TWI447133B - 陰離子型共聚物及含該共聚物之陶瓷組成物 - Google Patents

陰離子型共聚物及含該共聚物之陶瓷組成物 Download PDF

Info

Publication number
TWI447133B
TWI447133B TW097118629A TW97118629A TWI447133B TW I447133 B TWI447133 B TW I447133B TW 097118629 A TW097118629 A TW 097118629A TW 97118629 A TW97118629 A TW 97118629A TW I447133 B TWI447133 B TW I447133B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
ceramic composition
ceramic
powder
barium titanate
dispersant
Prior art date
Application number
TW097118629A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200948833A (en
Inventor
Kung Chung Hsu
Yi Pin Yang
jing chi Li
Original Assignee
Univ Nat Taiwan Normal
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Nat Taiwan Normal filed Critical Univ Nat Taiwan Normal
Priority to TW097118629A priority Critical patent/TWI447133B/zh
Publication of TW200948833A publication Critical patent/TW200948833A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI447133B publication Critical patent/TWI447133B/zh

Links

Description

陰離子型共聚物及含該共聚物之陶瓷組成物
本發明係關於一種陰離子型共聚物及其應用，特言之，本發明係有關於一種含有作為分散劑之該陰離子型共聚物的陶瓷組成物。
目前電子元件已逐漸朝向小型化、功能性強發展，致使許多製程技術急待突破，由於其中一項便是如何使含有微小粒徑的陶瓷組成物達到更好的分散效果。分散劑被廣泛運用於各種陶瓷材料的粉體粒子分散，當陶瓷材料之粉體粒子粒徑變由微米減少到次微米甚至奈米之後，常因粉體粒徑變小，使得懸浮液中粒子凝集情況變得嚴重，而不易分散，分散性佳的陶瓷組成物在製程上享有絕對的製造優勢，其所製造而成的產品其將有助於提高陶瓷產品之良率，使得電容值更高且更能符合市場需求，以提高產品競爭力。
以陶瓷材料為原料可製造電容器、電感器、熱阻器等等相關電子產品，現有廣泛運用於電子工業之陶瓷材料有鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛等，在製程上，陶瓷材料須先加入溶劑配成漿料，形成所謂的陶瓷組成物後，再進行後續如生胚製成、胚體燒結、熱處理等製程。目前工業上所使用的溶劑有水性及有機溶劑兩種，其中又以水系鈦酸鋇陶瓷組成物對環境污染程度較小。
一般而言，陶瓷組成物之粉體粒子在溶劑中分散效果 的好壞，對於製程品質有極大的影響，分散性較差的陶瓷組成物會因堆積不均勻，導致所製成的生胚胚體的密度較小，燒結胚體亦較不緻密、容易斷裂，進而降低產品良率及電氣性質，所以工業上所配製的陶瓷組成物常須添加分散劑，以利後續製程與獲得良好品質的產品。
以水系陶瓷組成物而言，目前工業上所使用的分散劑大多以丙烯酸的聚合物或共聚物為主，例如聚甲基丙烯酸銨鹽(以上簡稱PMAAN)。近年來，商用分散劑多為聚丙烯酸系分散劑為主，其中較著名有聚甲基丙烯酸銨鹽的聚合物，以目前使用於鈦酸鋇陶瓷組成物之分散劑為例，鈦酸鋇粉體粒子沉降速度快，鋇離子溶出量過多，導致過量溶出的鋇離子將在該鈦酸鋇陶瓷組成物所製成之生胚的乾燥過程中沉積於該粉體粒子表面，不但改變粉體本身粒徑，亦使粉體表面的鋇鈦比例發生變化，導致燒結後之胚體結構較不緻密，影響產品品質與良率，因此所屬技術領域中，仍需要一個新穎的分散劑可改善上述缺點，使組成物達到均勻分散的效果。
有鑑於此，本發明之目的在於提供一種陰離子型共聚物，俾使增加陶瓷組成物之粉體粒子之分散效果。
為達上揭目的，本發明提供一種陰離子型共聚物，具有下式(I)之結構：
式中，R1 和R2 係獨立選自H或具有1至10個碳原子之直鏈或分支鏈烷基；R3 係為Cn H2n ，且n為1至10之整數；R4 係選自CO2 X或SO3 X，且X係選自H、鹼金屬或NH4 ；a為10至5000之整數；b為10到5000之整數。
本發明之一態樣中，該R1 和R2 為甲基，而n為2，R4 為SO3 X，且X為鈉。
本發明亦提供一種陶瓷組成物，包括：(a)陶瓷粉體；(b)作為分散劑的本發明之陰離子型共聚物；及(c)溶劑，其中，該分散劑具有下式(I)之結構：
式中，R1 和R2 係獨立選自H或具有1至10個碳原 子之直鏈或分支鏈烷基；R3 係為Cn H2n ，且n為1至10之整數；R4 係選自CO2 X或SO3 X，且X係選自H、鹼金屬或NH4 ；a為10至5000之整數；b為10到5000之整數。
本發明之陶瓷組成物中，該溶劑為水、去離子水或有機溶劑，其中，以去離子水為佳。
本發明之陶瓷組成物，藉由本發明之分散劑減少陶瓷粉末中的陽離子由組成物漿體中溶出，並提高該組成物所製得之生胚以及後續所燒結之胚體的密度，獲得優異的產品良率及電性。
以下係藉由特定之具體實施例進一步說明本發明之特點與功效，但非用於限制本發明之範疇。
本發明之陰離子型共聚物，具有下式(I)之結構：
其中，R1 和R2 係獨立選自H或具有1至10個碳原子之直鏈或分支鏈烷基；R3 係為Cn H2n ，且n為1至10之整數；R4 係選自CO2 X或SO3 X，且X係選自H、鹼金屬或NH4 ；a為10至5000之整數；b為10到5000之整數。
本發明之具體實例中，該R1 和R2 為甲基。於本發明 之另一具體實例，n為2。又於一具體實例，R4 為SO3 X，且X為鈉。
本發明之共聚物的具體實例中，該共聚物係由經醯胺基取代丙烯酸羧基之單體和具有磺酸基之丙烯酸衍生物單體聚合而得。舉例而言，本發明之共聚物係由甲基丙烯醯胺單體及二(二甲基丙烯酯)乙基磺酸鈉鹽(Sodium 2－(2－methyl acryloyloxy)ethane sulfonate)之單體，反應聚合而得。
本發明亦揭示一種陶瓷組成物，包括陶瓷粉體、作為分散劑之本發明的陰離子型共聚物、以及其餘的溶劑。本發明之陶瓷組成物中，以該陶瓷粉體之重量計，該分散劑的添加量為0.05至1.5 wt%，較佳地，該分散劑的添加量為0.1至1.0 wt%；更佳地，該分散劑的添加量為0.2至0.6 wt%。添加本發明之分散劑能減少陶瓷粉體(例如，但不限於鈦酸鋇)之陽離子自組成物漿體中溶出。
在本發明之陶瓷組成物之具體實例中，該陶瓷粉體之含量佔該陶瓷組成物重量之15 wt%至65 wt%。較佳地，該陶瓷粉體之含量佔該陶瓷組成物重量之20 wt%至60 wt%。又，本發明之陶瓷粉體包括至少一種選自鈦酸鋇、鈦酸鋯、鈦酸鉛、氧化鋁、氧化鋯、氮化鈦或其混合物之粉末。於本發明之另一具體實例中，該陶瓷粉體為鈦酸鋇粉末。
另一方面，為避免陶瓷粉體之陽離子自組成物漿體中溶出，可藉由所屬技術領域中的習知方法，例如以氫氧化 鈉調整本發明之組成物的pH為鹼性，例如pH值為7至12之間；且以pH值為9為較佳。
於添加有本發明之共聚物之陶瓷組成物中，該陶瓷粉體之d10 之最小粒徑約為0.44 μm；d50 之最小粒徑約為0.87 μm。所謂d10 最小粒徑係指粉體之粒徑分佈曲線上通過百分比10%對應之最小粒徑；d50 最小粒徑係指粉體之粒徑分佈曲線上通過百分比50%對應之最小粒徑。是以，本發明之陶瓷組成物具有較小的d10 和d50 粒徑，當移除陶瓷組成物之溶劑後，該組成物可堆積成較緻密的陶瓷胚體。
本發明之陰離子型共聚物可降低陶瓷組成物之黏度，增長粉體粒子懸浮的時間。此外，該陶瓷粉體之含量可佔該陶瓷組成物重量之15 wt%至65 wt%之間。以含有本發明之陰離子型共聚物和陶瓷粉體之陶瓷組成物，所燒結成的胚體，可做為電子元件材料，例如，但不限於電容器、電感器或熱阻器等電子相關產品。此外，由於本發明之組成物粒子粒徑係小於未添加該陰離子型共聚物之陶瓷組成物，使得利用本發明之陰離子型共聚物所製成的生胚的密度高於未添加該陰離子型共聚物之陶瓷生胚；且使用本發明之生胚所燒結之胚體之密度高於未添加該陰離子型共聚物之燒結胚體；同時，含有本發明之陰離子型共聚物所燒結之胚體之介電常數高於未添加本發明陰離子型共聚物之陶瓷胚體，且含有本發明之陰離子型共聚物所燒結之胚體之介電損失低於未添加該陰離子型共聚物之陶瓷胚體。
一般而言，分散劑在漿體中會先解離然後吸附於粉體表面來達成分散效果。而分散劑之分散機制有二：(1)吸附於粉體表面後的分散劑分子，因彼此帶同性電荷，產生靜電排斥力而減少粒子之凝聚；(2)吸附於粉體表面後的分散劑分子，因具有長主鏈或支鏈，產生立體阻障使粉體達到分散效果。
於本發明之具體實例中，以陶瓷粉體為鈦酸鋇為例，使用本發明之陰離子型共聚物作為分散劑於陶瓷組成物中，能同時產生靜電排斥與立體障礙兩種分散模式，故可以降低鈦酸鋇陶瓷組成物的黏度，減少粉體粒子彼此的聚集、增長粒子懸浮的時間，且提昇生胚與燒結胚體的密度，此外，本發明之共聚物更可降低鋇離子的溶出量，以改善習知技術中添加聚甲基丙烯酸銨鹽(PMAAN)會增加鈦酸鋇陶瓷組成物中鋇離子溶出量的缺點，故本發明之陶瓷組成物有較高的介電常數、較低的介電損失及良好的分散效果。因此，本發明之共聚物實為一種性能優越的陶瓷組成物之分散劑。
實施例一：本發明之陰離子型共聚物之製備
製備三溶液：將1.42克之甲基丙烯醯胺溶於30克的去離子水以得到第1溶液；將32.4克之二(二甲基丙烯酯)乙基磺酸鹽溶於80克的去離子水以得到第2溶液；接著，將36克之去離子水加入含有3.84克的過硫酸銨(起始劑)及2.30克甲基丙烯磺酸鈉(鍵轉移劑)的燒杯中，以得到 第3溶液。將第1溶液及第2溶液倒入500毫升三頸反應瓶，攪拌10分鐘後，再倒入第3溶液並通入氮氣，於40℃恆溫下持續攪拌2小時，將所得黏稠物以丙酮純化，得到固體產物20.8克。經1 H NMR與IR光譜鑑定(參考第1圖與第2圖)，確認該固體產物為甲基丙烯醯胺/二(二甲基丙烯酯)乙基磺酸鈉共聚物(以下簡稱PMA/MES)。
由第1圖及第2圖可知，產物的結構為甲基丙烯醯胺/二(二甲基丙烯酯)乙基磺酸鈉共聚物(PMA/MES)，其結構式如下
式中，R1 為CH3 ；R2 為CH3 ；R3 為C2 H4 ；R4 為SO3 Na，且a約為20至400，b約為200至400。
實施例二：本發明之陶瓷組成物之黏度測試
取本發明之分散劑與鈦酸鋇陶瓷粉體配製鈦酸鋇陶瓷組成物。所使用之次微米鈦酸鋇粉體為信昌電子陶瓷公司所提供，本實施例所使用之分散劑，為本發明之陰離子型共聚物(PMA/MES)。
將鈦酸鋇陶瓷粉體與去離子水分別以3：2之重量比例配製分散液，並分別根據不同重量比例的分散劑與陶瓷 粉體，如0：1000、1：1000、2：1000、3：1000、6：1000、和9：1000，將分散劑加入分散液中，並調整該分散液之pH為9。接著，球磨所得之分散液24小時後，得到本實施例之陶瓷組成物。使用Brookfield DV－Ⅱ黏度儀(Brookfield Engineering Laboratories,USA)測定含有不同添加量之分散劑的鈦酸鋇陶瓷組成物的黏度，並將結果紀錄於第3圖中。
比較例一：含PMAAN之陶瓷組成物之黏度測試
取S.T.Vanderbilt公司所製造之聚甲基丙烯酸銨鹽(PMAAN)作為分散劑與鈦酸鋇陶瓷粉體配製鈦酸鋇陶瓷組成物。所使用之次微米鈦酸鋇粉體為信昌電子陶瓷公司所提供。
將鈦酸鋇陶瓷粉體與去離子水分別以3：2之重量比例配製分散液，並分別根據不同重量比例的分散劑與陶瓷粉體，如0：1000、0.5：1000、1：1000、3：1000、和9：1000，將分散劑加入分散液中，並調整該分散液之pH為9。接著，球磨所得之分散液24小時後，得到比較例一之陶瓷組成物。使用Brookfield DV－Ⅱ黏度儀(Brookfield Engineering Laboratories,USA)測定含有不同添加量之分散劑的鈦酸鋇陶瓷組成物的黏度，並將結果紀錄於第3圖中。
第3圖中顯示，以PMA/MES或PMAAN作為分散劑，均可使鈦酸鋇陶瓷組成物的黏度值大為降低，當PMA/MES 添加量為0.2 wt%(＝2 mg/g BT，即每克鈦酸鋇粉體添加　豪克PMA/MES)時，或PMAAN添加量為0.1 wt%(＝1 mg/g BT，即每克鈦酸鋇粉體添加1毫克PMAAN)時，均可使得鈦酸鋇陶瓷組成物黏度降到約11 mPas左右。顯示PMA/MES如同PMAAN可作為分散劑，有效降低鈦酸鋇陶瓷組成物黏度值使得鈦酸鋇粉體有更好的流動性。
實施例三：本發明之陶瓷組成物中粒子的d10和d50粒徑測試
將PMA/MES分散劑溶於去離子水，然後加入鈦酸鋇粉體，得到本實施例之陶瓷組成物。以1N氫氧化鈉調整陶瓷組成物之pH值為9。本實施例所配製之陶瓷組成物中，分散劑與鈦酸鋇粉體之重量比例分別有0：1000、1：1000、2：1000、4：1000、6：1000、9：1000，水與鈦酸鋇粉體重量比例為4：1。接著，球磨所得之陶瓷組成物24小時，取適量之陶瓷組成物並予以稀釋，作為測試樣品，使用雷射粒徑分析儀(Mastersizer 2000,Malvern Instruments,UK)測其中粒子粒徑分佈，所測得的結果如第4圖所示。
比較例二：含PMAAN之陶瓷組成物中粒子的d10 和d50 粒徑測試
將PMAAN分散劑溶於去離子水，然後加入鈦酸鋇粉體，得到本比較例之陶瓷組成物。以1N氫氧化鈉調整陶 瓷組成物之pH值為9。本比較例所配製之陶瓷組成物中，分散劑與鈦酸鋇粉體之重量比例分別有0：1000、1：1000、2：1000、4：1000、6：1000、9：1000，水與鈦酸鋇粉體重量比例為4：1。接著，球磨所得之陶瓷組成物24小時，取適量之陶瓷組成物並予以稀釋，作為測試樣品，使用雷射粒徑分析儀(Mastersizer 2000,Malvern Instruments,UK)測其中粒子粒徑分佈，所測得的結果如第5圖所示。
第4圖為PMA/MES添加量對鈦酸鋇陶瓷組成物中粒子粒徑之測量曲線圖。以PMA/MES作為分散劑時，當其添加量為0.4 wt%(＝4 mg/g BT，即每克鈦酸鋇粉體添加4毫克PMA/MES)，本發明之陶瓷組成物中粒子可達最小的d10 與d50 粒徑，分別為0.44 μm與0.87 μm。
第5圖為PMAAN添加量對鈦酸鋇陶瓷組成物中粒子粒徑之測量曲線圖。以PMAAN作為分散劑時，該陶瓷組成物中粒子最小的d10 與d50 粒徑，分別為0.47 μm與0.93 μm。此數值分別高於添加PMA/MES作為分散劑的鈦酸鋇陶瓷組成物中粒子最小的d10 與d50 粒徑。顯示PMA/MES比起PMAAN，對於鈦酸鋇粉體有效好的分散效果，去除溶劑後可得堆積較為緻密的胚體。
實施例四：本發明之陶瓷組成物的沉降高度測試
將鈦酸鋇粉體與去離子水依照重量比例1：4配製分散液，並分別根據不同重量比例的分散劑添加量與粉體， 如0：1000、1：1000、2：1000、4：1000、6：1000、9：1000，將PMA/MES分散劑加入分散液中，並調整該分散液之pH為9。接著，球磨所得之分散液24小時後，得到本實施例之陶瓷組成物。將鈦酸鋇陶瓷組成物倒入量筒中，封口並靜置，觀察其沉降高度的變化，所測得的結果紀錄於第6圖。
比較例三：含PMAAN之陶瓷組成物的沉降高度測試
將鈦酸鋇粉體與去離子水依照重量比例1：4配製分散液，並分別根據不同重量比例的分散劑添加量與粉體，如0：1000、0.5：1000、1：1000、2：1000、3：1000、9：1000，將PMAAN分散劑加入分散液中，並調整該分散液之pH為9。接著，球磨所得之分散液24小時後，得到本比較例之陶瓷組成物。將鈦酸鋇陶瓷組成物倒入量筒中，封口並靜置，觀察其沉降高度的變化，所測得的結果紀錄於第7圖。
第6圖為PMA/MES添加量對鈦酸鋇陶瓷組成物粒子沉降高度之測量曲線圖。於本具體實例中，當鈦酸鋇陶瓷組成物中不含任何分散劑或添加0.1 wt%(＝1 mg/g BT)PMA/MES時，由於粉體粒子凝聚，分散不佳，沉降速度快，在2天內，大部分的粒子皆已沉降，且可觀查出量筒中明顯分成水與沉降體兩層。當PMA/MES添加量為0.2 wt%(＝2 mg/g BT)時，鈦酸鋇粉體粒子約於10天後才開始有明顯沉降的現象。而PMA/MES添加量大於0.4 wt%(＝4 mg/g BT)以上時，發現鈦酸鋇粉體粒子大多懸浮於量筒中，且組成物之漿體呈混濁狀，即於28天後仍有多數粒子未沉降。
第7圖為PMAAN添加量對鈦酸鋇陶瓷組成物沉降高度之測量曲線圖。於該具體實例中，雖然PMAAN添加量大於0.2 wt%(＝2 mg/g BT)以上時，發現鈦酸鋇粉體粒子大多懸浮於量筒中，且漿體呈混濁狀但隨著觀察時間增長，含有PMAAN之分散液的沉降高度百分比明顯降至70%。由此可知，相較於PMAAN分散劑，含有PMA/MES分散劑之陶瓷組成物中之粉體粒子較不易沉降，故本發明之PMA/MES共聚物作為鈦酸鋇組成物之分散劑，確實有良好的分散效果。
實施例五：本發明之陶瓷組成物的生胚樣品密度測試
添加不同劑量的PMA/MES分散劑於具有60 wt%之陶瓷粉體(即重量比例為3：2的鈦酸鋇粉體與去離子水)的分散液中以得到陶瓷組成物，球磨所得之陶瓷組成物24小時後，烘乾並研磨陶瓷組成物成粉末後過篩，利用單軸加壓成型機將其壓成圓盤狀生胚樣品，利用阿基米得原理，測定各生胚樣品的密度，所測得的結果如第8圖所示。
比較例四：含PMAAN之陶瓷組成物的生胚樣品密度測試
添加不同劑量的PMAAN分散劑於具有60 wt%之陶瓷粉體(即重量比例為3：2的鈦酸鋇粉體與去離子水)的分 散液中以得到陶瓷組成物，球磨所得之陶瓷組成物24小時後，烘乾並研磨陶瓷組成物成粉末後過篩，利用單軸加壓成型機將其壓成圓盤狀生胚樣品，利用阿基米得原理，測定各生胚樣品的密度，所測得的結果紀錄於第8圖。
第8圖為分散劑添加量對鈦酸鋇陶瓷生胚密度之測量曲線圖，由第8圖明顯可知，添加PMA/MES分散劑可提升陶瓷生胚密度。當加入0.4 wt%(＝4 mg/g BT)PMA/MES時，可使陶瓷生胚密度達到3.6 g/cm3 ，此數值高於添加PMAAN作為分散劑的陶瓷生胚密度。證實PMA/MES對於鈦酸鋇陶瓷粉體的分散效果良好，該陶瓷組成物之漿體烘乾去除溶劑後，即可堆積成為較為緻密的胚體。
實施例六：本發明之陶瓷組成物的燒結胚體密度測試
添加不同劑量的PMA/MES分散劑於含有60 wt%鈦酸鋇之分散液，將所得之樣品經24小時球磨後，將樣品烘乾，研磨成粉末後過篩，利用單軸加壓成型機將其壓成圓盤狀，在1280℃恆溫下燒結4小時。利用阿基米得原理，測定各樣品經燒結後之胚體，所測得的結果如第9圖所示。
比較例五：含PMAAN之陶瓷組成物的燒結胚體密度測試
添加不同劑量的PMAAN分散劑於含有60 wt%鈦酸鋇之分散液，將所得之樣品經24小時球磨後，將樣品烘乾，研磨成粉末後過篩，利用單軸加壓成型機將其壓成圓盤 狀，在1280℃恆溫下燒結4小時。利用阿基米得原理，測定各樣品經燒結後之胚體，所測得的結果亦紀錄於第9圖。
第9圖為分散劑添加量對鈦酸鋇陶瓷燒結胚體密度之測量曲線圖，於本發明之具體實例中，以PMA/MES作為分散劑可提昇鈦酸鋇燒結胚體密度。加入0.4 wt%(＝4 mg/g BT)PEA/MES時，可使生胚密度達到5.8 g/cm3 ，此數值高於添加PMAAN作為分散劑的鈦酸鋇燒結胚體密度。證實PMA/MES對於鈦酸鋇陶瓷粉體的分散效果良好，漿體烘乾燒結後也可得到堆積較緻密的胚體。
實施例七：本發明之陶瓷組成物中的鋇離子濃度測試
配製鈦酸鋇與去離子水重量比為1：4的分散液，添加分散劑與鈦酸鋇之重量比為0：1000、1：1000和4：1000的PMA/MES分散劑於該分散液中，得到本實施例之陶瓷組成物，接著調整陶瓷組成物之pH為9，再球磨所得之陶瓷組成物24小時後，以轉速8000rpm將之離心60分鐘，取離心後之澄清液，以感應耦合電漿質譜分析儀(ICP－MS,Agilent Technologies,USA)量測樣品中鋇離子濃度，所測得的結果如第10圖所示。
比較例六：含PMAAN之陶瓷組成物中的鋇離子濃度測試
配製鈦酸鋇與去離子水重量比為1：4的分散液，添加分散劑與鈦酸鋇之重量比為0：1000、1：1000和4： 1000的PMAAN分散劑於該分散液中，得到本比較例之陶瓷組成物，接著調整陶瓷組成物之pH為9，再球磨所得之陶瓷組成物24小時後，以轉速8000rpm將之離心60分鐘，取離心後之澄清液，以感應耦合電漿質譜分析儀(ICP－MS,Agilent Technologies,USA)量測樣品中鋇離子濃度，所測得的結果亦紀錄於第10圖。
第10圖為分散劑添加量對鈦酸鋇陶瓷組成物中鋇離子濃度之測量曲線圖。於本發明之具體實例中，以PMAAN為分散劑時，隨分散劑添加量之增加，鋇離子的溶出量增加；而以PMA/MES為分散劑則減少溶液中鋇離子濃度，且隨分散劑添加量增大並不會大幅增加鋇離子溶出量。由此可見，本發明之PMA/MES共聚物可降低鈦酸鋇懸浮液中鋇離子的濃度。
實施例八：經燒結之本發明之陶瓷組成物的介電性質測試
添加不同劑量的PMA/MES分散劑於含有60 wt%鈦酸鋇之分散液，得到本實施例之陶瓷組成物，球磨所得之陶瓷組成物24小時，研磨成粉末後過篩，利用單軸加壓成型機將其壓成圓盤狀，在1280℃恆溫下燒結4小時後，先用砂紙將其表面拋光再塗上銀膠，即可得具有銀電極表面之試片，使用阻抗分析儀(Agilent 4291)，測試頻率1MHz，將該試片夾上電極，即可測得電容質以及介電損失因子，進而計算得到介電常數(＝電容值x試片厚度/真空介電常數/電極面積)以及介電損失(＝1/介電損失因 子)，其結果如表1所示。
比較例七：經燒結之含PMAAN之陶瓷組成物中的介電性質測試
添加不同劑量的PMAAN分散劑於含有60 wt%鈦酸鋇之分散液，得到本比較例之陶瓷組成物，球磨所得之陶瓷組成物24小時，研磨成粉末後過篩，利用單軸加壓成型機將其壓成圓盤狀，在1280℃恆溫下燒結4小時後，先用砂紙將其表面拋光再塗上銀膠，即可得具有銀電極表面之試片，使用阻抗分析儀(Agilent 4291)，測試頻率1MHz，將該試片夾上電極，即可測得電容質以及介電損失因子，進而計算得到介電常數以及介電損失，其結果亦紀錄於表1。
表1顯示添加PMA/MES的鈦酸鋇陶瓷胚體的介電常數 高於未添加任何分散劑或添加PMAAN的鈦酸鋇陶瓷胚體，添加PMA/MES的鈦酸鋇陶瓷胚體的介電損失則低於未添加分散劑或添加PMAAN的鈦酸鋇陶瓷胚體。因此，本發明之PMA/MES共聚物確實對於陶瓷組成物的分散效果良好。且能降低鈦酸鋇懸浮液鋇離子的濃度，故由本發明之PMA/MES共聚物所製成的鈦酸鋇陶瓷胚體具有較佳的介電性質。
測試結果顯示，添加本發明之共聚物於鈦酸鋇陶瓷組成物，可以降低鈦酸鋇陶瓷組成物的黏度，減少粉體粒子彼此的聚集、增長粒子懸浮的時間，且提昇生胚與燒結胚體的密度，證實對於鈦酸鋇陶瓷組成物具有良好的分散效果。另外，添加於本發明的共聚物，更可降低鋇離子的溶出量，以改善習知添加PMAAN會增加鈦酸鋇陶瓷組成物中鋇離子溶出量的缺點，故製得的鈦酸鋇陶瓷組成物有較高的介電常數、較低的介電損失。因此本發明之共聚物實為一種性能優越的陶瓷組成物之分散劑。
雖然本發明之實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟知相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及精神當可做些許之變更，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
第1圖係為本發明之陰離子型共聚物(PMA/MES)之1 H NMR光譜圖。
第2圖係為本發明之陰離子型共聚物(PMA/MES)之IR光譜圖。
第3圖係為分散劑添加量對鈦酸鋇陶瓷組成物黏度之測量曲線圖。
第4圖係為本發明之陰離子型共聚物(PMA/MES)添加量對鈦酸鋇陶瓷組成物中粒子粒徑之測量曲線圖。
第5圖係為聚甲基丙烯酸銨鹽(PMAAN)添加量對鈦酸鋇陶瓷組成物中粒子粒徑之測量曲線圖。
第6圖係為本發明之陰離子型共聚物(PMA/MES)添加量對鈦酸鋇陶瓷組成物粒子沉降高度之測量曲線圖。
第7圖係為聚甲基丙烯酸銨鹽(PMAAN)添加量對鈦酸鋇陶瓷組成物沉降高度之測量曲線圖。
第8圖係為分散劑添加量對鈦酸鋇陶瓷生胚密度之測量曲線圖。
第9圖係為分散劑添加量對鈦酸鋇陶瓷燒結胚體密度之測量曲線圖。
第10圖係為分散劑添加量對鈦酸鋇陶瓷組成物中鋇離子濃度之測量曲線圖。

Claims (16)

  1. 一種陰離子型共聚物，具有下式(I)之結構： 式中，R1 和R2 係獨立選自H或具有1至10個碳原子之直鏈或分支鏈烷基；R3 為Cn H2n ，且n為1至10之整數；R4 為CO2 X或SO3 X，且X係選自H、鹼金屬或NH4 ；a為10至5000之整數；b為10到5000之整數。
  2. 如申請專利範圍第1項之陰離子型共聚物，其中，R1 和R2 為甲基。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之陰離子型共聚物，其中，n為2。
  4. 如申請專利範圍第3項之陰離子型共聚物，其中，R4 為SO3 X，且X為鈉。
  5. 如申請專利範圍第3項之陰離子型共聚物，其中，該陰離子型共聚物係由甲基丙烯醯胺單體及二(二甲基丙烯酸)乙基磺酸鈉酯(Sodium 2－(2－methyl acryloyloxy)ethane sulfonate)之單體，反應聚合而得。
  6. 一種陶瓷組成物，包括：(a)陶瓷粉體； (b)如申請專利範圍第1項之陰離子型共聚物的分散劑；及(c)溶劑。
  7. 如申請專利範圍第6項之陶瓷組成物，其中，以該陶瓷粉體之重量計，該分散劑的添加量為0.05至1.5 wt%。
  8. 如申請專利範圍第7項之陶瓷組成物，其中，以該陶瓷粉體之重量計，該分散劑的添加量為0.1至1.0 wt%。
  9. 如申請專利範圍第8項之陶瓷組成物，其中，以該陶瓷粉體之重量計，該分散劑的添加量為0.2至0.6 wt%。
  10. 如申請專利範圍第6項之陶瓷組成物，其中，該陶瓷粉體之含量佔該陶瓷組成物重量之15 wt%至65 wt%。
  11. 如申請專利範圍第6項之陶瓷組成物，其中，該陶瓷粉體包括至少一種選自鈦酸鋇、鈦酸鋯、鈦酸鉛、氧化鋁、氧化鋯、氮化鈦或其混合物之粉末。
  12. 如申請專利範圍第11項之陶瓷組成物，其中，該陶瓷粉體為鈦酸鋇粉末。
  13. 如申請專利範圍第6項之陶瓷組成物，其中，該陶瓷組成物之pH值為7至12。
  14. 如申請專利範圍第13項之陶瓷組成物，其中，該陶瓷組成物之pH值為9。
  15. 如申請專利範圍第6項之陶瓷組成物，其中，該陶瓷粉體之d10 最小粒徑為0.44 μm；d50 最小粒徑為0.87 μm。
  16. 如申請專利範圍第6項之陶瓷組成物，其中，該溶劑為水。
TW097118629A 2008-05-21 2008-05-21 陰離子型共聚物及含該共聚物之陶瓷組成物 TWI447133B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW097118629A TWI447133B (zh) 2008-05-21 2008-05-21 陰離子型共聚物及含該共聚物之陶瓷組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW097118629A TWI447133B (zh) 2008-05-21 2008-05-21 陰離子型共聚物及含該共聚物之陶瓷組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200948833A TW200948833A (en) 2009-12-01
TWI447133B true TWI447133B (zh) 2014-08-01

Family

ID=44870726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW097118629A TWI447133B (zh) 2008-05-21 2008-05-21 陰離子型共聚物及含該共聚物之陶瓷組成物

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI447133B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6610789B2 (en) * 2000-02-15 2003-08-26 Asahi Glass Company, Limited Block polymer, process for producing a polymer, and polymer electrolyte fuel cell
US20070141013A1 (en) * 2003-12-09 2007-06-21 Basf Aktiengesellschaft Ampholytic anionic copolymers

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6610789B2 (en) * 2000-02-15 2003-08-26 Asahi Glass Company, Limited Block polymer, process for producing a polymer, and polymer electrolyte fuel cell
US20070141013A1 (en) * 2003-12-09 2007-06-21 Basf Aktiengesellschaft Ampholytic anionic copolymers

Also Published As

Publication number Publication date
TW200948833A (en) 2009-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014084273A1 (ja) ペースト組成物、ならびに焼成体およびその製造方法
TWI432397B (zh) Ceramic manufacturing and laminated ceramic electronic parts manufacturing method
JP3823759B2 (ja) セラミックスラリー組成物の製造方法
Sun et al. Fabrication of ultrahigh density ZnO-Al2O3 ceramic composites by slip casting
WO2019181875A1 (ja) 経時粘度が安定な導電性ペースト
Huang et al. Synthesis of sodium polyacrylate copolymers as water-based dispersants for ultrafine grinding of praseodymium zirconium silicate
TWI447133B (zh) 陰離子型共聚物及含該共聚物之陶瓷組成物
Nikumbh et al. Influence of pH on rheological properties of Al 2 O 3 slips
WO2019188095A1 (ja) 導電性ペースト
TWI297341B (en) A copolymer which is used as a dispersing agent for titanate-based ceramic colloids
EP3515998A1 (en) An admixture and ink comprising such admixture
Wang et al. Rheological properties of ITO slurries prepared from nano-powders for gelcasting process
JPH10194743A (ja) ジルコニア−アルミナ顆粒及びその製造方法
US7517915B2 (en) Method for processing ceramic powder suspension
Liu et al. Effect of 2‐Phosphonobutane‐1, 2, 4‐tricarboxylic Acid Adsorption on the Stability and Rheological Properties of Aqueous Nanosized 3‐mol%‐Yttria‐Stabilized Tetragonal‐Zirconia Polycrystal Suspensions
TWI434860B (zh) Synthesis and Application of Novel Amphoteric Monomers, Their Synthesis, and Their Derivative Amphoteric Copolymer and Copolymer
JP2021059669A (ja) スラリー組成物
Yang et al. New gelling systems to fabricate complex-shaped transparent ceramics
TWI838464B (zh) 導電性糊
JP4817633B2 (ja) セラミックスラリの調製方法およびセラミックスの製法
Wang et al. High-Performance BaTiO3 Film Based on Aqueous Tape Casting for Ultrathin MLCC Applications
Li et al. Manufacturing a High-Performance Dielectric Tape Based on a CaO-B 2 O 3-SiO 2 Glass–Ceramic
TWI334422B (en) Synthesis and application of anionic coplymer
JP7180282B2 (ja) 焼成用金属酸化物ナノ粒子分散体、及び焼結膜の製造方法
WO2022071021A1 (ja) ホウ素含有非晶質シリカ粉体及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees