一种热敏导电复合陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种热敏导电复合陶瓷材料及其制备方法，其由下列重量份的原料制成：氧化锆陶瓷粉35‑50份、骨料5‑9份、碳化硼5‑10份、镁铝尖晶石5‑8份、聚偏氟乙烯2‑5份、聚四氟乙烯3‑6份、聚铝硅氧烷4‑7份、硫代二丙酸二月桂酸酯1‑3份、四硼酸钠4‑8份、无水乙醇2‑4份、聚乙二醇1‑4份、二氧化锡1‑2份、氧化铜1‑4份、氧化铁2‑5份、氢氧化钙2‑6份、碳化硅3‑5份、三氧化二锑1‑2份、抗氧化剂1‑4份、稳定剂2‑5份、偶联剂1‑2份。制备而成的热敏导电复合陶瓷材料,其性能稳定、硬度高、耐高温、电性能良好。同时，还公开了相应的制备方法。

Heat sensitive conductive composite ceramic material and preparation method thereof

The invention discloses a thermal conductive composite ceramic material and preparation method thereof, which comprises the following parts by weight of raw materials: zirconia ceramic powder 35 50 copies, 9 copies, 5 aggregate 5 boron carbide 10 copies, 8 copies, 5 spinel polyvinylidene fluoride 2 5, PTFE 3 vinyl 6 copies, 7 copies of polyaluminosiloxane 4, thio two propionic acid laurate two 1 3, four 8, 4 sodium borate ethanol 2 4 copies, 4 copies, two polyethylene glycol 1 tin oxide 1 2 copies, 4 copies of 1 copper oxide and iron oxide 2 5, 6, 2 calcium carbide 3 5, three two 1 2 antimony oxide, antioxidant 1 4, stabilizer 2 5 copies, 2 copies of the 1 coupling agent. The thermosensitive conductive composite ceramic material has stable property, high hardness, high temperature resistance and good electrical property. In addition, a corresponding preparation method is also disclosed.

【技术实现步骤摘要】
一种热敏导电复合陶瓷材料及其制备方法
本专利技术涉及材料领域，特别涉及到一种热敏导电复合陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
热敏陶瓷是一种电阻随温度变化而变化的陶瓷材料。正温度系数热敏陶瓷通常在室温附近的电阻比较低，当施加电压后。由于低电阻而迅速发热，当温度升至某临界温度（居里点附近），电阻跃升几个数量级，电流因之减小，发热及温升又减弱，温度即恒定居里点附近。从电阻最小值到最大值之间，电阻随温度升高而线性增大。负温度系数热敏陶瓷的阻值则随温度升高而线性降低。热敏陶瓷是目前产量最大、应用最广泛的一类灵敏材料。正温度系数热敏电阻用于恒温自控发热体，广泛用于彩电消磁元件、自动恒温电烙铁、电子卷发器、电机过热保护、温度报警器以及温度补偿元件。负温度系数热敏电阻用于温度传感器、测温计、电磁灶、电饭锅等。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种热敏导电复合陶瓷材料及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到的热敏导电复合陶瓷材料，其性能稳定、硬度高、耐高温、电性能良好，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种热敏导电复合陶瓷材料，由下列重量份的原料制成：氧化锆陶瓷粉35-50份、骨料5-9份、碳化硼5-10份、镁铝尖晶石5-8份、聚偏氟乙烯2-5份、聚四氟乙烯3-6份、聚铝硅氧烷4-7份、硫代二丙酸二月桂酸酯1-3份、四硼酸钠4-8份、无水乙醇2-4份、聚乙二醇1-4份、二氧化锡1-2份、氧化铜1-4份、氧化铁2-5份、氢氧化钙2-6份、碳化硅3-5份、三氧化二锑1-2份、抗氧化剂1-4份、稳定剂2-5份、偶联剂1-2份。优选地，所述抗氧化剂为2，2'-甲撑双(4-甲基—6-叔丁基苯酚)、4-羟基十二烷酸酰替苯胺、4，4'-二叔辛基二苯胺、4-羟基十八烷酸酰替苯胺中的一种或几种。优选地，所述稳定剂为2-乙基乙酸铅、蓖麻酸钙、硬脂酸锌、丹桂酸钡中的任意一种。优选地，所述偶联剂选自三异硬酯酸钛酸异丙酯、异丙基三（二辛基焦磷酰基)钛酸酯、二(二辛基焦磷酰基)合氧乙酸酯钛、异丙基三(正乙氨基—乙氨基)钛酸酯中的任意一种或几种。所述的热敏导电复合陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照重量份称取各原料；（2）将氧化锆陶瓷粉、骨料、碳化硼、镁铝尖晶石加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度为200-300目;（3）将聚四氟乙烯、聚铝硅氧烷、二氧化锡、氧化铜、氧化铁、氢氧化钙、碳化硅、三氧化二锑、抗氧化剂、步骤（2）的粉末混合物一起加入高温试验电炉烧结，将得到的高温烧结物水淬，冷却得到陶瓷块，高温烧结温度为550-650℃，高温烧结时间为20-30分钟；（4）将步骤（3）的陶瓷块、四硼酸钠、无水乙醇、聚乙二醇一起加入球磨机，料球比例为1：5，球磨时间为3-5小时；（5）将步骤（4）的球磨粉碎物过筛分选，收集过筛混合物；（6）将步骤（5）的过筛混合物、聚偏氟乙烯、硫代二丙酸二月桂酸酯、稳定剂、偶联剂注入高压匀质机中搅拌均匀，转速1000-1500转/分钟，压强为0.5-1MPa，混合搅拌15-25分钟；（7）将步骤（6）的搅拌混合物注入模具中压制成型，所得胚体在4-10℃氮气保温箱中固定、脱胶30分钟；（8）将步骤（7）的胚体放入真空高温煅烧炉中进行烧结成型，煅烧温度为850-900℃，真空压强为0.2-0.5Pa，真空烧结时间为60-90分钟；（9）将步骤（8）的煅烧模型缓慢降至室温后，去模、脱蜡、放于60℃氮气保温箱中养护2-4小时，即得成品。优选地，所述水淬的条件为：入水温度为10-15℃，水淬时间为45秒。优选地，所述筛孔径为200目。本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：（1）本专利技术的热敏导电复合陶瓷材料，以氧化锆陶瓷粉、骨料、碳化硼、镁铝尖晶石、聚四氟乙烯、聚铝硅氧烷、二氧化锡、氧化铜、氧化铁、氢氧化钙、碳化硅、三氧化二锑为主要成分，通过加入四硼酸钠、无水乙醇、聚乙二醇、聚偏氟乙烯、硫代二丙酸二月桂酸酯、抗氧化剂、稳定剂、偶联剂，辅以机械粉碎、高温烧结、水淬处理、球磨分选、加压匀质、铸模固定、真空煅烧、去模脱蜡、养护成型等工艺，使得制备而成的热敏导电复合陶瓷材料，其性能稳定、硬度高、耐高温、电性能良好，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。（2）本专利技术的热敏导电复合陶瓷材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。具体实施方式下面结合具体实施例对专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1（1）按照重量份称取氧化锆陶瓷粉35份、骨料5份、碳化硼5份、镁铝尖晶石5份、聚偏氟乙烯2份、聚四氟乙烯3份、聚铝硅氧烷4份、硫代二丙酸二月桂酸酯1份、四硼酸钠4份、无水乙醇2份、聚乙二醇1份、二氧化锡1份、氧化铜1份、氧化铁2份、氢氧化钙2份、碳化硅3份、三氧化二锑1份、2，2'-甲撑双(4-甲基—6-叔丁基苯酚)1份、2-乙基乙酸铅2份、三异硬酯酸钛酸异丙酯1份；（2）将氧化锆陶瓷粉、骨料、碳化硼、镁铝尖晶石加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度为200-300目;（3）将聚四氟乙烯、聚铝硅氧烷、二氧化锡、氧化铜、氧化铁、氢氧化钙、碳化硅、三氧化二锑、2，2'-甲撑双(4-甲基—6-叔丁基苯酚)、步骤（2）的粉末混合物一起加入高温试验电炉烧结，将得到的高温烧结物水淬，冷却得到陶瓷块，高温烧结温度为550℃，高温烧结时间为20分钟，水淬入水温度为10℃，水淬时间为45秒；（4）将步骤（3）的陶瓷块、四硼酸钠、无水乙醇、聚乙二醇一起加入球磨机，料球比例为1：5，球磨时间为3小时；（5）将步骤（4）的球磨粉碎物过筛分选，收集过筛混合物，筛孔径为200目；（6）将步骤（5）的过筛混合物、聚偏氟乙烯、硫代二丙酸二月桂酸酯、2-乙基乙酸铅、三异硬酯酸钛酸异丙酯注入高压匀质机中搅拌均匀，转速1000转/分钟，压强为0.5MPa，混合搅拌15分钟；（7）将步骤（6）的搅拌混合物注入模具中压制成型，所得胚体在4℃氮气保温箱中固定、脱胶30分钟；（8）将步骤（7）的胚体放入真空高温煅烧炉中进行烧结成型，煅烧温度为850℃，真空压强为0.2Pa，真空烧结时间为60分钟；（9）将步骤（8）的煅烧模型缓慢降至室温后，去模、脱蜡、放于60℃氮气保温箱中养护2小时，即得成品。制得的热敏导电复合陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。实施例2（1）按照重量份称取氧化锆陶瓷粉40份、骨料6份、碳化硼7份、镁铝尖晶石6份、聚偏氟乙烯3份、聚四氟乙烯4份、聚铝硅氧烷5份、硫代二丙酸二月桂酸酯1份、四硼酸钠5份、无水乙醇3份、聚乙二醇2份、二氧化锡1份、氧化铜2份、氧化铁3份、氢氧化钙3份、碳化硅4份、三氧化二锑1份、4-羟基十二烷酸酰替苯胺2份、蓖麻酸钙3份、异丙基三（二辛基焦磷酰基)钛酸酯1份；（2）将氧化锆陶瓷粉、骨料、碳化硼、镁铝尖晶石加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度为250目;（3）将聚四氟乙烯、聚铝硅氧烷、二氧化锡、氧化铜、氧化铁、氢氧化钙、碳化硅、三氧化二锑、4-羟基十二烷酸酰替苯胺、步骤（2）的粉末混合物一起加入高温试验电炉烧结，将得到的高温烧结物水淬，冷却得到陶瓷块，高温烧结温度为580℃，高温烧结时间为23分钟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热敏导电复合陶瓷材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：氧化锆陶瓷粉35‑50份、骨料5‑9份、碳化硼5‑10份、镁铝尖晶石5‑8份、聚偏氟乙烯2‑5份、聚四氟乙烯3‑6份、聚铝硅氧烷4‑7份、硫代二丙酸二月桂酸酯1‑3份、四硼酸钠4‑8份、无水乙醇2‑4份、聚乙二醇1‑4份、二氧化锡1‑2份、氧化铜1‑4份、氧化铁2‑5份、氢氧化钙2‑6份、碳化硅3‑5份、三氧化二锑1‑2 份、抗氧化剂1‑4份、稳定剂2‑5份、偶联剂1‑2份。

【技术特征摘要】
1.一种热敏导电复合陶瓷材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：氧化锆陶瓷粉35-50份、骨料5-9份、碳化硼5-10份、镁铝尖晶石5-8份、聚偏氟乙烯2-5份、聚四氟乙烯3-6份、聚铝硅氧烷4-7份、硫代二丙酸二月桂酸酯1-3份、四硼酸钠4-8份、无水乙醇2-4份、聚乙二醇1-4份、二氧化锡1-2份、氧化铜1-4份、氧化铁2-5份、氢氧化钙2-6份、碳化硅3-5份、三氧化二锑1-2份、抗氧化剂1-4份、稳定剂2-5份、偶联剂1-2份。2.根据权利要求1所述的热敏导电复合陶瓷材料，其特征在于：所述抗氧化剂为2，2'-甲撑双(4-甲基—6-叔丁基苯酚)、4-羟基十二烷酸酰替苯胺、4，4'-二叔辛基二苯胺、4-羟基十八烷酸酰替苯胺中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的热敏导电复合陶瓷材料，其特征在于：所述稳定剂为2-乙基乙酸铅、蓖麻酸钙、硬脂酸锌、丹桂酸钡中的任意一种。4.根据权利要求1所述的热敏导电复合陶瓷材料，其特征在于：所述偶联剂选自三异硬酯酸钛酸异丙酯、异丙基三（二辛基焦磷酰基)钛酸酯、二(二辛基焦磷酰基)合氧乙酸酯钛、异丙基三(正乙氨基—乙氨基)钛酸酯中的任意一种或几种。5.根据权利要求1-4任一所述的热敏导电复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按照重量份称取各原料；（2）将氧化锆陶瓷粉、骨料、碳化硼、镁铝尖晶石加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志明，
申请(专利权)人：苏州洛特兰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32