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有機(jī)助劑在陶瓷配方中的應(yīng)用


陶瓷漿料組成是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),一般由瓷粉、溶劑、分散劑、黏合劑、增塑劑、絮凝劑、礦化劑、消泡劑、潤滑劑等。

部分有機(jī)助劑具體用途和種類如下表所示:


有機(jī)材料

成分

作用

粘合劑

聚乙烯醇縮丁醛PVB、熱塑性丙烯酸樹脂PMMA、羧甲基纖維素CMC

增加流延膜成型并賦予坯件一定的強(qiáng)度

增塑劑

有機(jī)增塑劑:鄰苯二甲酸二丁酯、甘油、聚乙烯基長鏈烷基醚、有機(jī)硅高分子等;

賦予坯件一定的可塑性和柔韌性

分散劑

有機(jī)分散劑:硬脂酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚丙烯胺、聚乙烯醇等;

通過電荷、空間位阻賦予漿料穩(wěn)定性

絮凝劑

聚丙烯胺銨、聚氧化乙烯等;

中和膠體粒子的表面電荷

消泡劑

二甲基硅油、三羥基聚醚等

用于漿料氣泡消除


下面介紹幾種典型助劑在陶瓷漿料中的作用機(jī)理。

1、分散劑

在陶瓷漿料中,粉體顆粒懸浮于溶劑介質(zhì)中,具有團(tuán)聚、沉淀的傾向。而分散劑的作用就是阻礙這種聚沉現(xiàn)象,使顆粒能夠均勻分散、穩(wěn)定懸浮。其分散機(jī)理主要是“靜電斥力”和“空間位阻”效應(yīng)。

有機(jī)助劑在陶瓷配方中的應(yīng)用

靜電斥力與空間位阻示意圖

脂肪醇聚氧乙烯醚是非離子型分散劑的代表產(chǎn)品,產(chǎn)量大、品種多,應(yīng)用面廣。陶瓷漿料中,采用不同規(guī)格的脂肪醇,加成不同量的環(huán)氧乙烷可以得到不同性能的制品。一般而言,隨著疏水鏈的增加,制品的分散性提高。其中,以C12~C16烷鏈配合6~9mol環(huán)氧乙烷的制品分散效果最好。選擇分散劑時(shí)考慮與溶劑、增塑劑的相溶性。

有機(jī)助劑在陶瓷配方中的應(yīng)用


2、黏合劑

黏合劑是通過分子間作用力將粉體黏合在一起的。在陶瓷漿料中,粘合劑種類有聚乙烯醇縮丁醛PVB、熱塑性丙烯酸樹脂PMMA、羧甲基纖維素CMC等。


在LTCC生瓷帶中,收縮率是一重要的指標(biāo)。不同流延生坯厚度所選用PVB的粘度也不一樣。高厚度流延生坯應(yīng)選用高粘度PVB;低厚度的選用低粘度PVB。而MLCC流延中,膜厚度一般在2-5um,相比LTCC的厚度要薄很多,但在PVB的選擇上要選用高粘度、高強(qiáng)度的PVB樹脂。


3、增塑劑

增塑劑主要是通過潤滑或降低分子間作用力的方式起增塑作用的,還對陶瓷粉體顆粒還起到潤滑和橋聯(lián)的作用,有助于漿料的分散穩(wěn)定。

有機(jī)助劑在陶瓷配方中的應(yīng)用

鄰苯二甲酸酯類是最廣泛應(yīng)用的增塑劑,一般作為主增塑劑使用,有通用增塑劑之稱。其中,鄰苯二甲酸二己酯是此類增塑劑中產(chǎn)量最大、綜合性能最優(yōu)的品種,它體現(xiàn)了成本、實(shí)用性和加工性能最理想的結(jié)合,被當(dāng)做通用增塑劑的標(biāo)準(zhǔn)。

有機(jī)助劑在陶瓷配方中的應(yīng)用

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在陶瓷漿料成分中,添加的助劑必不可少,增塑劑、分散劑、粘接劑等的選擇十分重要,各成分直接影響漿料成型效果。根據(jù)產(chǎn)品需求的不同,所選擇的助劑和配比也不盡相同,是一門十分精細(xì)的工藝。


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作者 ab

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