CN109796042B - 一种加胶制备固相法钛酸钡方法 - Google Patents

Abstract

固相法是常见的钛酸钡制备方法，但是存在烧结分散不均问题，许多研究提出采用微波，喷雾等烘干技术，提高了粉体煅烧分散性能。但是微波或喷雾技术相对蒸汽烘箱干燥技术，成本高，且无法解决高温煅烧团聚问题。本发明通过加胶固化二氧化钛与钛酸钡的研磨粉末，后经烘干、煅烧，保证了在钛酸钡在煅烧成型过程中的均一性，避免了现有烘箱干燥偏析问题及高温团聚问题，从而提高钛酸钡产品Ba/Ti比不均匀及产品分散差问题。

Description

一种加胶制备固相法钛酸钡方法

技术领域

本发明属于电子材料领域，涉及一种加胶制备固相法钛酸钡的方法。

背景技术

钛酸钡作为重要的电子基础材料，广泛应用于限流保护、消磁、启动、发热元件、积层电容元件、压电元件、发光元件等领域，随着电子材料不断朝着智能化、可靠化、微型化方向发展，为实现这一发展将大大增加电子元件的需求，而作为电子材料基础的钛酸钡的需求将会大增，其应用也将更加广阔

目前钛酸钡市场主要采用固相法，水热法，草酸法工艺，其中固相法因成本较低，Ba/Ti比易于控制，工艺简单等特点成为主流工艺。固相法采用碳酸钡与二氧化钛球磨砂磨进行分散，而后烘干，传统烘箱烘干存在碳酸钡与二氧化钛分层，进而导致Ba/Ti比不均匀。而改进后的喷雾或微波干燥技术基本上解决了这一问题，但对于烧结过程中的团聚问题仍存在一定改进空间。本发明通过加胶固化，可解决烘干与烧结过程团聚与分散问题，而且采用传统蒸汽烘箱干燥烘干成本略低于现有的微波及喷雾干燥过程。

发明内容

本发明的目的在于通过加胶制备固相法钛酸钡以解决现有固相法制备钛酸钡过程中团聚严重、Ba/Ti比不均匀的问题。

本发明采用的技术方案为：一种加胶制备固相法钛酸钡的方法，其特征在于如下步骤：

（1）溶剂配制：在搅拌状态下，将胶水与分散剂加到水中，制得溶液a；

（2）搅拌砂磨：将二氧化钛与碳酸钡加到步骤1溶液a中，循环砂磨30-60min；

（3）烘干：采用烘箱干燥(20—150℃)，水分低于0.5%时手动研磨过40目筛网；

（4）煅烧：温度1000℃-1100℃，升温速率3℃/min，保温2-3小时。

进一步的，步骤（1）中使用的胶水与水的比例为5：100。

进一步的，步骤（1）中使用的胶水为聚乙烯醇pva1788和乙酸乙烯混合物，聚乙烯醇pva1788和乙酸乙烯的比例为2:1。

进一步的，步骤（1）中使用的分散剂为聚丙烯酰胺和聚乙二醇混合物，聚丙烯酰胺和聚乙二醇的比例为3:1。

进一步的，聚乙烯醇pva1788和乙酸乙烯混合物与二氧化钛和碳酸钡总质量比为1‰-3‰，分散剂与二氧化钛和碳酸钡总质量比为0.5‰-1.8‰，碳酸钡与二氧化钛的Ba/Ti（摩尔比）为0.995-1.005，固体与液体质量比为1。

进一步的，聚乙烯醇pva1788和乙酸乙烯混合物与二氧化钛和碳酸钡总质量比为2‰。

进一步的，分散剂与二氧化钛和碳酸钡总质量比为1.5‰。

进一步的，步骤（4）中的煅烧温度优选为1000摄氏度，保温2小时。

借由上述方案，本发明至少有以下优点：

1）本发明通过在搅拌磨砂过程中加入适量的胶水与分散剂，保证了其在烘干煅烧之前的均一性，避免了传统搅拌磨砂过程中二氧化钛和碳酸钡分散不均匀的问题。

2）本发明在烘干过程中由于胶水固化的原因，仍保证了其分散性及均一性。

3）本发明最终所制得的钛酸钡粉体克服了现有固相法制备钛酸钡粉体团聚严重的问题，且Ba/Ti比高达99%以上。

4）本发明采用固相法更适应于大规模生产，且胶水的成本较低，在保证所制得钛酸钡颗粒均匀、均一性高的前提下，相对于现有的喷雾或微波干燥技术成本优势更高。

附图说明：

图1为实施例9所制备的钛酸钡粉末的SEM图。

具体实施方式

实施例1-9

将250g聚乙烯醇pva1788和乙酸乙烯混合物（其中，聚乙烯醇pva1788和乙酸乙烯的比例为2:1）加到5kg水中，60-70℃溶解，用筛网过滤，制得胶水。而后称取5.56 g胶水与0.28g聚丙烯酰胺和聚乙二醇的混合分散剂加到272.18g 的纯水中（其中聚丙烯酰胺和聚乙二醇比例为3:1），搅拌溶解。而后依次加入80.05g二氧化钛与197.34g碳酸钡（Ba/Ti=1，二氧化钛与碳酸钡灼烧损失分别为0.28%，0.32%），搅拌后通过砂磨机循环磨60分钟，而后用120℃烘箱干燥，水分＜0.5%时手动过40目筛网 进行煅烧，温度1000-1100℃，保温2-3小时。测试结果如表1：

由表1可知随着煅烧温度的升高或煅烧时间的延长，晶粒的粒径越来越大，当煅烧温度为1000℃，煅烧时间为2小时时所制得的钛酸钡晶粒粒径最小。参见图1可以看出最终所制得的钛酸钡晶粒无明显团聚现象，晶粒粒径均匀，分散性均一。

实施例10-16

在实施例1-9的方法下，进行了分散剂比例的实验。Ba/Ti=0.995，固液比为1，聚乙烯醇pva1788和乙酸乙烯混合物与二氧化钛和碳酸钡总质量比为2‰，搅拌砂磨60分钟，用120℃烘箱干燥，水分＜0.5%时手动过40目筛网进行煅,2小时，温度1000℃，保温2小时。测试结果如表2：

由表2可知分散剂的比例对于晶粒的粒径有着显著的影响，当聚丙烯酰胺与聚乙二醇比例为3:1时其粒径最小。

实施例17-25

在实施例1-9的方法下，固定了分散剂含量为1.5‰，Ba/Ti=0.995，固液比为1，pva1788和乙酸乙烯比例不同。 搅拌砂磨60分钟，用120℃烘箱干燥，水分＜0.5%时手动过40目筛网进行煅烧，温度1000℃，保温2小时。测试结果如表3：

由表3可知当分散剂的含量为二氧化钛和碳酸钡总质量的1.5‰，pva1788和乙酸乙烯比例为2:1时所制得的钛酸钡晶粒粒径最小。

实施例26-34

在实施例1-9的方法下，Ba/Ti=0.995，固液比为1，聚乙烯醇pva1788和乙酸乙烯混合物与二氧化钛和碳酸钡总质量比为2‰，固定了pva1788和乙酸乙烯比例，设置分散剂含量不同。 搅拌砂磨60分钟，用120℃烘箱干燥，水分＜0.5%时手动过40目筛网进行煅烧，温度1000℃，保温2小时。测试结果如表4：

由表4可知当pva1788和乙酸乙烯比例为2:1时，分散剂的含量为二氧化钛和碳酸钡总质量的1.5‰时所制得的钛酸钡晶粒粒径最小。

由以上试验数据可知本发明可以通过固相法在保证生产成本较小的前提下使得最终所制得的钛酸钡成品无论是从产品形态、Ba/Ti比还是均一性、分散性方面都较现有的固相法制备钛酸钡具备更大的优势。

Claims (5)

1.一种加胶制备固相法钛酸钡的方法，其特征在于如下步骤：

（1）溶剂配制：在搅拌状态下，将胶水与分散剂加到水中，制得溶液a；

（2）搅拌砂磨：将二氧化钛与碳酸钡加到步骤1溶液a中，循环砂磨30-60min；

（3）烘干：采用烘箱干燥，温度为20—150℃，水分低于0.5%时手动研磨过40目筛网；

（4）煅烧：温度1000℃-1100℃，升温速率3℃/min，保温2-3小时；

所述胶水为聚乙烯醇pva1788和乙酸乙烯混合物，聚乙烯醇pva1788和乙酸乙烯混合物的比例为2:1，聚乙烯醇pva1788和乙酸乙烯混合物与二氧化钛和碳酸钡总质量比为1‰-3‰；所述分散剂为聚丙烯酰胺和聚乙二醇混合物，聚丙烯酰胺和聚乙二醇的比例为3:1，分散剂与二氧化钛和碳酸钡总质量比为0.5‰-1.8‰。

2.根据权利要求1所述一种加胶制备固相法钛酸钡的方法，其特征在于：步骤（1）中使用的胶水与水的比例为5：100。

3.根据权利要求1所述的一种加胶制备固相法钛酸钡的方法，其特征在于：碳酸钡与二氧化钛的Ba/Ti摩尔比为0.995-1.005，固体与液体质量比为1。

4.根据权利要求1所述的一种加胶制备固相法钛酸钡的方法，其特征在于：聚乙烯醇pva1788和乙酸乙烯混合物与二氧化钛和碳酸钡总质量比为2‰，分散剂与二氧化钛和碳酸钡总质量比为1.5‰。

5.根据权利要求1所述的一种加胶制备固相法钛酸钡的方法，其特征在于：步骤（4）中的煅烧温度为1000摄氏度，保温2小时。

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