CN105702384B - 一种烧结型高发热浆料及其制备方法 - Google Patents

一种烧结型高发热浆料及其制备方法 Download PDF

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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

一种烧结型高发热浆料及其制备方法
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 (7)

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;
所述其它粉体为镍粉、铝粉中的至少一种。
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。
4.根据权利要求3所述的烧结型高发热浆料,其特征在于:所述助剂为分散剂、偶联剂、流平剂、消泡剂中的至少一种。
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。
6.根据权利要求5所述的烧结型高发热浆料,其特征在于:所述溶剂为醇类、酯类、醚类中的至少一种。
7.权利要求6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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