一种陶瓷非水基流延水浴成膜方法技术

本发明专利技术提供的是一种陶瓷非水基流延水浴成膜的方法。将能溶于水的有机溶剂和陶瓷粉体及其它添加剂经球磨混合制备成均匀浆料，除泡后流延成湿膜。然后经水浴法除去湿膜中的溶剂，得到固体坯膜。本发明专利技术与成膜方法相比，具有简单、快速、易行特点；有机溶剂不会挥发到环境中，对环境危害小；制得的流延膜不易产生裂纹，表面平整光滑；实现了高成功率条件下的快速成膜，有效提高生产效率，降低成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供一种薄片状陶瓷的的流延成型工艺，具体地说是属于一种陶瓷非水基流延浆料快速水浴成膜方法。
技术介绍
从我国现有的流延成型工艺水平来看，根据其所使用溶剂不同可分为水基和非水基两大类。当前研究热点为水基流延，虽然其具有成本低、使用安全的优点，但是水基流延湿膜的不足之处在于其干燥时间长，且在干燥过程中容易出现裂纹。在制作层状陶瓷时，要求流延膜表面平整无明显缺陷，以保证制品层间结合强度。非水基流延成型工艺制备的陶瓷薄膜具有结构均匀、产品性能稳定、不易开裂等特点，具有实际生产的应用价值。从现有公开文献来看，非水基流延湿膜去除溶剂方式多采用基板加热干燥方式(如专利公开号为CN00102922.3的“薄片陶瓷器件坯片的水基凝胶流延连续成型方法及装置”中涉及一种电阻丝加热基板装置)、热辐射干燥方式(如专利公开号为CN02271523.1的“一种具有辐射加热烘干装置的流延机”中采用置于基板上方的发热板对流延膜片进行加热烘干)、气体对流干燥方式(如专利号为CN102617873A的“流延膜干燥装置、流延膜干燥方法及溶液制膜方法”采用对湿润膜吹送干燥风的方法进行干燥)、微波加热干燥方式(如专利号为CN200520095522.6的“具有微波加热干燥装置的流延机”中涉及微波加热方式)和自然干燥方式(如材料导报期刊1998年第2期刊登的《层状Al2O3-TiB2复相陶瓷的制备》和陶瓷学报期刊2001年第3期刊登的《碳化钛水基流延膜的制备研究》中提到使流延后的膜自然干燥)。底板加热、热辐射、气体对流和微波加热四种干燥方式都存在生产设备及工艺复杂，生产能耗大、成本高的缺点。而自然干燥方式存在干燥时间过长的致命缺点。另外底板加热干燥、气体对流干燥和自然干燥三种方式还容易造成流延膜开裂问题，导致产率下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种简单、经济有效的陶瓷非水基流延成膜方法。本专利技术的目的是这样实现的：1、先将占浆料总质量的35wt％～65wt％的陶瓷粉体、28wt％～60wt％的溶剂和0.3wt％～3wt％分散剂混合球磨5～12h；再加入2wt％～7wt％的粘结剂和2wt％～7wt％的增塑剂球磨混合12～36h得到均匀浆料，真空除泡；2、以玻璃板为流延承载基板，通过控制刮刀与基板间距，在基板上流延出相应厚度的湿膜；3、以水为成膜介质，将基板与流延湿膜浸入水中，使流延湿膜与水相互作用进而成型为固体坯膜。本专利技术还可以包括：1、所述的溶剂是乙醇、丙酮、含30wt％丁酮的丁酮和甲醇的混合溶剂、含88wt％丙酮的丙酮和甲醇的混合溶剂、含50wt％丁酮的丁酮和乙醇的混合溶剂、含70wt％丁酮的丁酮和异丙醇的混合溶剂中的一种。2、所述的分散剂为蓖麻油；所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯或聚乙二醇400。3、所述的刮刀与承载基板间距为200μm～1000μm；成膜介质水的水温保持在5℃～40℃；流延湿膜距水面高度5cm～20cm；流延湿膜在水中浸泡时间为5min～60min。本专利技术具有的优益之处在于：本专利技术采用水浴成膜方法，将流延湿膜浸入水中，依靠水与溶剂、添加剂的作用使湿膜固化，不仅有效解决普通干燥过程中流延膜开裂问题，而且有机溶剂被溶入水中无法挥发进入周围环境，减轻了其对环境及人体危害性。本专利技术中所述的陶瓷粉体是与水不反应或者与水反应钝化处理后使用的。本专利技术采用水浴成膜方法，水中压力作用在流延膜表面，使得流延膜表面平整，避免了其它干燥方式所引起的流延膜开裂问题，易获得无裂纹制品，提高了制品的成功率。本专利技术分散剂选用的是蓖麻油，增塑剂选用邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯或聚乙二醇400，所需成膜时间短，生产效率高。本专利技术以玻璃板为表面平整洁净，表面不需要涂抹任何脱模剂。本专利技术选用溶于水的乙醇、丙酮、含30wt％丁酮的丁酮和甲醇的混合溶剂、含88wt％丙酮的丙酮和甲醇的混合溶剂、含50wt％丁酮的丁酮和乙醇的混合溶剂、含70wt％丁酮的丁酮和异丙醇的混合溶剂中的一种为溶剂，介质水阻止了有机溶剂挥发进入周围环境，减轻了其对环境及人体危害性。流延湿膜固化为坯膜后，会在其中残存少许水分，使膜片不干裂能存储较长时间；坯膜可自行从承载基板上分离，不需要施加外力剥离，所以坯膜中提供强度作用的粘结剂含量可以保持在较低水平，而相应可提高固体含量，对后期烧结有利。且具有生产设备简单、投资小，工艺易控制的优点。附图说明图1是本专利技术实施例2所得表面平整光滑无裂纹SiC流延膜光学显微照片；图2是本专利技术实施例4所得表面平整光滑无裂纹BN流延膜光学显微照片。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，通过实施例进行说明。实施例1步骤1：向45g乙醇溶剂中加入55g SiC粉体和0.4g蓖麻油，球磨混合6h；步骤2：粉体充分分散后再加入5.0g PVB粘结剂和3.5g DBP增塑剂继续球磨24h，获得均匀可流延浆料；步骤3：真空除泡15min后，在刮刀高度约为200μm条件下流延成湿膜；步骤4：流延湿膜浸入6cm深，温度为30℃水中，经水浴5min后得到表面平整光滑无裂纹，厚度约为90μm的柔韧SiC流延薄膜。实施例2步骤1：向45g丙酮溶剂中加入55g SiC粉体和0.4g蓖麻油，球磨混合6h；步骤2：粉体充分分散后再加入5.0g PVB粘结剂和5.0g DBP增塑剂继续球磨24h，获得均匀可流延浆料；步骤3：真空除泡15min后，在刮刀高度约为300μm条件下流延成湿膜；步骤4：流延湿膜浸入6cm深，温度为20℃水中，经水浴10min后得到表面平整光滑无裂纹，厚度约为120μm的柔韧SiC流延薄膜。实施例3步骤1：向45g乙醇溶剂中加入55g SiC粉体和0.4g蓖麻油，球磨混合6h；步骤2：粉体充分分散后再加入5.0g PVB粘结剂和3.5g DBP增塑剂继续球磨24h，获得均匀可流延浆料；步骤3：真空除泡15min后，在刮刀高度约为200μm条件下流延成湿膜；步骤4：流延湿膜浸入6cm深，温度为30℃水中，经水浴5min后得到表面平整光滑无裂纹，厚度约为90μm的柔韧SiC流延薄膜。实施例4步骤1：向45g甲醇和丙酮的二元共沸溶剂(质量比为12：88)中加入55g SiC粉体和0.4g蓖麻油，球磨混合6h；步骤2：粉体充分分散后再加入5.0g PVB粘结剂和4.5g DBP增塑剂继续球磨24h，获得均匀可流延浆料；步骤3：真空除泡15min后，在刮刀高度约为300本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷非水基流延水浴成膜方法，其特征是：(1)、先将占浆料总质量的35wt％～65wt％的陶瓷粉体、28wt％～60wt％的溶剂和0.3wt％～3wt％分散剂混合球磨5～12h；再加入2wt％～7wt％的粘结剂和2wt％～7wt％的增塑剂球磨混合12～36h得到均匀浆料，真空除泡；(2)、以玻璃板为流延承载基板，通过控制刮刀与基板间距，在基板上流延出相应厚度的湿膜；(3)、以水为成膜介质，将基板与流延湿膜浸入水中，使流延湿膜与水相互作用进而成型为固体坯膜。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷非水基流延水浴成膜方法，其特征是：
(1)、先将占浆料总质量的35wt％～65wt％的陶瓷粉体、28wt％～60wt％的溶剂和0.3wt％
～3wt％分散剂混合球磨5～12h；再加入2wt％～7wt％的粘结剂和2wt％～7wt％的增塑剂球磨
混合12～36h得到均匀浆料，真空除泡；
(2)、以玻璃板为流延承载基板，通过控制刮刀与基板间距，在基板上流延出相应厚度
的湿膜；
(3)、以水为成膜介质，将基板与流延湿膜浸入水中，使流延湿膜与水相互作用进而成
型为固体坯膜。
2.根据权利要求1所述的陶瓷非水基流延水浴成膜方法，其特征是：刮刀与承载基板间
距为200μm～1000μm；成膜介质水的水温保持在5℃～40℃；流延湿膜距水面高度5c...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔英杰，赵旭，张晓红，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23