CN106823844A - 多孔薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多孔薄膜及其制备方法,方法包括以下操作:将无机粉体、造孔剂、有机溶剂、分散剂和消泡剂混合,第一次研磨,得到混悬液,其中,以质量份数计,无机粉体为30份~40份,造孔剂为5份~15份,有机溶剂为15份~25份,分散剂为0.3份~5.5份,消泡剂为0.1份~1份;向混悬液中加入粘接剂和流平剂,第二次研磨,过滤,收集滤液,得到浆料,其中,以质量份数计,粘接剂为15份~38份,流平剂为0.1份~1.5份;排胶烧结浆料,得到多孔薄膜。上述多孔薄膜的制备方法,在制备过程中添加分散剂和流平剂,提高了制备得到浆料的均匀性,再将得到浆料进行排胶烧结,使得制备得到的多孔薄膜成孔均匀性好,有利于实际生产与应用。

Description

多孔薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及多孔材料技术领域,特别是涉及一种多孔薄膜及其制备方法。
背景技术
多孔薄膜具有规则排列、大小可控的孔道结构,具有吸附、渗透、光电等特性,具有广阔的应用前景。传统的多孔薄膜制备方法将粉体通过挤压成型或者铸造成型。但是,该方法制备得到的多孔薄膜成孔均匀性不好,应用范围小。
发明内容
基于此,有必要针对成孔均匀性不好的问题,提供一种程控均匀性好的多孔薄膜的制备方法,以及该多孔薄膜的制备方法制得的多孔薄膜。
一种多孔薄膜,所述多孔薄膜的制备原料包括以质量份数计的以下成分:
在一个实施例中,所述无机粉体选自二氧化钛、三氧化二铝、氧化锆和钇稳定氧化锆中的至少一种。
在一个实施例中,所述粘接剂选自聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯和聚乙二醇甲基丙烯酸酯中的至少一种。
在一个实施例中,所述造孔剂选自碳粉、碳酸钡、碳酸钙、碳酸氢铵、淀粉、聚苯乙烯微球和聚甲基丙烯酸甲酯微球中的至少一种。
在一个实施例中,所述分散剂选自蓖麻油、三油酸甘油酯、三乙醇胺、丙烯酸-丙烯酸酯季铵盐共聚物、烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸季铵盐共聚物、聚硅氧烷-丙烯酸酯季铵盐共聚物、甲基丙烯酸二甲氨基溴代烷季铵盐-苯乙烯共聚物中的至少一种
在一个实施例中,所述流平剂选自二丙酮醇、聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、有机改性聚硅氧烷、丙烯酸树脂,脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、氟改性丙烯酸酯和氟碳化合物中的至少一种。
在一个实施例中,所述消泡剂选自聚氧丙烯甘油醚、苯乙酸月桂醇、聚醚改性有机硅、聚二甲基硅氧烷、甲基烷基聚硅氧烷、苯基聚三甲基硅氧烷和甲基乙烯基聚硅氧烷中的至少一种。
一种上述的多孔薄膜的制备方法,包括以下操作:
将无机粉体、造孔剂、有机溶剂、分散剂和消泡剂混合,第一次研磨,得到混悬液,其中,所述无机粉体的质量份数为30份~40份,所述造孔剂的质量份数为5份~15份,所述有机溶剂的质量份数为15份~25份,所述分散剂的质量份数为0.3份~5.5份,所述消泡剂的质量份数为0.1份~1份;
向所述混悬液中加入粘接剂和流平剂,第二次研磨,过滤,收集滤液,得到浆料,其中,所述粘接剂的质量份数为15份~38份,所述流平剂的质量份数为0.1份~1.5份;以及
排胶烧结所述浆料,得到多孔薄膜。
在一个实施例中,所述有机溶剂选自叔丁基卡必醇醋酸酯、二元酸酯、甘油、松油醇、无水乙醇、己二醇和正丁醇中的至少一种。
在一个实施例中,所述排胶烧结所述浆料的操作为:采用丝网印刷法印刷所述浆料,以升温速率为0.5℃/min将温度升高至400℃进行排胶,维持8h;以升温速率为1℃/min将温度升高至1400℃进行烧结,烧结维持2h;最后自然降温至室温。
上述多孔薄膜的制备方法,通过在制备过程中,添加分散剂和流平剂,提高了制备得到的浆料的均匀性,再将得到浆料进行排胶烧结,使得制备得到的多孔薄膜成孔均匀性好,有利于实际生产与应用。
附图说明
图1为一实施方式的多孔薄膜的制备方法的流程图;
图2为实施例6制得的多孔薄膜的扫描电镜照片。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
一实施方式的多孔薄膜,该多孔薄膜的制备原料包括以质量份数计的以下成分:30份~40份无机粉体、5份~15份造孔剂、15份~25份的有机溶剂、0.3份~5.5份分散剂、0.1份~1份消泡剂、15份~38份粘接剂以及0.1份~1.5份流平剂。
其中,无机粉体的质量份数为30份~40份,优选37份。优选的,无机粉体选自二氧化钛、三氧化二铝、氧化锆和钇稳定氧化锆中的至少一种,更优选钇稳定氧化锆。无机粉体构成了多孔薄膜的骨架。本实施方式中的无机粉体可以直接商购得到,也可以通过公知的技术手段制备得到。
造孔剂的质量份数为5份~15份,优选6份。造孔剂选自碳粉、碳酸钡、碳酸钙、碳酸氢铵、淀粉、聚苯乙烯微球和聚甲基丙烯酸甲酯微球中的至少一种。造孔剂一般采用高温能够分解产生气体的固体。当造孔剂在浆料中混合均匀,加热后会产生气体。浆料烧结时,造孔剂产生的气体,使得材料溢出,便会形成孔隙,得到多孔薄膜。为了使得生产得到的多孔薄膜的孔径均匀和可控,本实施方式采用控制造孔剂的质量份数、成分和粒径,来控制形成的多孔薄膜的孔径。
有机溶剂的质量份数为15份~25份,优选21份。有机溶剂选自叔丁基卡必醇醋酸酯、二价酸酯(DBE)、甘油、松油醇、无水乙醇、己二醇和正丁醇中的至少一种。有机溶剂用于溶解分散剂和消泡剂,并提供液体介质,将无机粉体和造孔剂分散其中。
分散剂的质量份数为0.3份~5.5份,优选1.7份。分散剂选自蓖麻油、三油酸甘油酯、三乙醇胺、丙烯酸-丙烯酸酯季铵盐共聚物、烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸季铵盐共聚物、聚硅氧烷-丙烯酸酯季铵盐共聚物、甲基丙烯酸二甲氨基溴代烷季铵盐-苯乙烯共聚物中的至少一种。分散剂的加入,可以使浆料混合的更加均匀,提高浆料的分散性和稳定性,使得制备得到的多孔薄膜成孔均匀性好。
消泡剂的质量份数为0.1份~1份,优选0.3份。消泡剂选自聚氧丙烯甘油醚、苯乙酸月桂醇、聚醚改性有机硅、聚二甲基硅氧烷、甲基烷基聚硅氧烷、苯基聚三甲基硅氧烷和甲基乙烯基聚硅氧烷中的至少一种。消泡剂能够降低生产过程中的表面张力,抑制泡沫的产生或者消除已产生的泡沫。
粘接剂的质量份数为15份~38份,优选33.7份。粘接剂选自聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯和聚乙二醇甲基丙烯酸酯中的至少一种,将粘接剂加入到松油醇中,需要进行加热搅拌4h,使粘接剂溶于松油醇中,配制成胶,自然冷却过夜。粘接剂的加入,使得混悬液转化成具有一定粘度的浆料,改善了浆料的流动性,从而能够实现印刷的目的。此外,可以通过调节加入粘接剂的质量份数与成分来调节最终得到的浆料的粘度,进而调节印刷浆料的厚度,从而实现控制多孔薄膜的厚度的目的。
流平剂的质量份数为0.1份~1.5份,优选0.3份。流平剂选自二丙酮醇、聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、有机改性聚硅氧烷、丙烯酸树脂,脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、氟改性丙烯酸酯和氟碳化合物中的至少一种。流平剂在浆料中,可以起到改善浆料均匀性的作用,使得浆料便于被印刷成膜。
其中,三乙醇胺除了可以作为分散剂,还可以作为吸收剂。当采用分散剂选用三乙醇胺时,配合碳酸钙作为造孔剂,能够进一步提高多孔薄膜成孔均匀性。碳酸钙作为造孔剂,在高温时可以分解产生二氧化碳。而三乙醇胺作为分散剂提高溶液的均匀性的同时,能够吸收二氧化碳,使得碳酸钙分解更加完全,形成的多孔薄膜成孔更加均匀。丙烯酸酯流平剂除了提高浆料的流平性,使得印刷平整度提高;还兼具脱泡效果,配合消泡剂使用,抑制浆料中气泡产生或者消除浆料中的气泡,保证印刷厚度的一致性。聚甲基丙烯酸甲酯微球除了加热分解作为造孔剂,还可以微溶于溶剂中,对粉体如三氧化二铝进行包裹,抑制了三氧化二铝的沉淀,和分散剂配合使用后,提高了浆料的稳定度。
上述多孔薄膜成孔均匀好,成本低,有利于实际生产与应用。
图1所示的一实施方式的多孔薄膜的制备方法,包括如下操作。
S110,将无机粉体、造孔剂、有机溶剂、分散剂和消泡剂混合,第一次研磨,得到混悬液。
其中,无机粉体的质量份数为30份~40份,优选37份。优选的,无机粉体选自二氧化钛、三氧化二铝、氧化锆和钇稳定氧化锆中的至少一种。无机粉体构成了多孔薄膜的骨架。本实施方式中的无机粉体可以直接商购得到,也可以通过公知的技术手段制备得到。
造孔剂的质量份数为5份~15份,优选6份。造孔剂选自碳粉、碳酸钡、碳酸钙、碳酸氢铵、淀粉、聚苯乙烯微球和聚甲基丙烯酸甲酯微球中的至少一种。造孔剂一般采用高温能够分解产生气体的固体。当造孔剂在浆料中混合均匀,加热后会产生气体。浆料烧结时,造孔剂产生的气体,使得材料溢出,便会形成孔隙,得到多孔薄膜。为了使得生产得到的多孔薄膜的孔径均匀和可控,本实施方式采用控制造孔剂的质量份数、成分和粒径,来控制形成的多孔薄膜的孔径。
有机溶剂的质量份数为15份~25份,优选21份。有机溶剂选自叔丁基卡必醇醋酸酯、二价酸酯(DBE)、甘油、松油醇、无水乙醇、己二醇和正丁醇中的至少一种。有机溶剂用于溶解分散剂和消泡剂,并提供液体介质,将无机粉体和造孔剂分散其中。
分散剂的质量份数为0.3份~5.5份,优选1.7份。分散剂选自蓖麻油、三油酸甘油酯、三乙醇胺、丙烯酸-丙烯酸酯季铵盐共聚物、烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸季铵盐共聚物、聚硅氧烷-丙烯酸酯季铵盐共聚物、甲基丙烯酸二甲氨基溴代烷季铵盐-苯乙烯共聚物中的至少一种。分散剂的加入,可以使浆料混合的更加均匀,提高浆料的分散性和稳定性,使得制备得到的多孔薄膜成孔均匀性好。
消泡剂的质量份数为0.1份~1份,优选0.3份。消泡剂选自聚氧丙烯甘油醚、苯乙酸月桂醇、聚醚改性有机硅、聚二甲基硅氧烷、甲基烷基聚硅氧烷、苯基聚三甲基硅氧烷和甲基乙烯基聚硅氧烷中的至少一种。消泡剂能够降低生产过程中的表面张力,抑制泡沫的产生或者消除已产生的泡沫。
其中,将无机粉体、造孔剂、有机溶剂、分散剂和消泡剂混合的操作中,优选的操作为:先将有机溶剂、分散剂和消泡剂混合均匀,再加入无机粉体和造孔剂。
其中,第一次研磨为采用锆球进行行星球磨。有机溶剂、分散剂和消泡剂混合均匀后,加入锆球,再加入无机粉体和造孔剂,行星球磨8h~24h至分散均匀。加入锆球与无机粉体的质量比为1:1~3:1,优选锆球与无机粉体的质量比为2:1。锆球也可以与无机粉体、造孔剂、有机溶剂、分散剂和消泡剂同时混合,也可以在无机粉体、造孔剂、有机溶剂、分散剂和消泡剂混合后,再加入锆球进行球磨。
三乙醇胺除了可以作为分散剂,还可以作为吸收剂。当采用分散剂选用三乙醇胺时,配合碳酸钙作为造孔剂,能够进一步提高多孔薄膜成孔均匀性。碳酸钙作为造孔剂,在高温时可以分解产生二氧化碳。而三乙醇胺作为分散剂提高溶液的均匀性的同时,能够吸收二氧化碳,使得碳酸钙分解更加完全,形成的多孔薄膜成孔更加均匀。
丙烯酸酯流平剂除了提高浆料的流平性,使得印刷平整度提高;还兼具脱泡效果,配合消泡剂使用,抑制浆料中气泡产生或者消除浆料中的气泡,保证印刷厚度的一致性。聚甲基丙烯酸甲酯微球除了加热分解作为造孔剂,还可以微溶于溶剂中,对粉体如三氧化二铝进行包裹,抑制了三氧化二铝的沉淀,和分散剂配合使用后,提高了浆料的均匀性和稳定性。
S120,向S110得到的混悬液中加入粘接剂和流平剂,第二次研磨,过滤,收集滤液,得到浆料。
其中,粘接剂的质量份数为15份~38份,优选33.7份。粘接剂选自聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯和聚乙二醇甲基丙烯酸酯中的至少一种。将粘接剂加入到松油醇中,需要进行加热搅拌4h,使粘接剂溶于松油醇中,配制成胶,自然冷却过夜。粘接剂的加入,使得混悬液转化成具有一定粘度的浆料,改善了浆料的流动性,从而能够实现印刷的目的。此外,可以通过调节加入粘接剂的质量份数与成分来调节最终得到的浆料的粘度,进而调节印刷浆料的厚度,从而实现控制多孔薄膜的厚度的目的。
流平剂的质量份数为0.1份~1.5份,优选0.3份。流平剂选自二丙酮醇、聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、有机改性聚硅氧烷、丙烯酸树脂,脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、氟改性丙烯酸酯和氟碳化合物中的至少一种。流平剂在浆料中,可以起到改善浆料均匀性的作用,使得浆料便于被印刷成膜。
其中,第二次研磨同样为采用锆球进行行星球磨,球磨8h~24h后,除去锆球,对分离后的浆料进行过滤,得到浆料。主要采用滤布进行过滤,滤布的网目数为160目~325目,优选200目。过滤的目的主要是除去滤液中粘接在一起形成的大粒径颗粒,使得进行印刷前的浆料均匀性和稳定性更好。
本实施方式制备得到的浆料,具有分散度高,均匀性好,稳定性好,且成本低,无毒害,环保等优点。
S130,排胶烧结S120得到的浆料,得到多孔薄膜。
采用丝网印刷法印刷浆料,排胶烧结印刷后的浆料,得到多孔薄膜。
多孔薄膜的厚度可以通过浆料的粘度来控制,也可以通过印刷的次数来控制。浆料的粘度越高,则印刷出来的多孔薄膜厚度越大。印刷的次数越多,浆料不断层叠,最终烧结形成的多孔薄膜的厚度越大。其中,浆料的粘度,可以通过加入的粘接剂的质量和种类来控制。加入粘接剂的质量越多,得到浆料的粘度就越大。而不同种类的粘接剂具有不同的粘接性能,相同质量下,不同种类的粘接剂制备得到的浆料的粘度也不同。
浆料可以根据多孔薄膜的应用场景,通过丝网印刷法将其印刷在所需的地方上,如印刷在模板上,或者印刷在无机粉生胚上。模板可以是生粉流延的膜片,也可以是碳粉流延的膜片,或者是PET膜等。
在进行丝网印刷时,网高为300μm~600μm,优选500μm;刮胶速度为1cm/s~5cm/s,优选3.8cm/s;压力为0.1MPa~1MPa,优选0.5MPa。印刷的次数根据制备的多孔薄膜的厚度需要来确定。
对印刷后得到的浆料薄膜进行排胶烧结。对浆料薄膜进行排胶可以使浆料薄膜固化。对浆料薄膜进行烧结,使浆料薄膜内的造孔剂分解,产生气体并溢出,进而形成孔隙,得到多孔薄膜。
其中,排胶时,以升温速率为0.5℃/min将温度升高至400℃后进行排胶,并保温8h;烧结时,以升温速率为1℃/min将温度升高至1400℃后进行烧结,并保温维持2h;最后自然降温至室温。
与涂覆法相比,丝网印刷法提高了印刷的精度和一致性。与旋涂法相比,丝网印刷法能够控制多孔薄膜的大小和厚度,拓宽了应用范围。与溶胶-凝胶法相比,本实施方式中的浆料具有无毒、无害、环保等优点。与粉末冶金法相比,本实施方式中的浆料配合丝网印刷法制备得到的多孔薄膜成本低。
为了提高制备得到的多孔薄膜成孔的均匀性、可控性以及厚度的可控性,本实施方式引进造孔剂、分散剂、消泡剂、流平剂和粘接剂来制备浆料。通过控制造孔剂的质量份数、成分以及粒径,来实现多孔薄膜成孔的可控性。
通过添加分散剂和消泡剂,可以使各组分能够均匀的分散在浆料中。印刷烧结时,由于造孔剂能够均匀的分散在浆料中,当造孔剂分解溢出后,形成的孔隙均匀性好。此外,为了进一步提高多孔薄膜成孔的均匀性,浆料中还添加有流平剂。流平剂除了能够改善浆料的均匀性外,还能够提高浆料的可印刷性。
通过调节加入粘接剂的质量份数与成分来调节最终得到的浆料的粘度,进而调节印刷浆料的厚度,从而实现多孔薄膜的厚度的可控性。此外,还可以通过控制丝网印刷法的印刷次数,来对多孔薄膜的厚度做一进步的控制。
本实施方式制备得到的浆料再配合丝网印刷法,能够制备得到成孔均匀性好、一致性高、制备效率好、厚度和大小可控的多孔薄膜,有利于实际的生产和引用。
上述多孔薄膜的制备方法,通过在制备过程中,添加分散剂和流平剂,提高了制备得到的浆料的均匀性,再将得到浆料进行排胶烧结,使得制备得到的多孔薄膜成孔均匀性好,有利于实际生产与应用。
通过上述多孔薄膜的制备方法制备得到的多孔薄膜成孔均匀性好、厚度和大小可控、成本低。
以下为具体实施例。
实施例1
配方(以质量份数计):
分别称取配方量的二价酸酯DBE、三乙醇胺和聚二甲基硅氧烷,混合均匀,再加入配方量的三氧化二铝和碳粉,加入2倍质量于三氧化二铝的锆球,行星球磨8h。
再加入配方量的羟丙基甲基纤维素和有机改性聚硅氧烷,球磨12h,并将锆球取出。
取出锆球后的浆料经200目滤布过滤,并使用KEKO机丝网印刷过滤得到的浆料,得到浆料薄膜。印刷参数:网高500μm,刮胶速度3.8cm/s,压力0.5MPa,印刷次数3。
然后,以升温速率为0.5℃/min将温度升高至400℃进行排胶,维持8h;烧结时,以升温速率为1℃/min将温度升高至1400℃进行烧结,烧结维持2h;最后自然降温至室温,形成多孔薄膜。
上述方法制备得到的多孔薄膜的厚度为65μm,孔径为2.72μm,孔径均一。
实施例2
配方(以质量份数计):
分别称取配方量的己二醇、三油酸甘油酯和甲基烷基聚硅氧烷,混合均匀,再加入配方量的氧化锆和碳粉,加入2倍质量于钇稳定氧化锆的锆球,行星球磨16h。
再加入配方量的聚甲基丙烯酸甲酯和脲醛树脂,球磨8h,并将锆球取出。
取出锆球后的浆料经200目滤布过滤,并使用KEKO机丝网印刷过滤得到的浆料,得到浆料薄膜。印刷参数:网高500μm,刮胶速度3.8cm/s,压力0.5MPa,印刷次数3。
然后,以升温速率为0.5℃/min将温度升高至400℃进行排胶,维持8h;烧结时,以升温速率为1℃/min将温度升高至1400℃进行烧结,烧结维持2h;最后自然降温至室温,形成多孔薄膜。
上述方法制备得到的多孔薄膜的厚度为68μm,孔径为1.87μm,孔径均一。
实施例3
配方(以质量份数计):
分别称取配方量的松油醇、蓖麻油和聚氧丙烯甘油醚,混合均匀,再加入配方量的钇稳定氧化锆和碳粉,加入2倍质量于钇稳定氧化锆的锆球,行星球磨12h。
再加入配方量的聚二甲基硅氧烷和聚乙烯醇缩丁醛,球磨16h,并将锆球取出。
取出锆球后的浆料经200目滤布过滤,并使用KEKO机丝网印刷过滤得到的浆料,得到浆料薄膜。印刷参数:网高500μm,刮胶速度3.8cm/s,压力0.5MPa,印刷次数3。
然后,以升温速率为0.5℃/min将温度升高至400℃进行排胶,维持8h;烧结时,以升温速率为1℃/min将温度升高至1400℃进行烧结,烧结维持2h;最后自然降温至室温,形成多孔薄膜。
上述方法制备得到的多孔薄膜的厚度为60μm,孔径为2.73μm,孔径均一。
实施例4
配方(以质量份数计):
分别称取配方量的正丁醇、甲基丙烯酸二甲氨基溴代烷季铵盐-苯乙烯共聚物和苯乙酸月桂醇,混合均匀,再加入配方量的氧化锆和碳酸钙,加入3倍质量于氧化锆的锆球,行星球磨8h。
再加入配方量的聚甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸树脂,球磨16h,并将锆球取出。
取出锆球后的浆料经200目滤布过滤,并使用KEKO机丝网印刷过滤得到的浆料,得到浆料薄膜。印刷参数:网高500μm,刮胶速度3.8cm/s,压力0.5MPa,印刷次数3。
然后,以升温速率为0.5℃/min将温度升高至400℃进行排胶,维持8h;烧结时,以升温速率为1℃/min将温度升高至1400℃进行烧结,烧结维持2h;最后自然降温至室温,形成多孔薄膜。
上述方法制备得到的多孔薄膜的厚度为70μm,孔径为3.52μm,孔径均一。
实施例5
配方(以质量份数计):
分别称取配方量的叔丁基卡必醇醋酸酯、三乙醇胺和苯基聚三甲基硅氧烷,混合均匀,再加入配方量的二氧化钛和聚苯乙烯微球,加入2倍质量于钇稳定氧化锆的锆球,行星球磨8h。
再加入配方量的乙基纤维素和氟改性丙烯酸酯,球磨24h,并将锆球取出。
取出锆球后的浆料经200目滤布过滤,并使用KEKO机丝网印刷过滤得到的浆料,得到浆料薄膜。印刷参数:网高500μm,刮胶速度3.8cm/s,压力0.5MPa,印刷次数3。
然后,以升温速率为0.5℃/min将温度升高至400℃进行排胶,维持8h;烧结时,以升温速率为1℃/min将温度升高至1400℃进行烧结,烧结维持2h;最后自然降温至室温,形成多孔薄膜。
上述方法制备得到的多孔薄膜的厚度为70μm,孔径为4.09μm,孔径均一。
实施例6
配方(以质量份数计):
分别称取配方量的无水乙醇、丙烯酸-丙烯酸酯季铵盐共聚物和甲基烷基聚硅氧烷,混合均匀,再加入配方量的钇稳定氧化锆和碳酸钡,加入2倍质量于三氧化二铝的锆球,行星球磨12h。
再加入配方量的聚甲基丙烯酸乙酯和二丙酮醇,球磨24h,并将锆球取出。
取出锆球后的浆料经200目滤布过滤,并使用KEKO机丝网印刷过滤得到的浆料,得到浆料薄膜。印刷参数:网高500μm,刮胶速度3.8cm/s,压力0.5MPa,印刷次数3。
然后,以升温速率为0.5℃/min将温度升高至400℃进行排胶,维持8h;烧结时,以升温速率为1℃/min将温度升高至1400℃进行烧结,烧结维持2h;最后自然降温至室温,形成多孔薄膜。
上述方法制备得到的多孔薄膜的厚度为72μm,孔径为4.19μm,孔径均一。
实施例7
配方(以质量份数计):
分别称取配方量的二元酸酯(DBE)、己二醇、聚硅氧烷-丙烯酸酯季铵盐共聚物和甲基乙烯基聚硅氧烷,混合均匀,再加入配方量的钇稳定氧化锆和淀粉,加入2倍质量于钇稳定氧化锆的锆球,行星球磨16h。
再加入配方量的羟丙基甲基纤维素和聚甲基烷基硅氧烷,球磨8h,并将锆球取出。
取出锆球后的浆料经325目滤布过滤,并使用KEKO机丝网印刷过滤得到的浆料,得到浆料薄膜。印刷参数:网高500μm,刮胶速度3.8cm/s,压力0.5MPa,印刷次数4。
然后,以升温速率为0.5℃/min将温度升高至400℃进行排胶,维持8h;烧结时,以升温速率为1℃/min将温度升高至1400℃进行烧结,烧结维持2h;最后自然降温至室温,形成多孔薄膜。
上述方法制备得到的多孔薄膜的厚度为74μm,孔径为2.44μm,孔径均一。
实施例8
配方(以质量份数计):
分别称取配方量的松油醇、叔丁基卡必醇醋酸酯、三乙醇胺和聚醚改性有机硅,混合均匀,再加入配方量的二氧化钛和聚苯乙烯微球,加入2倍质量于二氧化钛和聚苯乙烯微球的锆球,行星球磨16h。
再加入配方量的羟丙基甲基纤维素和三聚氰胺甲醛树脂,球磨24h,并将锆球取出。
取出锆球后的浆料经200目滤布过滤,并使用KEKO机丝网印刷过滤得到的浆料,得到浆料薄膜。印刷参数:网高500μm,刮胶速度3.8cm/s,压力0.5MPa,印刷次数4。
然后,以升温速率为0.5℃/min将温度升高至400℃进行排胶,维持8h;烧结时,以升温速率为1℃/min将温度升高至1400℃进行烧结,烧结维持2h;最后自然降温至室温,形成多孔薄膜。
上述方法制备得到的多孔薄膜的厚度为89μm,孔径为2.44μm,孔径均一。
实施例9
配方(以质量份数计):
分别称取配方量的甘油、松油醇、烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸季铵盐共聚物和聚醚改性有机硅,混合均匀,再加入配方量的三氧化二铝和碳酸氢铵,加入与三氧化二铝总质量相同的锆球,行星球磨24h。
再加入配方量的聚乙二醇甲基丙烯酸酯和氟碳化合物,球磨8h,并将锆球取出。
取出锆球后的浆料经160目滤布过滤,并使用KEKO机丝网印刷过滤得到的浆料,得到浆料薄膜。印刷参数:网高500μm,刮胶速度3.8cm/s,压力0.5MPa,印刷次数4。
然后,以升温速率为0.5℃/min将温度升高至400℃进行排胶,维持8h;烧结时,以升温速率为1℃/min将温度升高至1400℃进行烧结,烧结维持2h;最后自然降温至室温,形成多孔薄膜。
上述方法制备得到的多孔薄膜的厚度为92μm,孔径为3.04μm,孔径均一。
实施例10
用扫面电镜对实施例5制得的多孔薄膜的表面形貌进行观察,得到图2。图2为随机选取的实施例5制得的多孔薄膜的某一表面区域在1.5KX放大倍数下的形貌图。
由图2中可以看出,实施例6制得的多孔薄膜的孔隙均匀性好。随机选取两个孔隙对其进行测量,分别得到V1=3.052μm,V2=5.136μm。从测量结构可以看出,实施例6中的多孔薄膜的制备方法制备得到的多孔薄膜的成孔均匀性好。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多孔薄膜,其特征在于,所述多孔薄膜的制备原料包括以质量份数计的以下成分:
2.根据权利要求1所述的多孔薄膜,其特征在于,所述无机粉体选自二氧化钛、三氧化二铝、氧化锆和钇稳定氧化锆中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的多孔薄膜,其特征在于,所述粘接剂选自聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯和聚乙二醇甲基丙烯酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的多孔薄膜,其特征在于,所述造孔剂选自碳粉、碳酸钡、碳酸钙、碳酸氢铵、淀粉、聚苯乙烯微球和聚甲基丙烯酸甲酯微球中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的多孔薄膜,其特征在于,所述分散剂选自蓖麻油、三油酸甘油酯、三乙醇胺、丙烯酸-丙烯酸酯季铵盐共聚物、烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸季铵盐共聚物、聚硅氧烷-丙烯酸酯季铵盐共聚物、甲基丙烯酸二甲氨基溴代烷季铵盐-苯乙烯共聚物中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的多孔薄膜,其特征在于,所述流平剂选自二丙酮醇、聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、有机改性聚硅氧烷、丙烯酸树脂,脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、氟改性丙烯酸酯和氟碳化合物中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的多孔薄膜的制备方法,其特征在于,所述消泡剂选自聚氧丙烯甘油醚、苯乙酸月桂醇、聚醚改性有机硅、聚二甲基硅氧烷、甲基烷基聚硅氧烷、苯基聚三甲基硅氧烷和甲基乙烯基聚硅氧烷中的至少一种。
8.一种权利要求1~7中任一项所述的多孔薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下操作:
将无机粉体、造孔剂、有机溶剂、分散剂和消泡剂混合,第一次研磨,得到混悬液,其中,所述无机粉体的质量份数为30份~40份,所述造孔剂的质量份数为5份~15份,所述有机溶剂的质量份数为15份~25份,所述分散剂的质量份数为0.3份~5.5份,所述消泡剂的质量份数为0.1份~1份;
向所述混悬液中加入粘接剂和流平剂,第二次研磨,过滤,收集滤液,得到浆料,其中,所述粘接剂的质量份数为15份~38份,所述流平剂的质量份数为0.1份~1.5份;以及
排胶烧结所述浆料,得到多孔薄膜。
9.根据权利要求8所述的多孔薄膜的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂选自叔丁基卡必醇醋酸酯、二元酸酯、甘油、松油醇、无水乙醇、己二醇和正丁醇中的至少一种。
10.根据权利要求8所述的多孔薄膜的制备方法,其特征在于,所述排胶烧结所述浆料的操作为:采用丝网印刷法印刷所述浆料,以升温速率为0.5℃/min将温度升高至400℃进行排胶,维持8h;以升温速率为1℃/min将温度升高至1400℃进行烧结,烧结维持2h;最后自然降温至室温。
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