電子陶瓷成型用粘合劑及其製備方法

2023-12-03 16:56:56 1

專利名稱：電子陶瓷成型用粘合劑及其製備方法
技術領域：
本發明屬於粘合材料技術領域，涉及一種電子陶瓷成型用粘合劑，本發明還涉及 該粘合劑的製備方法。
背景技術：
粘合劑是一種在材料或產品成型過程中應用的，可以幫助成型效果的助劑。粘合 劑往往由多種組分構成，但基本功能成分有三部分，即主料、助劑和溶劑。可用作粘合劑的 主料有很多種，一般都是高聚物，如聚乙烯醇、聚乙烯醇縮甲醛等；助劑一般是加入後能對 粘合劑及其使用體系起到增韌增塑效果的試劑，如芳香酯、聚二醇等系列；溶劑所起的作用 是溶解所有物料，主料和助劑決定了溶劑的種類和用量。一般的有機溶劑均可以充當粘合 劑的溶劑，如甲苯、丙酮、乙醇、丁醇、環己烷等；也可以用水作為溶劑，但主料和助劑均需要 能夠溶於水，故從溶劑的角度，粘合劑又可以分為以有機溶劑為溶劑的粘合劑，稱為油溶性 粘合劑；以水作為溶劑的粘合劑，稱為水溶性粘合劑。電子陶瓷是指力學性能穩定，耐腐蝕和老化性能好，尤其是因為電學性能優異而 在電子、通訊、汽車、機械、紡織等行業得以應用的陶瓷材料。如壓電材料，它可以因機械變 形產生電場，也可以因電場作用產生機械變形。這種固有的機-電耦合效應使得壓電材料 在工程中得到了廣泛的應用，如用作驅動器、能量轉換器、傳感器、頻率控制器件等，而且新 一代的壓電材料還具有條件反射和指令分析的能力。壓電材料的這種獨特功能，使其在智 能材料系統中具有更廣闊的應用前景。目前，隨著工業化技術的進步，電子、機械、能源、通 訊、汽車等行業也會愈發蓬勃，因此電子陶瓷及其產品的應用還會繁榮勝昔。電子陶瓷及其產品在材料成型中，為了改善成型工藝和成型效果，往往需要加入 粘合劑，大多在產品成型後，再排去大部分粘合劑。所有的有機物經過溶解，與助劑配合， 均可以充當陶瓷成型用粘合劑，但只有粘合劑中主料、助劑和溶劑比例恰當，所選物料合適 時，製備的粘合劑才能性能穩定、透明度好、外觀美觀、粘度合適，而且對一定的陶瓷材料產 品的最終性能無不良影響。目前能用於電子陶瓷產品成型用的粘合劑主要有丙烯酸系列和 聚乙烯醇基兩種，但丙烯酸用於電子陶瓷成型有一個很大的缺點，即漿料穩定性差；而聚乙 烯醇基粘合劑則存在漿料粘彈性差，使用不方便等缺點。

發明內容
本發明的目的是提供一種電子陶瓷成型用粘合劑，性能好、透明度好、實用性強， 應用於壓電、介電等電子陶瓷產品成型過程當中。本發明的另一目的是提供上述粘合劑的製備方法。本發明所採用的技術方案是，一種電子陶瓷成型用粘合劑，按照質量百分比由以 下原料組成
聚乙烯醇縮丁酸 7. 31%-10. 12%，聚乙二醇-400 1. 69%-3. 37%, 鄰苯二甲酸二丁酯3. 09%-4. 21%，深海精煉魚油0-0. 56%，甲苯 54. 49%-58. 61%，異丙醇 27. 25%_29. 3%，
以上組分的質量百分比總和為100%，其中，深海精煉魚油化學成分為純度大於98%的 高度不飽和脂肪酸。本發明所採用的另一技術方案是，電子陶瓷成型用粘合劑的製備方法，具體按照 以下步驟進行
步驟1
按照質量百分比，分別稱取7. 31%-10. 12%的聚乙烯醇縮丁醛，1. 69%-3. 37%的聚乙二 醇-400,3. 09%-4. 21%的鄰苯二甲酸二丁酯，0-0. 56%深海精煉魚油，54. 49%-58. 61%的甲 苯，27. 25%-29. 3%的異丙醇，以上組分的質量百分比總和為100%，其中深海精煉魚油化學 成分為純度大於98%的高度不飽和脂肪酸； 步驟2
將步驟1稱取的各原料按照聚乙烯醇縮丁醛、聚乙二醇-400、鄰苯二甲酸二丁酯、深 海精煉魚油、甲苯、異丙醇的順序，或按照聚乙烯醇縮丁醛、鄰苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇一 400、深海精煉魚油、甲苯、異丙醇的順序，分別依次裝入尼龍球磨罐中，用球磨工藝加工，採 用氧化鋯磨球作為球磨介質，得到混合膠體； 步驟3
在步驟2得到的混合膠體中分離出氧化鋯球，再將混合膠體注入容器內，靜置，除泡， 即製得粘合劑。採用本發明方法製得的粘合劑可用於一切電子陶瓷器件，如汽車內置的振動傳感 器、控制器殼體、動態燃料注射噴嘴、大功率超聲器件、高溫高頻振動計、高溫流量計、耐高 溫分蜂鳴器、高溫傳感器、驅動器等的成型過程中。製備工藝步驟簡單、重複性好、性能穩 定，為電子陶瓷成型提供了一種實用的粘合劑。所製備的粘合劑的性能與現有技術中同類 粘合劑相比，穩定性好、透明度高、粘度大，且降低了成本，在電子陶瓷成型過程中替代其它 同類粘合劑使用，並不影響電子陶瓷產品的性能。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
對本發明進行詳細說明。本發明的電子陶瓷成型用粘合劑，按照質量百分比由以下原料組成 聚乙烯醇縮丁酸 7. 31%-10. 12%，聚乙二醇-400 1. 69%-3. 37%,
鄰苯二甲酸二丁酯3. 09%-4. 21%，深海精煉魚油0-0. 56%， 甲苯 54. 49%-58. 61%,異丙醇 27. 25%-29. 3%,
以上組分的質量百分比總和為100%，其中，深海精煉魚油化學成分為純度大於98%的 高度不飽和脂肪酸。本發明的電子陶瓷成型用粘合劑，優選方案為，按照質量百分比由以下原料組 成
聚乙烯醇縮丁醛 8. 2%-9. 02%,聚乙二醇-400 1. 89%-3. 2%, 鄰苯二甲酸二丁酯3. 66%-4. 14%，深海精煉魚油0. 3%-0. 45%， 甲苯 55. 59%-57. 99%,異丙醇 27. 6%-27. 96%,
以上組分的質量百分比總和為100%，其中，深海精煉魚油化學成分為純度大於98%的高度不飽和脂肪酸。本發明的電子陶瓷成型用粘合劑的製備方法，具體按照以下步驟實施 步驟1
按照質量百分比，分別稱取7. 31%-10. 12%的聚乙烯醇縮丁醛，1. 69%-3. 37%的聚乙二 醇-400,3. 09%-4. 21%的鄰苯二甲酸二丁酯，0-0. 56%深海精煉魚油，54. 49%-58. 61%的甲 苯，27. 25%-29. 3%的異丙醇，以上組分的質量百分比總和為100%，其中深海精煉魚油化學 成分為純度大於98%的高度不飽和脂肪酸； 步驟2
將步驟1稱取的各原料按照聚乙烯醇縮丁醛、聚乙二醇-400、鄰苯二甲酸二丁酯、深海 精煉魚油、甲苯、異丙醇的順序，或者按照聚乙烯醇縮丁醛、鄰苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇一 400、深海精煉魚油、甲苯、異丙醇的順序，分別依次裝入尼龍球磨罐中，用球磨工藝加工，採 用氧化鋯磨球作為球磨介質，得到混合膠體；
其中，在球磨工藝中可以採用行星球磨機或者轉筒球磨機進行球磨，採用行星球磨機 球磨時間為12-24小時，轉速為200-300轉/分；採用轉筒球磨機球磨時間為12-24小時， 轉速為400-600轉/分； 步驟3
分離出步驟2加工後的氧化鋯球，再將製得的混合膠體注入容器內，靜置，除泡，即製得。本發明經大量的實驗室研究實驗，結果表明，製備工藝步驟簡單、重複性好、性能 穩定，為電子陶瓷成型提供了一種實用的粘合劑。所製備的粘合劑的性能與現有技術中同 類粘合劑相比，穩定性好、透明度高、粘度大，且降低了成本，在電子陶瓷成型過程中替代其 它同類粘合劑使用，並不影響電子陶瓷產品的性能。本發明可用於一切電子陶瓷器件的制 備。實施例1
以生產本發明的粘合劑500g為例，按照質量百分比，取聚乙烯醇縮丁醛8. 82%、聚乙 二醇-400 2. 53%、鄰苯二甲酸二丁酯3. 93%、深海精煉魚油0. 42%、甲苯56. 20%、異丙醇 28. 10%,則各原料質量為
聚乙烯醇縮丁醛44. IOg
聚乙二醇-40012. 65g
鄰苯二甲酸二丁酯19.65g
深海精煉魚油2. IOg
甲苯281. OOg
異丙醇140. 50g
將氧化鋯磨球預先裝入IL尼龍球磨罐中，將稱取的各原料分別裝入球磨罐中，投料順 序為聚乙烯醇縮丁醛、聚乙二醇-400、鄰苯二甲酸二丁酯、深海精煉魚油、甲苯和異丙醇； 將球磨罐加蓋，封裝在行星球磨機上，在300轉/分轉速下球磨12小時，中間不必開罐放 氣，之後靜置，等待溫度下降後開罐。分離出氧化鋯球，將混合膠體注入容器內，靜置，除泡。
觀察製備粘合劑的穩定性、透明度、色澤等外觀，測試其在室溫下的粘度，有關性 能參數為，穩定性兩年未分層，透明度透亮，外觀粘稠狀流體，色澤淡黃色，室溫粘度1500 mPa. s。
實施例2
以生產本發明的粘合劑500g為例，按照質量百分比，取聚乙烯醇縮丁醛8. 2%、聚乙二 醇-400 1. 89%、鄰苯二甲酸二丁酯3. 66%、深海精煉魚油0. 3%、甲苯57. 99%、異丙醇27. 96%,
則各原料質量為
聚乙烯醇縮丁醛41.00g
聚乙二醇-4009. 45g
鄰苯二甲酸二丁酯18. 3g
深海精煉魚油1. 5g
甲苯289.95g
異丙醇139.8g
將氧化鋯磨球預先裝入1L尼龍球磨罐中，將稱取的各原料分別裝入球磨罐中，投料順 序為聚乙烯醇縮丁醛、鄰苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇-400、深海精煉魚油、甲苯和異丙醇； 將球磨罐加蓋，封裝在行星球磨機上，在200轉/分轉速下球磨24小時，中間不必開罐放 氣。之後靜置，等待溫度下降後開罐。分離出氧化鋯球，將混合膠體注入容器內，靜置，除泡。觀察製備粘合劑的穩定性、透明度、色澤等外觀，測試其在室溫下的粘度，有關性 能參數為，穩定性兩年未分層，透明度透亮，外觀粘稠狀流體，色澤淡黃色，室溫粘度 1500 mPa. s。實施例3
以生產本發明的粘合劑500g為例，按照質量百分比，取聚乙烯醇縮丁醛9. 02%、聚乙二 醇-400 3. 2%、鄰苯二甲酸二丁酯4. 14%、深海精煉魚油0. 45%、甲苯55. 59%、異丙醇27. 6%，
則各原料質量為
聚乙烯醇縮丁醛45. lg
聚乙二醇-40016g
鄰苯二甲酸二丁酯20. 7g
深海精煉魚油2. 25g
甲苯277. 95g
異丙醇138g
將氧化鋯磨球預先裝入1L尼龍球磨罐中，將稱取的各原料分別裝入球磨罐中，投料順 序為聚乙烯醇縮丁醛、聚乙二醇-400、鄰苯二甲酸二丁酯、深海精煉魚油、甲苯和異丙醇； 將球磨罐加蓋，封裝在轉筒球磨機上，在600轉/分轉速下球磨12小時，中間不必開罐放 氣。之後靜置，等待溫度下降後開罐。分離出氧化鋯球，將混合膠體注入容器內，靜置，除泡。觀察製備粘合劑的穩定性、透明度、色澤等外觀，測試其在室溫下的粘度，有關性 能參數為，穩定性兩年未分層，透明度透亮，外觀粘稠狀流體，色澤淡黃色，室溫粘度 1500 mPa. s。實施例4
以生產本發明的粘合劑500g為例，按照質量百分比，取聚乙烯醇縮丁醛7. 31%、聚乙二 醇-400 1. 69%、鄰苯二甲酸二丁酯3. 09%、甲苯58. 61%、異丙醇29. 3%，則各原料質量為 聚乙烯醇縮丁醛36.55g聚乙二醇-400 鄰苯二甲酸二丁酯 甲苯 異丙醇
8. 45g 15. 45g 293. 05g 146. 5g
將氧化鋯磨球預先裝入1L尼龍球磨罐中，將稱取的各原料分別裝入球磨罐中，投料順 序為聚乙烯醇縮丁醛、鄰苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇-400、甲苯、異丙醇；將球磨罐加蓋，封 裝在轉筒球磨機上，在400轉/分轉速下球磨24小時，中間不必開罐放氣。之後靜置，等待 溫度下降後開罐。分離出氧化鋯球，將混合膠體注入容器內，靜置，除泡。觀察製備粘合劑的穩定性、透明度、色澤等外觀，測試其在室溫下的粘度，有關性 能參數為，穩定性兩年未分層，透明度透亮，外觀粘稠狀流體，色澤淡黃色，室溫粘度 1500 mPa. s。實施例5
以生產本發明的粘合劑500g為例，按照質量百分比，取聚乙烯醇縮丁醛10. 12%、聚 乙二醇-400 3. 37%、鄰苯二甲酸二丁酯4. 21%、深海精煉魚油0. 56%、甲苯54. 49%、異丙醇 27. 25%，則各原料質量為
聚乙烯醇縮丁醛50. 6g
聚乙二醇-40016. 85g
鄰苯二甲酸二丁酯21.05g
深海精煉魚油2. 8g
甲苯272.45g
異丙醇136. 25g
將氧化鋯磨球預先裝入1L尼龍球磨罐中，將稱取的各原料分別裝入球磨罐中，投料順 序為聚乙烯醇縮丁醛、聚乙二醇-400、鄰苯二甲酸二丁酯、深海精煉魚油、甲苯和異丙醇； 將球磨罐加蓋，封裝在轉筒球磨機上，在500轉/分轉速下球磨18小時，中間不必開罐放 氣。之後靜置，等待溫度下降後開罐。分離出氧化鋯球，將混合膠體注入容器內，靜置，除泡。觀察製備粘合劑的穩定性、透明度、色澤等外觀，測試其在室溫下的粘度。有關性 能參數為，穩定性兩年未分層，透明度透亮，外觀粘稠狀流體，色澤淡黃色，室溫粘度 1500 mPa. s。從以上實施例可以看出，配方和工藝相同的粘合劑，生產量不同，所製備的粘合劑 均有穩定性好，透亮度高等特點，外觀為室溫下淡黃色流體狀，粘度為1500 mPa.s，粘度大， 且降低了成本，應用於壓電、介電等電子陶瓷產品成型過程當中。
權利要求
一種電子陶瓷成型用粘合劑，其特徵在於，按照質量百分比由以下原料組成聚乙烯醇縮丁醛 7.31%-10.12%，聚乙二醇-400 1.69%-3.37%，鄰苯二甲酸二丁酯 3.09%-4.21%，深海精煉魚油0-0.56%，甲苯 54.49%-58.61% ，異丙醇 27.25%-29.3%，以上組分的質量百分比總和為100%，其中，深海精煉魚油化學成分為純度大於98%的高度不飽和脂肪酸。
2.根據權利要求1所述的電子陶瓷成型用粘合劑，其特徵在於，按照質量百分比由以 下原料組成聚乙烯醇縮丁醛 8. 2%-9. 02%,聚乙二醇-400 1. 89%-3. 2%,鄰苯二甲酸二丁酯3. 66%-4. 14%，深海精煉魚油0. 3%-0. 45%，甲苯 55. 59%-57. 99%,異丙醇 27. 6%-27. 96%,以上組分的質量百分比總和為100%，深海精煉魚油化學成分為純度大於98%的高度不 飽和脂肪酸。
3.—種如權利要求1所述電子陶瓷成型用粘合劑的製備方法，其特徵在於，具體按照 以下步驟實施步驟1按照質量百分比，分別稱取7. 31%-10. 12%的聚乙烯醇縮丁醛，1. 69%-3. 37%的聚乙二 醇-400,3. 09%-4. 21%的鄰苯二甲酸二丁酯，0-0. 56%深海精煉魚油，54. 49%-58. 61%的甲 苯，27. 25%-29. 3%的異丙醇，以上組分的質量百分比總和為100%，其中深海精煉魚油化學 成分為純度大於98%的高度不飽和脂肪酸；步驟2將步驟1稱取的各原料按照聚乙烯醇縮丁醛、聚乙二醇-400、鄰苯二甲酸二丁酯、深 海精煉魚油、甲苯、異丙醇的順序，或按照聚乙烯醇縮丁醛、鄰苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇一 400、深海精煉魚油、甲苯、異丙醇的順序，分別依次裝入尼龍球磨罐中，用球磨工藝加工，採 用氧化鋯磨球作為球磨介質，得到混合膠體；步驟3在步驟2得到的混合膠體中分離出氧化鋯球，再將混合膠體注入容器內，靜置，除泡， 即製得粘合劑。
4.根據權利要求3所述的電子陶瓷成型用粘合劑的製備方法，其特徵在於，所述步驟 2球磨工藝中採用行星球磨機進行球磨，球磨時間為12-24小時，轉速為200-300轉/分。
5.根據權利要求3所述的電子陶瓷成型用粘合劑的製備方法，其特徵在於，所述步驟 2球磨工藝中採用轉筒球磨機進行球磨，球磨時間為12-24小時，轉速為400-600轉/分。
全文摘要
本發明公開了一種電子陶瓷成型用粘合劑，按照質量百分比由以下原料組成聚乙烯醇縮丁醛7.31%-10.12%，聚乙二醇-4001.69%-3.37%，鄰苯二甲酸二丁酯3.09%-4.21%，深海精煉魚油0-0.56%，甲苯54.49%-58.61%，異丙醇27.25%-29.3%，以上組分的質量百分比總和為100%。本發明還公開該粘合劑的製備方法，稱取的各原料按照聚乙烯醇縮丁醛、聚乙二醇-400、鄰苯二甲酸二丁酯、深海精煉魚油、甲苯、異丙醇的順序，依次裝入尼龍球磨罐中用球磨工藝加工，再注入容器內，靜置除泡，即製得。製備的粘合劑穩定性好、透明度高、粘度大，且降低了成本。
文檔編號C04B35/632GK101885613SQ20101023941
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月29日 優先權日2010年7月29日
發明者王娟娟, 趙康 申請人:西安理工大學