CN105702384A - 一种烧结型高发热浆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烧结型高发热浆料及其制备方法，该浆料由以下质量份数的原料制备而成：石墨：10～20份；石墨烯：2～9份；玻璃粉：25～45份；其它粉体：1～2份；有机载体：10.5～16.2份；助剂：0.1～1份；溶剂：10～25份。该浆料的制备方法包括以下步骤：1）无机填料的预混合；2）有机载体的预混合；3）无机填料和有机载体的混合，研磨，即得到烧结型高发热浆料。本发明的烧结型高发热浆料以高性能的石墨为原料，适当添加石墨烯，综合性能好，便于印刷，附着性能良好，电阻适中，发热功率大，可广泛应用于高温发热板、高温加热器皿等产品中。本发明制备方法简单，操作方便，配方合理。
Description
技术领域
本发明涉及一种烧结型高发热浆料及其制备方法。
背景技术
传统的厚膜发热元器件主要是用贵金属作为功能相，成本较高，需要用廉价的导电材料取代这些贵金属功能相。目前，常采用碳浆印刷制备发热器件，成本低廉，发热效果良好。然而，低温固化型的碳浆，由于牵涉树脂稳定性，发热温度受限，生命周期较短，发热温度不宜升的太高。
为了满足日益增长的需求，亟需开发一种具有高温下发热稳定、发热高的浆料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烧结型高发热浆料及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种烧结型高发热浆料，其由以下质量份数的原料制备而成：
石墨：10～20份；
石墨烯：2～9份；
玻璃粉：25～45份；
其它粉体：1～2份；
有机载体：10.5～16.2份；
助剂：0.1～1份；
溶剂：10～25份。
所述玻璃粉以质量份数计由以下原料组成：K2O：2.2～5.2份；Al2O3：4～7.3份；ZnO：0～1份；SnO2：4～9份；V2O5：1～3份；B2O3：9.5～19.2份；ZrO2：1～8份；SiO2：13～35份；Sb2O3：3～10份；Na2O：1～5.5份；Bi2O3：1.5～6.5份；MgO：0.5～2.5份。
所述其它粉体为镍粉、铝粉中的至少一种。
所述有机载体以质量份数计由以下原料组成：乙基纤维素：4～16份；聚α-甲基苯乙烯树脂：0.5～4份；醋酸丁酸纤维素：1～1.8份；氢化松香酯：1.2～2份；氢化蓖麻油：0～2份；松油醇：45～65份；二乙二醇：0.5～1.5份；丁基卡必醇醋酸酯：10～18份；丁基卡必醇：9～15份；蓖麻油：1～3份。
所述助剂为分散剂、偶联剂、流平剂、消泡剂中的至少一种。
所述分散剂为BYK-431、BYK-163、Disponer983中的至少一种。
所述偶联剂为KH-560、Z-6040中的至少一种。
所述流平剂为BYK-354、Silok-355、DC-51、TEGO-410中的至少一种。
所述消泡剂为BYK-066N、DC-62、DC-163中的至少一种。
所述溶剂为醇类、酯类、醚类中的至少一种。
上述烧结型高发热浆料的制备方法，包括以下步骤：
1)无机填料的预混合：将石墨、石墨烯、玻璃粉、其它粉体、助剂加入分散机，分散均匀；
2)有机载体的预混合：将有机载体和溶剂加入反应釜，充分搅拌，混合均匀；
3)将上述无机填料和有机载体加入混料机，混合均匀，再转入三辊机，研磨，形成均匀的混合相，得到烧结型高发热浆料。
本发明的有益效果是：本发明的烧结型高发热浆料以高性能的石墨为原料，适当添加石墨烯，综合性能好，便于印刷，附着性能良好，电阻适中，发热功率大，可广泛应用于高温发热板、高温加热器皿等产品中。本发明制备方法简单，操作方便，配方合理。
具体实施方式
一种烧结型高发热浆料，其由以下质量份数的原料制备而成：
石墨：10～20份；
石墨烯：2～9份；
玻璃粉：25～45份；
其它粉体：1～2份；
有机载体：10.5～16.2份；
助剂：0.1～1份；
溶剂：10～25份。
优选的，一种烧结型高发热浆料，由以下质量份数的原料制备而成：
石墨：10～20份；
石墨烯：2～9份；
玻璃粉：32.5～45份；
其它粉体：1～2份；
有机载体：10.5～16.2份；
助剂：0.5～1份；
溶剂：23～25份。
优选的，所述石墨的粒径为1～15μm。
优选的，所述石墨烯的粒径为2～10μm。
优选的，所述玻璃粉以质量份数计由以下原料组成：K2O：2.2～5.2份；Al2O3：4～7.3份；ZnO：0～1份；SnO2：4～9份；V2O5：1～3份；B2O3：9.5～19.2份；ZrO2：1～8份；SiO2：13～35份；Sb2O3：3～10份；Na2O：1～5.5份；Bi2O3：1.5～6.5份；MgO：0.5～2.5份。
优选的，所述玻璃粉的软化点为550～630℃，粒径为2～5μm，膨胀系数为7.0×10-6～10×10-6m/K。
所述玻璃粉的制备方法包括以下步骤：将各原料按配比混合均匀，在1200～1300℃下烧结2～3h，再将所得熔融料倒入冷水中淬火，过滤干燥，再加酒精在球磨机中湿磨3～4h，过筛，烘干，研磨粉碎至2～5μm，得到玻璃粉。
优选的，所述其它粉体为镍粉、铝粉中的至少一种。
优选的，所述有机载体以质量份数计由以下原料组成：乙基纤维素：4～16份；聚α-甲基苯乙烯树脂：0.5～4份；醋酸丁酸纤维素：1～1.8份；氢化松香酯：1.2～2份；氢化蓖麻油：0～2份；松油醇：45～65份；二乙二醇：0.5～1.5份；丁基卡必醇醋酸酯：10～18份；丁基卡必醇：9～15份；蓖麻油：1～3份。
优选的，所述助剂为分散剂、偶联剂、流平剂、消泡剂中的至少一种。
优选的，所述分散剂为德国毕克化学的BYK-431、德国毕克化学的BYK-163、海明斯德谦的Disponer983中的至少一种。
优选的，所述偶联剂为南京能德新材料技术有限公司的KH-560、美国道康宁的Z-6040中的至少一种。
优选的，所述流平剂为德国毕克化学的BYK-354、广州市斯洛柯化学有限公司的Silok-355、美国道康宁的DC-51、德国迪高的TEGO-410中的至少一种。
优选的，所述消泡剂为德国毕克化学的BYK-066N、美国道康宁的DC-62、美国道康宁的DC-163中的至少一种。
优选的，所述溶剂为醇类、酯类、醚类中的至少一种。
进一步优选的，所述溶剂为丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、乙二醇单丁醚、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯、丙二醇苯醚中的至少一种。
上述烧结型高发热浆料的制备方法，包括以下步骤：
1)无机填料的预混合：将石墨、石墨烯、玻璃粉、其它粉体、助剂加入分散机，分散均匀；
2)有机载体的预混合：将有机载体和溶剂加入反应釜，充分搅拌，混合均匀；
3)将上述无机填料和有机载体加入混料机，混合均匀，再转入三辊机，研磨，形成均匀的混合相，得到烧结型高发热浆料。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1：
一种烧结型高发热浆料，其原料组成如表1所示：
表1烧结型高发热浆料的原料组成
其中，有机载体以质量份数计由以下原料组成：乙基纤维素10份、聚α-甲基苯乙烯树脂2.5份、醋酸丁酸纤维素1.4份、氢化松香酯1.6份、氢化蓖麻油1.0份、松油醇55份、二乙二醇1份、丁基卡必醇醋酸酯14.5份、丁基卡必醇12份、蓖麻油1份。
实施例2：
一种烧结型高发热浆料，其原料组成如表2所示：
表2烧结型高发热浆料的原料组成
其中，有机载体以质量份数计由以下原料组成：乙基纤维素10份、聚α-甲基苯乙烯树脂2.5份、醋酸丁酸纤维素1.4份、氢化松香酯1.6份、氢化蓖麻油1份、松油醇55份、二乙二醇1份、丁基卡必醇醋酸酯14.5份、丁基卡必醇12份、蓖麻油1份。
实施例3：
一种烧结型高发热浆料，其原料组成如表3所示：
表3烧结型高发热浆料的原料组成
其中，有机载体以质量份数计由以下原料组成：乙基纤维素10份、聚α-甲基苯乙烯树脂2.5份、醋酸丁酸纤维素1.4份、氢化松香酯1.6份、氢化蓖麻油1份、松油醇55份、二乙二醇1份、丁基卡必醇醋酸酯14.5份、丁基卡必醇12份、蓖麻油1份。
测试例：
实施例1～3制备的烧结型高发热浆料的性能测试结果如表4所示。
测试方法：通过丝网印刷将制备好的烧结型高发热浆料印制成4cm×6cm长方体图案，烘干，600℃烧结，制备成发热面板，再测试其电阻、附着力和硬度。
表4实施例1～3制备的烧结型高发热浆料的性能测试结果
由表4可知：本发明的烧结型高发热浆料综合性能好，便于印刷，附着性能良好，电阻适中，发热功率大，可满足制备发热片的要求。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种烧结型高发热浆料，其特征在于：其由以下质量份数的原料制备而成：
石墨：10～20份；
石墨烯：2～9份；
玻璃粉：25～45份；
其它粉体：1～2份；
有机载体：10.5～16.2份；
助剂：0.1～1份；
溶剂：10～25份。
2.根据权利要求1所述的烧结型高发热浆料，其特征在于：所述玻璃粉以质量份数计由以下原料组成：K2O：2.2～5.2份；Al2O3：4～7.3份；ZnO：0～1份；SnO2：4～9份；V2O5：1～3份；B2O3：9.5～19.2份；ZrO2：1～8份；SiO2：13～35份；Sb2O3：3～10份；Na2O：1～5.5份；Bi2O3：1.5～6.5份；MgO：0.5～2.5份。
3.根据权利要求1或2所述的烧结型高发热浆料，其特征在于：所述其它粉体为镍粉、铝粉中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的烧结型高发热浆料，其特征在于：所述有机载体以质量份数计由以下原料组成：乙基纤维素：4～16份；聚α-甲基苯乙烯树脂：0.5～4份；醋酸丁酸纤维素：1～1.8份；氢化松香酯：1.2～2份；氢化蓖麻油：0～2份；松油醇：45～65份；二乙二醇：0.5～1.5份；丁基卡必醇醋酸酯：10～18份；丁基卡必醇：9～15份；蓖麻油：1～3份。
5.根据权利要求4所述的烧结型高发热浆料，其特征在于：所述助剂为分散剂、偶联剂、流平剂、消泡剂中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的烧结型高发热浆料，其特征在于：所述分散剂为BYK-431、BYK-163、Disponer983中的至少一种；所述偶联剂为KH-560、Z-6040中的至少一种；所述流平剂为BYK-354、Silok-355、DC-51、TEGO-410中的至少一种；所述消泡剂为BYK-066N、DC-62、DC-163中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的烧结型高发热浆料，其特征在于：所述溶剂为醇类、酯类、醚类中的至少一种。
8.权利要求7所述的烧结型高发热浆料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）无机填料的预混合：将石墨、石墨烯、玻璃粉、其它粉体、助剂加入分散机，分散均匀；
2）有机载体的预混合：将有机载体和溶剂加入反应釜，充分搅拌，混合均匀；
3）将上述无机填料和有机载体加入混料机，混合均匀，再转入三辊机，研磨，形成均匀的混合相，得到烧结型高发热浆料。
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Denomination of invention: Sintered high-heating paste and preparation method thereof Effective date of registration: 20200320 Granted publication date: 20170919 Pledgee: China Co truction Bank Corp Guangzhou green finance reform and innovation pilot area Huadu Branch Pledgor: UV TECH MATERIAL Ltd. Registration number: Y2020980000908 |