CN1321943C - 陶瓷粉料水基流延工艺用的浆料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水基流延用的陶瓷浆料，属于陶瓷薄膜制备工艺领域。其特征在于该浆料以水为溶剂，聚乙烯醇为粘结剂，丙二醇为塑性剂；丙二醇和聚乙烯醇的质量比为1∶2-2∶1；使用的聚乙烯醇的聚合度为1200-2000，醇解度为55-99%，丙二醇为1，3-丙二醇和1，2-丙二醇中一种或两种按任意比例的混合物。在浆料中，当陶瓷颗粒的体积量为30%时，粘结剂和塑性剂在浆料中的体积含量为5.5-7.5%。本发明提供的水基流延工艺用的浆料，可降低浆料的表面张力，使其和普通采用Mylar流延膜带的表面张力接近，达到良好润湿的目的。它适用于Al2O3、SiC、Si3N4或TiC等常用的陶瓷材料的流延法成型。

Description

陶瓷粉料水基流延工艺用的浆料
技术领域
本发明涉及一种陶瓷粉料水基流延工艺用的浆料，更确切地说涉及采用水作为溶剂，通过选择合适的粘结剂和塑性剂，控制流延浆料的表面张力，提高在流延膜带上的润湿性，属于陶瓷薄膜的制备工艺领域。
背景技术
流延(doctor-blade Casting)是制备薄膜材料的工艺之一，在材料的结构设计和功能开发方面也有重要应用，流延工艺包括水基和非水基流延两种。非水基流延工艺目前已比较成熟，(1.USP 4587068 Method ofmaking ceramic tapes，May 6，1986 Borase，et al.2.USP 4353958 Greenceramic tapes and method of producing them，Oct.12，1982，Kita et al.3.USP4329271 Flexible ceramic tape and method of making same，Oct.12，1982，Kemret al.4.USP 5904892 Tape casting carbide dummy wafer，May18，1999，Holmes.)，制备的膜片结构均匀，强度高，柔韧性好，便于切割和加工，已在工业生产中应用多年。但是，非水基流延过程需使用大量有毒的有机物作为溶剂，生产成本高，排放后造成环境污染，有害人体健康。与此相比，水基流延则采用水作为溶剂，有机物用量少，成本低，污染小，环境相容性好，对人体健康无害，便于大规模生产，因此，近年来，人们对水基流延工艺进行了许多研究。但是，目前商业化的流延设备，普遍采用Mylar(迈拉，聚酯类高分子商品名)作为流延膜带，该膜带主要是针对非水基流延设计的，表面张力通常在20达因左右，而水基流延的浆料，表面张力比较高，因此，现有的浆料在流延膜带上面的润湿性很差，流延薄膜在干燥之前，通常会有非常明显的收缩。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以应用于流延成型，与流延膜带Mylar润湿性能良好的水基流延浆料的配方，主要是选择合适的粘结剂及塑性剂，通过粘结剂和塑性剂的双重作用，降低流延浆料的表面张力，使其和Mylar的表面张力接近，达到良好润湿的目的。
本发明采用水作为流延工艺中唯一的溶剂。采用聚乙烯醇(PVA)作为粘结剂，PVA的聚合度在1200-2000之间，醇解度在50％-99％之间。选用丙二醇为塑性剂；
下面对本发明作详细说明。本发明使用的粘结剂为聚乙烯醇。塑性剂为丙二醇。
聚乙烯醇主要有以下两种结构：
Figure C20041001774800041
1，3-乙二醇结构                             1，2-乙二醇结构
式中x取值范围为500-1000。上述二种结构表示完全醇解的聚乙烯醇。由于PVA是从聚羧酸甲酯醇解得到的，醇解度不同，则最后PVA中剩余的羧酸甲酯的数目也有差异。对于醇解度50％的聚乙烯醇，则上述结构中有一半羧基仍然为羧酸甲酯。
可以用作本发明的聚乙烯醇醇解度通常有四种，即50％，78％，88％，99％，本发明采用的PVA可以是单一一种醇解度的PVA，也可以是两种或者多种不同醇解度的PVA的任意比例的混合物，其中醇解度范围在50％-99％之间。。用于本发明的聚乙烯醇的聚合度在1000-2000之间。优选的聚合度在1200-1700之间。聚乙烯醇在工业上应用很广，诸如在造纸、纺织、印刷以及医药工业，其生产工艺已十分成熟，不同聚合度及醇解度的产品都可以买到，价格低廉，其制备方法在聚乙烯醇技术领域也众所周知。
塑性剂的结构如下：
Figure C20041001774800051
1，3-丙二醇                              1，2-丙二醇
塑性剂采用1，3-丙二醇和1，2-丙二醇中的一种或者两种按的任何比例的混合物作为塑性剂。丙二醇和PVA的质量比为1∶2-2∶1。优选的质量比为1∶1-3∶2。提高塑性剂的用量可以避免膜的表面有微小的凹坑，但过多的塑性剂则会降低膜的强度。丙二醇的制备方法在工业上也比较成熟。
粘结剂和塑性剂在浆料中的含量，随浆料中的陶瓷颗粒的体积含量不同而有差异。在浆料中，当陶瓷颗粒的体积含量为30％时，粘结剂在浆料中的体积含量在5.5-7.5％之间，质量含量在6.9-7.2％之间。
采用其他的塑性剂如PEG、甘油等，也可以得到完整的流延膜。但是，制备的浆料，不能润湿Mylar。本发明提供了一种普适的可以良好润湿Mylar膜带的陶瓷浆料，而这种润湿性配方在其他专利和文献中尚未见报道。
本发明提出的流延工艺很容易实现，工艺过程也易于控制。提供的水基流延用的陶瓷浆料不仅适用于以Al2O3为代表的氧化物，而且适用于SiC，Si3N4，TiC等非氧化物陶瓷材料的流延法成型。(详见实施例)
具体实施方式
以下所述实施例详细阐明了本发明的实质性特点和显著的进步。
实施例1
将64克中位粒径为2微米的SiC加入到20ml含分散剂的水中，球磨24h。加入12wt％的PVA溶液。其中，PVA的总质量为6.17克，醇解度为99％。加入丙二醇，其中，丙二醇的质量与PVA相同，1，3-丙二醇的质量为丙二醇的总质量的30％，继续球磨24小时。得到的浆料粘度在350-600mPa.s之间。将得到的浆料过滤，真空脱气，然后流延，自然干燥4小时。
实施例2
将64克中位粒径为0.6微米的Si3N4，加入到20ml含分散剂的水中，球磨24h。加入12wt％的PVA溶液。其中，PVA的总质量为6.17克，醇解度为88％。加入丙二醇，丙二醇的质量与PVA相同，1，3-丙二醇的质量为丙二醇的总质量的50％，继续球磨20小时。得到的浆料粘度在350-600mPa.s之间。将得到的浆料过滤，真空脱气，然后流延，自然干燥6小时。
实施例3
将140克中位粒径为3微米的TiC加入到20ml含分散剂的水中，球磨24h。加入12wt％的PVA溶液。其中，PVA的总质量为8.74克，醇解度为78％。加入丙二醇，其中，丙二醇的质量与PVA相同，1，3-丙二醇的质量为丙二醇的总质量的80％，继续球磨18小时。得到的浆料粘度在300-600mPa.s之间。将得到的浆料过滤，真空脱气，然后流延，自然干燥7小时。
实施例4
将80克中位粒径为0.4微米的Al2O3加入到20ml含分散剂的水中，球磨24h。加入12wt％的PVA溶液。其中，PVA的总质量为6.20克，醇解度为50％。加入1，3-丙二醇，丙二醇的质量与PVA相同，继续球磨24小时。得到的浆料粘度在250-600mPa.s之间。其余同实施例1。
实施例5
将64克SiC加入到20ml含分散剂的水中，球磨24h。加入13wt％的PVA溶液。PVA的醇解度为50％和78％两种。其中PVA的总质量为4.58克，醇解度为50％的PVA的质量为PVA总质量的60％，加入丙二醇，丙二醇的质量与PVA相当，1，2-丙二醇的质量为丙二醇的总质量的50％，继续球磨18小时。得到的浆料粘度在250-500mPa.s之间。其余同实施例1。
实施例6
将64克Si3N4’加入到20ml含分散剂的水中，球磨24h。加入13wt％的PVA溶液。PVA的醇解度为50％和88％两种。其中PVA的总质量为4.58克，醇解度为50％的PVA的质量为PVA总质量的80％，加入丙二醇，丙二醇的质量与PVA相当，1，2-丙二醇的质量为丙二醇的总质量的80％，继续球磨16小时。得到的浆料粘度在250-450mPa.s之间。其余同实施例2。
实施例7
将140克中位粒径为3微米的TiC加入到20ml含分散剂的水中，球磨24h。加入13wt％的PVA溶液。PVA的醇解度为50％和99％两种，其中PVA的总质量为4.58克，醇解度为50％的PVA的质量为粘结剂总质量的50％。加入1，2-丙二醇，丙二醇的质量与PVA相当。搅拌6小时。得到的浆料粘度在250-400mPa.s之间。其余同实施例4。

Claims (7)

1.一种陶瓷粉体水基流延工艺用的浆料，其特征在于：
(1)以水为溶剂；聚乙烯醇为粘结剂；丙二醇为塑性剂；
(2)丙二醇和聚乙烯醇的质量比为1∶2-2∶1；
(3)浆料中陶瓷颗粒的体积含量为30％时，粘结剂在浆料中的体积含量介于5.5-7.5％之间。
2.按权利要求1所述的水基流延工艺用的浆料，其特征在于所述的聚乙烯醇的聚合度在1200-2000之间，醇解度在50-99％之间。
3.按权利要求l所述的水基流延工艺用的浆料，其特征在于所述的聚乙烯醇的聚合度在1200-1700之间。
4.按权利要求1或2所述的水基流延工艺用的浆料，其特征在于选用一种醇解度的聚乙烯醇，或是两种或多种不同醇解度的聚乙烯醇的任意比例的混合物；选用醇解度分别为50％、78％、88％或99％的聚乙烯醇。
5.按权利要求1所述的水基流延工艺用的浆料，其特征在于所述的丙二醇和聚乙烯醇的质量比为l∶l-3∶2。
6.按权利要求1所述的水基流延工艺用的浆料，其特征在于丙二醇采用1，3-丙二醇和1，2-丙二醇中一种或者两种按任意比例的混合物。
7.按权利要求1所述的水基流延工艺用的浆料，适用于Al2O3、SiC、Si3N4或TiC的陶瓷材料流延工艺。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100551874C (zh) * 2007-04-27 2009-10-21 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种对已成型的水基流延膜进行重新流延成型的方法
CN101265086B (zh) * 2008-04-11 2011-01-19 华中科技大学 一种片式正温度系数热敏陶瓷的水基流延成型方法
CN105254306A (zh) * 2015-09-30 2016-01-20 西北工业大学 一种高导热氮化硅陶瓷的制备方法
CN105272263B (zh) * 2015-10-09 2018-12-07 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种制备反应烧结碳化硅含碳多孔素坯的水基流延方法
CN107602129B (zh) * 2017-10-12 2020-09-01 华中科技大学 一种SiC的水基流延制备方法
CN108910888A (zh) * 2018-08-01 2018-11-30 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种碳化硅纳米线宏观有序体及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1527566A (en) * 1976-06-10 1978-10-04 Ngk Insulators Ltd Method of producing a crack-free ceramic honeycomb structure
CN1373697A (zh) * 1999-07-15 2002-10-09 联合讯号公司 水性注模原料的连续配料方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1527566A (en) * 1976-06-10 1978-10-04 Ngk Insulators Ltd Method of producing a crack-free ceramic honeycomb structure
CN1373697A (zh) * 1999-07-15 2002-10-09 联合讯号公司 水性注模原料的连续配料方法

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