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂和乙基纤维素中的一种或几种；

无机粉末，所述无机粉末包括铂、碱土金属氧化物、石墨和炭中的一种或几种；

所述有机载体和无机粉末的质量比为(25～80):(50～85)。

本发明提供的电极浆料包括有机载体，所述有机载体包括溶剂和粘结剂。在本发明中，所述有机载体中的溶剂包括松油醇、正丁醇、异丙醇和松节油中的一种或几种。在本发明的优选实施例中，所述有机载体中的溶剂包括松油醇、正丁醇、异丙醇和松节油。在本发明的优选实施例中，所述松油醇、正丁醇、异丙醇和松节油的质量比为(30～50):(10～20):(10～20):(30～50)；在其他的优选实施例中，所述松油醇、正丁醇、异丙醇和松节油的质量比为(35～45):(14～18):(14～18):(35～45)。本发明可通过控制不同挥发溶剂的含量进一步提高电极浆料的催化效率。本发明对有机载体中溶剂的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的溶剂即可，可由市场购买获得。

在本发明中，所述有机载体中的粘结剂包括聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂和乙基纤维素中的一种或几种；在本发明的优选实施例中，所述粘结剂包括聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂和乙基纤维素；在其他的优选实施例中，所述粘结剂包括聚乙烯醇缩丁醛、三聚氰胺树脂和乙基纤维素；在另外的优选实施例中，所述粘结剂包括聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂和乙基纤维素。本发明对所述有机载体中粘结剂的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的粘结剂即可，可由市场购买获得。

在本发明的优选实施例中，所述聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂和乙基纤维素的质量比为(1～4):1:(1～4)；在其他的实施例中，所述聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂和乙基纤维素的质量比为(2～3):1:(2～3)；在另外的实施例中，所述聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂和乙基纤维素的质量比为2.5:1:2.5。

在本发明的优选实施例中，所述聚乙烯醇缩丁醛、三聚氰胺树脂和乙基纤维素的质量比为(2～6):1:(0.3～1)；在其他的实施例中，所述聚乙烯醇缩丁醛、三聚氰胺树脂和乙基纤维素的质量比为(3～5):1:(0.4～0.6)；在另外的实施例中，所述聚乙烯醇缩丁醛、三聚氰胺树脂和乙基纤维素的质量比为4:1:0.5。

在本发明的优选实施例中，所述聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂和乙基纤维素的质量比可以为(1～4):(0.3～1):(0.4～1.2):(1～4)；在其他的实施例中，所述聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂和乙基纤维素的质量比可以为(2～3):(0.4～0.7):(0.6～1):(2～3)；在另外的实施例中，所述聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂和乙基纤维素的质量比可以为2.5:0.5:0.8:2.5。

在本发明的实施例中，所述有机载体中溶剂和粘结剂的质量比可以为(20～50):(5～30)；在其他的实施例中，所述有机载体中溶剂和粘结剂的质量比为(25～45):(10～25)；在另外的实施例中，所述有机载体中溶剂和粘结剂的质量比为(30～40):(15～20)。

在本发明的实施例中，所述有机载体的制备方法为：

将溶剂和粘结剂混合，得到有机载体。

在本发明的实施例中，可以将溶剂加入到粘结剂中进行混合，得到有机载体。在本发明的实施例中，可以在搅拌的条件下将溶剂和粘结剂进行混合。在本发明的实施例中，所述搅拌的方法可以为磁力搅拌。

在本发明的实施例中，所述溶剂和粘结剂混合的温度可以为65℃～85℃；在其他的实施例中，所述溶剂和粘结剂混合的温度可以为70℃～80℃。在本发明的实施例中，所述溶剂和粘结剂混合的时间可以为7小时～10小时；在其他的实施例中，所述溶剂和粘结剂的混合时间可以为8小时～9小时。

在本发明中，所述溶剂和粘结剂的种类、来源和质量比与上述技术方案所述有机载体中溶剂和粘结剂的种类、来源和质量比一致，在此不再赘述。

本发明提供的电极浆料包括无机粉末，所述无机粉末包括铂、碱土金属氧化物、石墨和炭中的一种或几种。在本发明的实施例中，所述无机粉末包括铂、碱土金属氧化物、石墨和炭中的几种；在其他的实施例中，所述无机粉末包括铂、碱土金属氧化物、石墨和炭。在本发明的实施例中，所述碱土金属氧化物可以为氧化镁或氧化钙。

在本发明的实施例中，所述无机粉末为铂粉、碱土金属氧化物粉、石墨粉和炭粉。在本发明的实施例中，所述铂粉、碱土金属氧化物粉、石墨粉和炭粉的质量比可以为a:(0～10):(0～10):(0～10)，0＜a≤100；在其他的实施例中，所述铂粉、碱土金属氧化物粉、石墨粉和炭粉的质量比可以为(10～80):(2～8):(2～8):(2～8)；在另外的实施例中，所述铂粉、碱土金属氧化物粉、石墨粉和炭粉的质量比可以为(30～60):(3～6):(3～6):(3～6)。

在本发明的实施例中，所述无机粉末的粒度可以为5微米～20微米；在其他的实施例中，所述无机粉末的粒度为10微米～15微米。本发明对所述无机粉末的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的无机粉末即可。

在本发明的实施例中，所述有机载体和无机粉末的质量比可以为(25～80):(50～85)；在其他的实施例中，所述有机载体和无机粉末的质量比为(30～70):(60～80)；在另外的实施例中，所述有机载体和无机粉末的质量比为(40～60):(65～75)。

在本发明的优选实施例中，所述电极浆料还包括有机粉末，所述有机粉末包括亚克力、聚乙烯醇和锯末中的一种或几种。在本发明的实施例中，所述有机粉末包括亚克力、聚乙烯醇和锯末中的几种，在其他的实施例中，所述有机粉末包括亚克力、聚乙烯醇和锯末。在本发明中，通过有机粉末和无机粉末的配合使用，能够进一步提高本发明提供的电极浆料的催化效率。

在本发明的实施例中，所述有机粉末为亚克力粉、聚乙烯醇粉和锯末粉。在本发明的实施例中，所述亚克力粉、聚乙烯醇粉和锯末粉的质量比为b：c：d，0＜b≤25，0＜c≤30，0＜d≤10；在其他的实施例中，所述亚克力粉、聚乙烯醇粉和锯末粉的质量比(5～20):(5～25):(2～8)；在另外的实施例中，所述亚克力粉、聚乙烯醇粉和锯末粉的质量比(10～15):(10～20):(3～6)。

在本发明的实施例中，所述有机粉末的粒度可以为5微米～20微米；在其他的实施例中，所述有机粉末的粒度可以为10微米～15微米。本发明对所述有机粉末的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的有机粉末即可，可由市场购买获得。

在本发明的实施例中，所述无机粉末和有机粉末的质量比可以为(50～85):A，0＜A≤15；在其他的实施例中，所述无机粉末和有机粉末的质量比可以为(60～70):(5～10)。本发明可通过控制有机粉末的用量进一步提高电极浆料的催化效率。

在本发明的优选实施例中，所述电极浆料还包括助剂。在本发明的实施例中，所述助剂包括流平剂和增塑剂。在本发明的实施例中，所述流平剂可以为聚醚硅氧烷共聚物，如可采用TEGO 450型的迪高助剂。在本发明的实施例中，所述增塑剂可以为邻苯二甲酸二丁酯。在本发明的实施例中，所述增塑剂的纯度可以为分析纯。本发明对所述助剂的用量没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的电极浆料中助剂的用量即可。在本发明的实施例中，所述流平剂在所述电极浆料中的质量百分数为1％～3％；在其他的实施例中，所述流平剂在所述电极浆料中的质量百分数为2％。在本发明的实施例中，所述增塑剂在所述电极浆料中的质量百分数为4％～5％；在其他的实施例中，所述增塑剂在所述电极浆料中的质量百分数为4.5％。

在本发明的实施例中，所述电极浆料的制备方法为：

将有机载体和无机粉末混合，得到电极浆料。

在本发明的实施例中，可以将无机粉末和有机载体混合后分散，得到电极浆料。在本发明的实施例中，通过对混合后的无机粉末和有机载体分散能够得到成色一致、性能稳定的电极浆料。在本发明的优选实施例中，所述有机载体和无机粉末混合的方式可以球磨混合，本发明采用球磨混合的方式能够提高电极浆料的产率。

在本发明中，所述有机载体和无机粉末的种类、来源和质量比与上述技术方案所述的有机载体和无机粉末的种类、来源和质量比一致，在此不再赘述。

在本发明的实施例中，所述电极浆料的制备方法为将有机载体、无机粉末和有机粉末混合，得到电极浆料。在本发明中，所述有机粉末和上述技术方案所述的有机粉末一致，在此不再赘述。在本发明中，所述无机粉末和有机粉末的质量比与上述技术方案所述的无机粉末和有机粉末的质量比一致，在此不再赘述。

在本发明的其他实施例中，所述电极浆料的制备方法为将有机载体、无机粉末、有机粉末和助剂混合，得到电极浆料。在本发明中，所述助剂的种类、来源和用量与上述技术方案所述助剂的种类、来源和用量一致，在此不再赘述。

本发明提供的电极浆料中的有机载体和无机粉末使这种电极浆料具有较高的催化效率，可应用这种电极浆料制备氧传感器，电极浆料的催化效率可通过采用电极浆料制备的氧传感器的启动时间和响应时间进行判断，氧传感器的启动时间和响应时间越短，电极浆料的催化效率越高。采用本发明提供的电极浆料制备得到的氧传感器的启动时间和响应时间较短。此外，本发明提供的电极浆料还具有较好的耐热性、耐寒性和耐久性。

本发明提供了一种氧传感器，包括：

传感层，所述传感层包括传感电极，所述传感电极由上述技术方案所述的电极浆料形成；

设置在所述传感层表面的参比气层；

设置在所述参比气层表面的加热层，所述加热层包括加热电极，所述加热电极由上述技术方案所述的电极浆料形成。

本发明提供的氧传感器包括传感层，所述传感层包括传感电极，所述传感电极由上述技术方案所述的电极浆料形成。在本发明中，所述传感电极包括测试电极和参比电极。在本发明的实施例中，所述传感层包括：

氧化锆基体；

设置在所述氧化锆基体上表面的测试电极，所述测试电极由上述技术方案所述的电极浆料形成；

设置在所述氧化锆基体下表面的参比电极，所述参比电极由上述技术方案所述的电极浆料形成。

在本发明的实施例中，所述氧化锆基体的形状为片状。在本发明的实施例中，所述氧化锆基体的厚度为110微米～180微米；在其他的实施例中，所述氧化锆基体的厚度为120微米～170微米；在另外的实施例中，所述氧化锆基体的厚度为130微米～160微米。

本发明对所述传感层的制备方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的氧传感器的传感层制备技术方案制备得到即可。在本发明的实施例中，所述传感层的制备方法为：

在氧化锆基体上下表面分别印刷电极浆料后烘干，得到传感层，所述电极浆料与上述技术方案所述的电极浆料一致。在本发明中，氧化锆基体上表面印刷的电极浆料烘干后形成测试电极，氧化锆基体下表面印刷的电极浆料烘干后形成参比电极。在本发明的实施例中，在氧化锆基体上下表面印刷电极浆料的方法可以为厚膜丝网印刷。

本发明提供的氧传感器包括设置在所述传感层表面的参比气层。在本发明的实施例中，所述参比气层的材质为氧化锆。本发明对所述参比气层的制备方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知氧传感器的参比气层的制备技术方案制备得到即可。

在本发明的实施例中，所述参比气层的厚度可以为110微米～180微米；在其他的实施例中，所述参比气层的厚度可以为130微米～160微米；在另外的实施例中，所述参比气层的厚度可以为140微米～150微米。

本发明提供的氧传感器包括设置在所述参比气层表面的加热层，所述加热层包括加热电极，所述加热电极由上述技术方案所述的电极浆料形成。在本发明的实施例中，所述加热层包括加热基体，设置在所述加热基体上的绝缘层，设置在所述绝缘层内部的加热电极，所述加热电极由上述技术方案所述的电极浆料形成。在本发明的实施例中，所述加热基体的材质为氧化锆。在本发明的实施例中，所述加热基体的形状为片状。

本发明对所述加热层的制备方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的氧传感器加热层的制备技术方案制备得到即可。在本发明的实施例中，所述加热层的制备方法为：

在加热基底表面依次印刷绝缘层浆料、电极浆料和绝缘层浆料，烘干，得到加热层，所述电极浆料为上述技术方案所述的电极浆料。

在本发明的实施例中，所述绝缘层浆料包括氧化铝粉末、粘结剂、分散剂、增塑剂和溶剂。在本发明的实施例中，所述绝缘层浆料中的粘结剂包括乙基纤维素和/或聚乙烯醇缩丁醛。在本发明的实施例中，所述绝缘层浆料中的分散剂为聚羧酸铵盐。在本发明的实施例中，所述绝缘层浆料中的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯和/或聚乙二醇。在本发明的实施例中，所述绝缘层浆料中的溶剂包括松油醇、酒精和二甲苯中的一种或几种。

在本发明的实施例中，在加热基底表面印刷绝缘层浆料和电极浆料的方法可以为厚膜丝网印刷。

在本发明的实施例中，所述加热层的厚度可以为110微米～200微米；在其他的实施例中，所述加热层的厚度可以为130微米～180微米；在另外的实施例中，所述加热层的厚度可以为140微米～160微米。

本发明对所述氧传感器的制备方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的制备氧传感器的技术方案制备得到即可。在本发明的实施例中，所述氧传感器的制备方法为：

将加热层、参比气层和传感层按从下到上的顺序叠加后热压烧结，得到氧传感器，所述加热层包括由上述技术方案所述的电极浆料形成的加热电极，所述传感层包括由上述技术方案所述的电极浆料形成的传感电极。

在本发明中，所述加热层、参比气层和传感层的结构、材质和来源与上述技术方案所述加热层、参比气层和传感层的结构、材质和来源一致，在此不再赘述。

在本发明的实施例中，所述热压的温度为50℃～100℃；在其他的实施例中，所述热压的温度为60℃～80℃。在本发明的实施例中，所述热压的压力为25MPa～50MPa；在其他的实施例中，所述热压的压力为30MPa～40MPa。在本发明的实施例中，所述烧结的温度为1400℃～1600℃；在其他的实施例中，所述烧结的温度为1450℃～1550℃。在本发明的实施例中，所述烧结的时间为1小时～3小时。

本发明提供的氧传感器采用了上述技术方案所述的催化效率较高的电极浆料，使这种氧传感器的启动时间和响应时间较短，性能优异。

测试本发明提供的电极浆料的耐热性，具体方法为：将本发明提供的电极浆料在25℃～30℃陈放30分钟，检测电极浆料的重量减少量和粘度上升量，采用美国BROOKFIELD公司提供的DV-II型号的旋转粘度测试仪测试电极浆料的粘度；测试结果为，本发明提供的电极浆料在25℃～30℃陈放30分钟，电极浆料的减少量＜2％；电极浆料的粘度上升量为10％～17％，耐热性较好。

测试本发明提供的电极浆料的耐寒性，具体方法为：将本发明提供的电极浆料在10℃～20℃陈放30分钟，采用美国BROOKFIELD公司提供的DV-II型号的旋转粘度测试仪检测电极浆料的粘度；测试结果为，本发明提供的电极浆料在10℃～20℃陈放30分钟，电极浆料的粘度为25000mPa.s～30000mPa.s，耐寒性较好。

测试本发明提供的电极浆料的耐久性，测试方法为：将本发明提供的电极浆料在3℃～5℃下保存，观察其分层时间；将本发明提供的电极浆料在25℃下保存，观察其分层时间；检测结果为，本发明提供的电极浆料在3℃～5℃下保存可三个月不分层，在25℃下保存，可一个月不分层，耐久性较好。

在本发明中，所述氧传感器的启动时间为氧传感器输出信号进入汽车闭环系统所需要的时间，即氧传感器输出高端的电压大于600mv；输出低端的电压小于300mv时所需要的时间。在本发明中，所述氧传感器的响应时间为汽车排放尾气从浓混合气变化为稀混合气时所需的时间，即氧传感器的输出电压从600mv变化至300mv时所需的时间。

测试本发明提供的氧传感器的启动时间和响应时间，具体为：

将本发明提供的氧传感器放入模拟汽车发动机尾气排放检测系统进行检测，检测温度为450℃，氧传感器的加载电压为12V；所述模拟汽车发动机尾气排放检测系统为天津市圣威科技发展有限公司提供的SV-5Q型号的产品。

检测结果为，本发明提供的氧传感器的启动时间＜15000毫秒，响应时间＜100毫秒，启动时间和响应时间较短。

本发明以下实施例所用到的原料均为市售商品，所用的聚乙烯醇缩丁醛为长春公司提供的BO3-HX型号的产品；乙基纤维素为上海赫力思特公司提供的T型号的产品，丙烯酸树脂为天津市科华工贸有限公司提供的KH-0812型号的产品，聚乙烯醇粉为北京国豪化工公司提供的24-88型号的产品，锯末为浙江伟林木业有限公司提供的MU-5型号的产品，三聚氰胺树脂为上海新华树脂公司提供的582-2型号的产品。

实施例1

在磁力搅拌的条件下，将9g的松油醇、9g的松节油、1g的正丁醇、1g的异丙醇、2.5g的聚乙烯醇缩丁醛、2.5g的乙基纤维素和1g的丙烯酸树脂在65℃下进行7小时的混合，得到有机载体；

将粒度为15微米的70g的铂粉、0.1g的氧化镁、0.5g的石墨和0.5g的炭粉混合，得到无机粉末；

将粒度为20微米的1.9g的亚克力粉、0.5g的聚乙烯醇粉和0.5g的锯末混合，得到有机粉末；将上述有机载体、无机粉末和有机粉末球磨混合后分散，得到电极浆料。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例1提供的电极浆料的耐热性、耐寒性和耐久性；测试结果为，本发明实施例1提供的电极浆料在25℃陈放30分钟，电极浆料的减少量为1.2％；电极浆料的粘度上升量为12％，耐热性较好；在10℃陈放30分钟，电极浆料的粘度为28000mPa.s，耐寒性较好；在5℃下保存可三个月不分层，在25℃下保存，可一个月不分层，耐久性较好。

实施例2

在磁力搅拌的条件下，将6g的松油醇、12g的松节油、1.5g的正丁醇、0.5g的异丙醇、4g的聚乙烯醇缩丁醛、0.5g的乙基纤维素和1g的三聚氰胺树脂在85℃下进行10小时的混合，得到有机载体；

将粒度为5微米的73g的铂粉、0.1g的氧化钙、0.5g的石墨和0.5g的炭粉混合，得到无机粉末；

将粒度为10微米的0.1g的亚克力粉、0.2g的聚乙烯醇粉和0.1g的锯末混合，得到有机粉末；

将上述有机载体、无机粉末和有机粉末球磨混合后分散，得到电极浆料。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例2提供的电极浆料的耐热性、耐寒性和耐久性；测试结果为，本发明实施例2提供的电极浆料在25℃陈放30分钟，电极浆料的减少量为1.5％；电极浆料的粘度上升量为15％，耐热性较好；在10℃陈放30分钟，电极浆料的粘度为27000mPa.s，耐寒性较好；在5℃下保存可三个月不分层，在25℃下保存，可一个月不分层，耐久性较好。

实施例3

在磁力搅拌的条件下，将12g的松油醇、5g的松节油、2.5g的正丁醇、0.5g的异丙醇、2.5g的聚乙烯醇缩丁醛、2.5g的乙基纤维素、0.8g的三聚氰胺树脂、和0.5g的丙烯酸树脂在75℃下进行8小时的混合，得到有机载体；

将粒度为15微米的73g的铂粉、0.1g的氧化钙、0.1g的石墨和0.1g的炭粉混合，得到无机粉末；

将粒度为5微米的0.1g的亚克力粉、0.2g的聚乙烯醇粉和0.1g的锯末混合，得到有机粉末；

将上述有机载体、无机粉末和有机粉末球磨混合后分散，得到电极浆料。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例3提供的电极浆料的耐热性、耐寒性和耐久性；测试结果为，本发明实施例3提供的电极浆料在25℃陈放30分钟，电极浆料的减少量为1.3％；电极浆料的粘度上升量为11％，耐热性较好；在10℃陈放30分钟，电极浆料的粘度为27000mPa.s，耐寒性较好；在5℃下保存可三个月不分层，在25℃下保存，可一个月不分层，耐久性较好。

实施例4

在厚度为140微米的氧化锆基体上下表面分别采用厚膜丝网印刷技术印刷厚度为90微米的实施例1制备得到的电极浆料，烘干，在氧化锆基体上表面形成测试电极，氧化锆基体的下表面形成参比电级，得到传感层；

采用厚度为145微米的氧化锆薄片作为参比气层；

在氧化锆薄片表面采用厚膜丝网印刷技术依次印刷绝缘层浆料、实施例1制备得到的电极浆料和绝缘层浆料，烘干，得到145微米的加热层；所述绝缘层浆料包括75g的氧化铝、3g的氧化硅、5g的氧化镁、15g的松油醇和2g的乙基纤维素；

将上述加热层、参比气层和传感层从下到上依次叠放，在60℃、30MPa的条件下热压后在1450℃下进行3小时的烧结，得到氧传感器。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例4制备得到的氧传感器的启动时间和响应时间；测试结果为，本发明实施例4制备得到的氧传感器的启动时间为12000毫秒，响应时间为70毫秒，启动时间和响应时间较快。

实施例5

按照实施例4所述的方法制备得到氧传感器，与实施例4不同的是，采用实施例2制备得到的电极浆料替换实施例1制备得到的电极浆料。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例5制备得到的氧传感器的启动时间和响应时间；测试结果为，本发明实施例5制备得到的氧传感器的启动时间为11000毫秒，响应时间为65毫秒，启动时间和响应时间较快。

实施例6

按照实施例4所述的方法制备得到氧传感器，与实施例4不同的是，采用实施例3制备得到的电极浆料替换实施例1制备得到的电极浆料。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例6制备得到的氧传感器的启动时间和响应时间；测试结果为，本发明实施例6制备得到的氧传感器的启动时间为11000毫秒，响应时间为56毫秒，启动时间和响应时间较快。

比较例1

将100g的粒度为10微米的铂粉、8g的松节油、36g的松油醇、9g的乙基纤维素、11g的邻苯二甲酸二丁酯和8g的上海大磐化工公司提供的DP-405型号的分散剂混合，得到电极浆料。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明比较例1提供的电极浆料的耐热性；测试结果为，本发明比较例1提供的电极浆料在25℃陈放30分钟，电极浆料的减少量为17％；电极浆料的粘度上升量为233％，耐热性较差。

比较例2

按照实施例4所述的方法制备得到氧传感器，与实施例4不同的是，采用比较例1制备得到的电极浆料替换实施例1制备得到的电极浆料。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明比较例2制备得到的氧传感器的启动时间和响应时间；测试结果为，本发明比较例2制备得到的氧传感器的启动时间为20000毫秒，响应时间为200毫秒，启动时间和响应时间较慢。

由以上实施例可知，本发明提供了一种电极浆料，包括有机载体，所述有机载体包括溶剂和粘结剂，所述溶剂包括松油醇、正丁醇、异丙醇和松节油中的一种或几种；所述粘结剂包括聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂和乙基纤维素中的一种或几种；无机粉末，所述无机粉末包括铂、碱土金属氧化物、石墨和炭中的一种或几种；所述有机载体和无机粉末的质量比为(25～80):(50～85)。本发明提供的电极浆料中有机载体和无机粉末使这种电极浆料具有较高的催化效率，能够降低氧传感器的启动和响应时间。此外，本发明提供的电极浆料还具有较好的耐热性、耐寒性和耐久性。

本发明提供了一种氧传感器，包括：传感层，设置在所述传感层表面的参比气层，设置在所述参比气层表面的加热层；所述氧传感器中的电极由上述技术方案所述的电极浆料形成。本发明提供的氧传感器采用了上述催化效率较高的电极浆料，使其启动时间和响应时间较短。

Claims (7)

1.一种电极浆料，由以下组分组成：

有机载体，所述有机载体由溶剂和粘结剂组成，

所述溶剂为松油醇、正丁醇、异丙醇和松节油，

所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂和乙基纤维素；

无机粉末，所述无机粉末为铂、碱土金属氧化物、石墨和炭；

所述有机载体和无机粉末的质量比为(25～80):(50～85)；

有机粉末，所述有机粉末为亚克力、聚乙烯醇和锯末。

2.根据权利要求1所述的电极浆料，其特征在于，所述溶剂和粘结剂的质量比为(20～50):(5～30)。

3.根据权利要求1所述的电极浆料，其特征在于，所述松油醇、正丁醇、异丙醇和松节油的质量比为(30～50):(10～20):(10～20):(30～50)。

4.根据权利要求1所述的电极浆料，其特征在于，所述碱土金属氧化物为氧化镁或氧化钙。

5.根据权利要求1所述的电极浆料，其特征在于，所述无机粉末的粒度为5微米～20微米。

6.根据权利要求1所述的电极浆料，其特征在于，所述无机粉末和有机粉末的质量比为(50～85):A，0＜A≤15。

7.一种氧传感器，包括：

传感层，所述传感层包括传感电极，所述传感电极由权利要求1～6中任意一项所述的电极浆料形成；

设置在所述传感层表面的参比气层；

设置在所述参比气层表面的加热层，所述加热层包括加热电极，所述加热电极由权利要求1～6中任意一项所述的电极浆料形成。