一种陶瓷生带的水基流延成型方法与流程

本发明涉及陶瓷生带制备技术领域，具体涉及一种陶瓷生带的水基流延成型方法。

背景技术：

流延法是制备高性能陶瓷生带材料的重要成形工艺，该方法是在粉料中加入溶剂、粘结剂、增塑剂、分散剂、消泡剂以及成膜助剂等，经球磨、过滤和真空脱泡后制备成具有适度粘度的浆料，并通过刮刀与涂有有机硅的膜带配合将浆料流延在膜带上制成陶瓷生带的方法。

目前，国内外多采用以有机物作为溶剂的有机流延来制备陶瓷生带，有机流延制备的陶瓷生带结构均匀、强度高、柔韧性好，便于切割和加工；但由于在有机流延工艺中使用了大量有毒、易燃的有机溶剂，对环境污染严重且成本较高。因此，近年来人们开始研究使用水作为溶剂的水基流延体系，该体系不仅可以实现绿色化生产，而且成本低廉，以水为溶剂的水基流延取代有机流延已经成为了不可逆转的趋势。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种陶瓷生带的水基流延成型方法，属于一种绿色无公害的成型方法；其采用水作为主要溶剂，并通过选择合适的粘结剂、增塑剂、分散剂、消泡剂以及成膜助剂，在满足流延粘度要求的情况下，提高浆料中的固含量并降低表面张力；利用该方法得到的陶瓷生带表面平整光滑、强度高、柔韧性好，可缠绕卷曲。

本发明公开了一种陶瓷生带的水基流延成型方法，包括：

将苯丙乳液与硅丙乳液按比例混合，制得混合乳液；

将陶瓷粉体、水、所述混合乳液、分散剂、增塑剂和成膜助剂依次加入球磨罐中，进行球磨预混合；

预混合后，调节混合浆料的ph至9～11，并加入消泡剂，继续球磨二次混合；

二次混合至浆料粒度达到要求后，经脱泡、流延后得到可叠层的陶瓷生带。

作为本发明的进一步改进，在所述混合乳液中，所述苯丙乳液的质量占总质量的50％～80％。

作为本发明的进一步改进，在所述混合乳液中，苯丙乳液的质量分数为65％～75％，所述硅丙乳液的质量分数为25％～35％。

作为本发明的进一步改进，所述苯丙乳液由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液共聚而得，所述苯丙乳液的固含量为45％～49％、ph值为8～9；

所述硅丙乳液的固含量为45％～48％、ph值为7～9。

作为本发明的进一步改进，在加入所述消泡剂之前，向所述球磨罐中加入氨水调节调节ph至9～11。

作为本发明的进一步改进，陶瓷浆料中各组分的质量比为：

陶瓷粉体：水：混合乳液：分散剂：增塑剂：成膜助剂：消泡剂＝1：(0.08～0.12)：(0.18～0.25)：(0.01～0.03)：(0.015～0.022)：(0.005～0.02)：(0.001～0.005)。

作为本发明的进一步改进，

所述水为去离子水；

所述分散剂为水性涂料用铵盐分散剂；

所述增塑剂为丙三醇；

所述成膜助剂为丙二醇苯醚；

所述消泡剂为有机硅消泡剂。

作为本发明的进一步改进，所述球磨罐在球磨预混合和二次混合时的转速不高于170转/min。

作为本发明的进一步改进，球磨总时间为8～15h，球磨预混合的时间为0.5～2h。

作为本发明的进一步改进，二次混合后，满足要求的浆料粒径d50不得高于2.0μm。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的浆料固含量最高可达85％，流延单层膜厚最高可达0.45mm，制得的陶瓷生带平滑、强度高、柔韧性好、可缠绕卷曲，减少了叠层层数，产品的均一性更好；同时，本发明采用水为主要溶剂、采用苯丙乳液和硅丙乳液的混合液作为粘结剂，减少了对环境和人体的危害，节约了生产成本。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的陶瓷生带的水基流延成型方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1所示，本发明提供一种陶瓷生带的水基流延成型方法，包括：

步骤1、将苯丙乳液与硅丙乳液按比例混合，制得混合乳液；

其中，

在混合乳液中，苯丙乳液的质量占总质量的50％～80％；优选苯丙乳液的质量分数为65％～75％，硅丙乳液的质量分数为25％～35％。

苯丙乳液由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液共聚而得，苯丙乳液的固含量为45％～49％、ph值为8～9；硅丙乳液的固含量为45％～48％、ph值为7～9。

步骤2、将陶瓷粉体、水、混合乳液、分散剂、增塑剂和成膜助剂依次加入球磨罐中，进行球磨预混合；

其中，

陶瓷粉体：水：混合乳液：分散剂：增塑剂：成膜助剂的质量比为1：(0.08～0.12)：(0.18～0.25)：(0.01～0.03)：(0.015～0.022)：(0.005～0.02)。

水为去离子水，分散剂优选水性涂料用铵盐分散剂，增塑剂优选丙三醇，成膜助剂优选丙二醇苯醚(pph)；

球磨罐可选用行星球磨罐，预混合的时间为0.5～2h，预混合的转速不高于170转/min。

步骤3、预混合后，调节球磨罐中混合浆料的ph至9～11，并加入消泡剂，继续球磨二次混合；

其中，

向球磨罐中加入氨水调节调节ph至9～11；

消泡剂优选有机硅消泡剂，有机硅消泡剂使用前需进行稀释，陶瓷粉体：消泡剂(稀释后)的质量比为1：(0.001～0.005)；

二次混合时的转速不高于170转/min，预混合与二次混合球磨总时间为8～15h。

步骤4、二次混合至浆料粒度达到要求后，经脱泡、流延后得到可叠层的陶瓷生带；

其中，

二次混合后，满足要求的浆料粒径d50不得高于2.0μm，浆料固含量最高可达85％；在脱泡前，需过250目筛网出料；流延后单层生带厚度最高可达0.45mm，且不影响其卷曲存储性能。

本发明上述制备方法的原理为：

1、现有流延工艺大多使用对环境及操作者不友好的有机溶剂作为溶剂，本发明使用水作为溶剂，对环境无任何污染，对操作者健康无损害；

2、现有水系流延工艺一般使用溶于水的高分子聚合物，例如聚乙烯醇作为粘合剂，制成的浆料粘度高、固含量低，不能完全满足流延工艺对浆料粘度适中、固含量高的特性的要求。本发明使用易分散在水中而不是溶于水的苯丙乳液与硅丙乳液作为粘合剂，制备的流延浆料粘度适中、固含量高，完全满足流延工艺对浆料特性的要求。

3、加入了苯丙乳液与硅丙乳液构成的混合乳液，通过调整两者的比例，可以获得合适的流延浆料粘度。单独加入苯丙乳液或硅丙乳液不能很好的达到这种效果。

实施例1

本发明提供一种陶瓷生带的水基流延成型方法，包括：

步骤1、取按配方配好的氧化铝陶瓷粉料100g加入行星球磨罐中，粉料粒度d50为10.0μm；

步骤2、取去离子水10g，混合乳液20g(其中，苯丙乳液14g、硅丙乳液6g)，水性涂料用铵盐分散剂1.5g，丙三醇2g，pph0.5g，分别加入行星球磨罐中，120转/min球磨1h；

步骤3、向球磨罐中加入氨水，调节ph值至11，加入稀释后的有机硅消泡剂1.5g(5倍稀释)，150转/min继续球磨8～10个小时，浆料中陶瓷粉粒径d50小于2.0μm时为合格；

步骤4、把符合粒径要求的浆料，从球磨罐倒出并过250目筛网，之后进行真空除泡；放入自动流延机进行流延，即可得到性能良好的陶瓷生带。

实施例2

本发明提供一种陶瓷生带的水基流延成型方法，包括：

步骤1、取按配方配好的氧化锆陶瓷粉料b100g加入行星球磨罐中，粉料粒度d50为15.0μm。

步骤2、取去离子水12g，混合乳液18g(其中，苯丙乳液9g、硅丙乳液9g)，水性涂料用铵盐分散剂2g，丙三醇2g，pph0.5g，分别加入行星球磨罐中，120转/min球磨1h；

步骤3、向球磨罐中加入氨水，调节ph值至11，加入稀释后的有机硅消泡剂1.5g(5倍稀释)，150转/min继续球磨10～12个小时，料中陶瓷粉粒径d50小于2.0μm时为合格；

步骤4、把符合粒径要求的浆料，从球磨罐倒出并过250目筛网，之后进行真空除泡；放入自动流延机进行流延，即可得到性能良好的陶瓷生带。

实施例3

本发明提供一种陶瓷生带的水基流延成型方法，包括：

步骤1、取按配方配好的压电陶瓷粉料c100g加入行星球磨罐中，粉料粒度d50为5.0μm；

步骤2、取去离子水12g，混合乳液25g(其中，苯丙乳液16g、硅丙乳液9g)，水性涂料用铵盐分散剂1g，丙三醇2g，pph0.5g，分别加入行星球磨罐中，120转/min球磨0.5h；

步骤3、向球磨罐中加入氨水，调节ph值至11，加入稀释后的有机硅消泡剂1.5g(5倍稀释)，150转/min继续球磨8～9个小时，料中陶瓷粉粒径d50小于2.0μm时为合格；

步骤4、把符合粒径要求的浆料，从球磨罐倒出并过250目筛网，之后进行真空除泡；放入自动流延机进行流延，即可得到性能良好的陶瓷生带。

实施例4

本发明提供一种陶瓷生带的水基流延成型方法，包括：

步骤1、取按配方配好的铁氧体陶瓷粉料d100g加入行星球磨罐中，粉料粒度d50为20.0μm；

步骤2、取去离子水8g，混合乳液20g(其中，苯丙乳液16g、硅丙乳液4g)，水性涂料用铵盐分散剂1g，丙三醇2g，pph0.5g，分别加入行星球磨罐中，120转/min球磨1h；

步骤3、向球磨罐中加入氨水，调节ph值至11，加入稀释后的有机硅消泡剂1.5g(5倍稀释)，170转/min继续球磨12～15个小时，料中陶瓷粉粒径d50小于2.0μm时为合格。

步骤4、把符合粒径要求的浆料，从球磨罐倒出并过250目筛网，之后进行真空除泡。放入自动流延机进行流延，即可得到性能良好的陶瓷生带。

本发明的优点为：

本发明的浆料固含量最高可达85％，流延单层膜厚最高可达0.45mm，制得的陶瓷生带平滑、强度高、柔韧性好、可缠绕卷曲，减少了叠层层数，产品的均一性更好；同时，本发明采用水为主要溶剂、采用苯丙乳液和硅丙乳液的混合液作为粘结剂，减少了对环境和人体的危害，节约了生产成本。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除