CN111592806A - 一种硅碳棒冷端冷态覆铝方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种硅碳棒冷端冷态覆铝方法。该技术方案利用铝粉、丙烯酸乳液、分散剂、消泡剂、流平剂、增稠剂及去离子水等作为原料，按一定比例和次序混匀，制成水性丙烯酸铝粉漆；然后，将水性丙烯酸铝粉漆均匀覆在硅碳棒冷端部的表面；最后，经自然晾干或烘干即成覆铝层。本发明采用冷态敷铝方法，工艺简单，成本低廉，效果与喷铝相当；以丙烯酸乳液作为成膜物质，保证了铝膜具有优异的硬度和附着力；稀料与铝粉末以合理的浓度敷于硅碳棒冷端部表面，形成结合牢固的铝层，使用过程中不易脱落，且保证了良好的导电性。

Description

一种硅碳棒冷端冷态覆铝方法
技术领域
本发明涉及碳化硅电热元件技术领域，具体涉及一种硅碳棒冷端冷态覆铝方法。
背景技术
为了保证碳化硅电热元件(简称硅碳棒)冷端与导电夹头接触严密，减小接触电阻，需要在硅碳棒件的冷端部覆铝。硅碳棒传统的覆铝方法是热喷涂，俗称喷铝，即用电喷机或金属火焰喷涂机，通过电或氧炔焰将铝丝熔化成液体，在压缩空气的吹散下，将熔化的铝液喷涂到硅碳棒的冷端部位，以提高硅碳棒接线处的导电性。
传统的热喷铝工艺复杂，操作要求高，成本投入大。并且，喷铝过程中会产生铝粉的飞扬，易造成环境污染，需要专门的负压水浴箱回收扬尘。因此，亟需探索开发一种易操作、低成本的冷态覆铝方法。与此同时，应确保冷态覆铝层能够与碳化硅棒体牢固结合，并保证良好的导电性能。
发明内容
本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种硅碳棒冷端冷态覆铝方法，以解决现有技术中，传统热喷铝工艺复杂、成本较高，且污染环境的技术问题。
本发明要解决的另一技术问题是，当采用冷态覆铝工艺时，如何确保冷态覆铝层能够与碳化硅棒体牢固结合，并保证良好的导电性能。
为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：
一种硅碳棒冷端冷态覆铝方法，包括以下步骤：将水性丙烯酸铝粉漆均匀涂覆在硅碳棒冷端部表面，而后进行干燥；其中，所述水性丙烯酸铝粉漆包括以下质量百分比的成分：丙烯酸乳液30.0％～45.0％，去离子水15.0％～20.0％，分散剂2.5％～4.0％，助溶剂10.0％～25.0％，水性铝粉35.0％～50.0％，消泡剂0.1％～0.3％，增稠剂1.0％～1.5％，流平剂0.1％～0.2％。
作为优选，所述水性丙烯酸铝粉漆由以下质量百分比的成分组成：丙烯酸乳液30.0％～45.0％，去离子水15.0％～20.0％，分散剂2.5％～4.0％，助溶剂10.0％～25.0％，水性铝粉35.0％～50.0％，消泡剂0.1％～0.3％，增稠剂1.0％～1.5％，流平剂0.1％～0.2％。
作为优选，所述助溶剂为丙二醇甲醚助溶剂。
作为优选，所述水性丙烯酸铝粉漆是由以下方法制备的：将配方量的水性铝粉、配方量的助溶剂、配方量的分散剂、一部分去离子水混合分散，得到铝银浆分散液；将所得的铝银浆分散液与配方量的丙烯酸乳液、余量的去离子水、配方量的消泡剂、配方量的流平剂混合，以300～400r/min的转速搅拌，在所述搅拌的过程中，当温度达到30～45℃时向其中加入配方量的增稠剂，待搅拌均匀，即得到所述水性丙烯酸铝粉漆。
作为优选，所述分散剂是由德国毕克化学公司出品的、型号为BYK190的润湿分散剂；所述分散剂的加入量为0.1％～0.6％。
作为优选，所述水性铝粉中的铝粉颗粒，其几何形状为压延体，呈鳞片状，厚度为0.1～1.5μm；颗粒粒径在10～150μm之间。
作为优选，所述水性铝粉中含有65％～70％的铝粉和30％～35％的溶剂。
作为优选，所述涂覆的方法选自：冷喷、浸渍、刷涂或辊涂。
作为优选，具体包括以下步骤：上件、清理、涂覆、沥漆、干燥、下件；其中，所述清理是进行打磨或吹扫。
作为优选，所述干燥的方法为自然晾干或烘干；所述烘干的温度为60～100℃。
本发明提供了一种硅碳棒冷端冷态覆铝方法。该技术方案利用铝粉、丙烯酸乳液、分散剂、消泡剂、流平剂、增稠剂及去离子水等作为原料，按一定比例和次序混匀，制成水性丙烯酸铝粉漆(亦可称为银浆漆)；然后，将水性丙烯酸铝粉漆均匀覆在硅碳棒冷端部的表面；最后，经自然晾干或烘干即成覆铝层。本发明中，水性丙烯酸铝粉漆易于制备，成膜具有优异的导电性能，与碳化硅基材附着牢固；且涂覆技术要求低，工艺简单，无环境污染。
本发明的技术优势集中体现在以下方面：
(1)采用冷态敷铝方法，工艺简单，成本低廉，效果与喷铝相当。
(2)以丙烯酸乳液作为成膜物质，保证了铝膜具有优异的硬度和附着力。
(3)稀料与铝粉末以合理的浓度敷于硅碳棒冷端部表面，形成结合牢固的铝层，使用过程中不易脱落，且保证了良好的导电性。
具体实施方式
以下将对本发明的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。除有定义外，以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。
一种硅碳棒冷端冷态覆铝方法，主要包括以下特征：
利用铝粉、丙烯酸乳液、分散剂、消泡剂、流平剂、增稠剂及去离子水等作原料，按一定比例和次序混匀，制成银浆漆(水性丙烯酸铝粉漆)；然后，将水性丙烯酸铝粉漆均匀覆在硅碳棒冷端部的表面；最后，经自然晾干或烘干即成覆铝层。
(1)所述水性丙烯酸铝粉漆的主要组份由以下百分含量的原料制成：金属铝粉、丙烯酸乳液、分散剂、消泡剂、流平剂、增稠剂、去离子水。
(2)所述水性丙烯酸铝粉漆的组分配比为(wt％)：丙烯酸乳液30.0～45.0，去离子水15.0～20.0，分散剂2.5～4.0，助溶剂10.0～25.0，水性铝粉35.0～50.0，消泡剂0.1～0.3，增稠剂1.0～1.5，流平剂0.1～0.2。
(3)所述水性丙烯酸铝粉漆的制备：先将水性铝粉加入去离子水、丙二醇甲醚助溶剂和分散剂进行分散，制成铝银浆分散液；然后将丙烯酸乳液、去离子水、各种助剂、铝银浆分散液按配方比例以一定的顺序加入到配料锅中，在300～400r/min转速下搅拌均匀，在搅拌过程当温度达到30～45℃度时加入增稠剂，制得水性铝粉浸漆。
(4)所述水性铝粉浆，其特征是其铝粉颗粒的几何形状为压延体，呈微小鳞片状，厚度为0.1～1.5μm；颗粒粒径分布为直径在10～150μm之间。
(5)所述铝粉浆含65％～70％铝粉和30％～35％溶剂，包括漂浮型铝粉浆和非漂浮型铝粉浆。
(6)所述水性铝粉浸漆的制备过程中，需加入提高铝粉的润湿分散，防止沉降、聚集的分散剂。润湿分散剂以用于水性涂料体系的BYK190为佳，加入量为0.1％～0.6％。
(7)将制成的水性丙烯酸铝粉漆均匀涂覆在硅碳棒冷端部的表面，再经自然晾干或烘干即成覆铝层。
(8)所述水性丙烯酸铝粉漆的涂覆方法包括：冷喷、浸渍、刷涂、辊涂等等，覆铝层的厚度可通过银粉浆的浓度及浸渍提拉次数或刷涂遍数控制。
(9)涂覆通常要经历几个步骤：上件、清理、浸(刷、辊或喷)漆、沥漆、烘干、下件。由于硅碳棒表面多少会有些异物，所以应作适当的处理。一般是进行打磨或吹扫清理，然后经过浸(刷、辊或喷)漆，再进行沥漆、烘干，完成涂覆工作。
(10)所述水性丙烯酸铝粉漆的涂覆干燥可以然晾干，但为了提高效率，可以进行烘烤干燥，烘烤温度宜为60℃～100℃为宜。
(11)所述水性丙烯酸铝粉漆需加入流平剂，可以避免铝粉漆流挂问题，保证形成平整的覆铝层。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硅碳棒冷端冷态覆铝方法，其特征在于包括以下步骤：将水性丙烯酸铝粉漆均匀涂覆在硅碳棒冷端部表面，而后进行干燥；其中，所述水性丙烯酸铝粉漆包括以下质量百分比的成分：丙烯酸乳液30.0％～45.0％，去离子水15.0％～20.0％，分散剂2.5％～4.0％，助溶剂10.0％～25.0％，水性铝粉35.0％～50.0％，消泡剂0.1％～0.3％，增稠剂1.0％～1.5％，流平剂0.1％～0.2％。
2.根据权利要求1所述的一种硅碳棒冷端冷态覆铝方法，其特征在于所述水性丙烯酸铝粉漆由以下质量百分比的成分组成：丙烯酸乳液30.0％～45.0％，去离子水15.0％～20.0％，分散剂2.5％～4.0％，助溶剂10.0％～25.0％，水性铝粉35.0％～50.0％，消泡剂0.1％～0.3％，增稠剂1.0％～1.5％，流平剂0.1％～0.2％。
3.根据权利要求1所述的一种硅碳棒冷端冷态覆铝方法，其特征在于所述助溶剂为丙二醇甲醚助溶剂。
4.根据权利要求1所述的一种硅碳棒冷端冷态覆铝方法，其特征在于，所述水性丙烯酸铝粉漆是由以下方法制备的：将配方量的水性铝粉、配方量的助溶剂、配方量的分散剂、一部分去离子水混合分散，得到铝银浆分散液；将所得的铝银浆分散液与配方量的丙烯酸乳液、余量的去离子水、配方量的消泡剂、配方量的流平剂混合，以300～400r/min的转速搅拌，在所述搅拌的过程中，当温度达到30～45℃时向其中加入配方量的增稠剂，待搅拌均匀，即得到所述水性丙烯酸铝粉漆。
5.根据权利要求1所述的一种硅碳棒冷端冷态覆铝方法，其特征在于，所述分散剂是由德国毕克化学公司出品的、型号为BYK190的润湿分散剂；所述分散剂的加入量为0.1％～0.6％。
6.根据权利要求1所述的一种硅碳棒冷端冷态覆铝方法，其特征在于，所述水性铝粉中的铝粉颗粒，其几何形状为压延体，呈鳞片状，厚度为0.1～1.5μm；颗粒粒径在10～150μm之间。
7.根据权利要求1所述的一种硅碳棒冷端冷态覆铝方法，其特征在于，所述水性铝粉中含有65％～70％的铝粉和30％～35％的溶剂。
8.根据权利要求1所述的一种硅碳棒冷端冷态覆铝方法，其特征在于，所述涂覆的方法选自：冷喷、浸渍、刷涂或辊涂。
9.根据权利要求1所述的一种硅碳棒冷端冷态覆铝方法，其特征在于，具体包括以下步骤：上件、清理、涂覆、沥漆、干燥、下件；其中，所述清理是进行打磨或吹扫。
10.根据权利要求1所述的一种硅碳棒冷端冷态覆铝方法，其特征在于，所述干燥的方法为自然晾干或烘干；所述烘干的温度为60～100℃。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102067720A (zh) * 2008-06-06 2011-05-18 山特维克材料技术英国有限公司 电阻加热元件
CN106433344A (zh) * 2016-07-20 2017-02-22 江苏足迹涂料有限公司 一种水性金属闪光漆及其制备方法

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