一种高热稳定性介质粉体、其前体、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种高热稳定性介质粉体、其前体、制备方法及应用。所述高热稳定性介质粉体的前体由蒙脱石粘土、凹凸棒石粘土、石灰石粉、硅藻土四种矿物材料组成。所述高热稳定性介质粉体的制备方法包括：将所述高热稳定性介质粉体前体依次经过高温熔制、水淬和磨制处理，制得所述高热稳定性介质粉体。本发明专利技术采用蒙脱石粘土、凹凸棒石粘土、石灰石粉、硅藻土作为主原材料制备高热稳定性介质粉体，其不仅原料来源丰富，价格便宜，且该制备方法具有工艺简单，高温熔制温度低、时间短、能耗低，成本低廉等特点，易于产业化，同时所获厚膜介质涂层抗热冲击性能非常高，能够充分满足当前厚膜介质浆料产品的需求，特别适合高热震领域的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种高热稳定性介质粉体、其前体、制备方法及应用
本专利技术涉及一种厚膜介质粉体及其制备工艺，特别是涉及一种采用蒙脱石粘土、凹凸棒石粘土、石灰石粉和硅藻土为原料而形成的高绝缘强度厚膜介质粉体及其制备方法和应用。
技术介绍
厚膜加热是近年来，随着厚膜电路技术的发展而出现的一种新型加热技术，在各种家用和工业电热器领域拥有数万亿元的市场需求。厚膜发热器从内到外主要由基体、内绝缘介质层、电阻发热层和外绝缘介质层组成。基体作为厚膜加热的载体和工作平台，是厚膜发热器的关键部件。不锈钢由于具有机械强度高、抗冲击性能好、平整度高、热导率高等优点，是印刷厚膜电路最受青睐的支撑基材。但不锈钢本身导电，而且热膨胀系数较大，因此在印刷导电发热厚膜时必须有与之热膨胀系数匹配、绝缘性能较好的介质膜与之配合使用。绝缘介质能否在金属表面形成结合强度高、导热和绝缘性能好的厚膜层，是厚膜加热技术的关键核心。铝硅酸盐微晶玻璃粉是目前应用最为广泛的厚膜介质粉体，但现有铝硅酸盐微晶玻璃粉由于附着力和抗热冲击强度较低，其在不锈钢基片上形成的涂层容易脱落，器件使用寿命较低。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种高热稳定性介质粉体前体，其包含按重量份计算的如下组分：蒙脱石粘土50～100份、凹凸棒石粘土40～80份、石灰石粉25～50份和硅藻土10～25份。本专利技术的目的之二在于提供一种高热稳定性介质粉体的制备方法，其包括如下步骤：提供高热稳定性介质粉体前体，包含如下组分：蒙脱石粘土50～100份、凹凸棒石粘土40～80份、石灰石粉25～50份和硅藻土10～25份；将所述高热稳定性介质粉体前体内的各组分均匀混合，并在1200℃以上熔炼形成玻璃液体；将所述玻璃液体进行水淬，形成微晶玻璃渣；以及，将所述微晶玻璃渣磨制形成粒径在0.1～10μm的高热稳定性介质粉体。进一步的，所述高热稳定性介质粉体的制备方法可以包括：将所述高热稳定性介质粉体前体在1200～1350℃，尤其优选在1250～1300℃熔炼15min以上，尤其优选在15～120min，形成所述玻璃液体。进一步的，所述高热稳定性介质粉体的制备方法可以包括：将所述微晶玻璃渣依次经研磨、球磨形成所述高热稳定性介质粉体。进一步的，在所述高热稳定性介质粉体的制备方法之中，所述球磨的工艺条件优选为：球磨速度为500～650r/min，球磨时间为4～24h。本专利技术的目的之三在于提供一种高热稳定性介质粉体，它主要是由前述的任一种方法制备形成。本专利技术的目的之四在于提供前述任一种高热稳定性介质粉体在制备厚膜介质涂层中的应用。本专利技术的目的之五在于提供一种厚膜介质浆料，包括：前述的任一种高热稳定性介质粉体，以及，用以分散所述高热稳定性介质粉体并形成浆状体系的有机溶剂。本专利技术的目的之六在于提供一种厚膜介质涂层的制备方法，包括：取前述的任一种高热稳定性介质粉体与有机溶剂均匀混合形成厚膜介质浆料；将所述厚膜介质浆料涂覆于基材表面，在350～450℃排胶后，再在800℃～850℃热处理12min以上，形成所述厚膜介质涂层。在一较为优选的实施方案之中，所述厚膜介质涂层的制备方法可以包括：向前述的任一种高热稳定性介质粉体中加入有机溶剂，经轧制形成所述厚膜介质浆料。与现有技术相比，本专利技术的优点包括：(1)本专利技术充分利用蒙脱石粘土、凹凸棒石粘土、石灰石粉、硅藻土四种材料在元素组成和微观结构上的互补性制备与不锈钢热膨胀性相接近的介质粉体，并将其与有机溶液复配形成厚膜介质浆料，该浆料经印刷、干膜、热固化后所获厚膜介质涂层抗热冲击性能非常高，能够充分满足当前厚膜介质浆料产品的需求，特别适合高热震领域的应用。(2)本专利技术采用蒙脱石粘土、凹凸棒石粘土、石灰石粉、硅藻土四种矿物材料为原材料制备高热稳定性介质粉体，其不仅原料来源丰富，价格便宜，并且该高热稳定性介质粉体的制备方法具有工艺简单，高温熔制温度低、时间短、能耗低，成本低廉等特点，易于产业化。具体实施方式鉴于现有厚膜绝缘介质粉体产品的缺陷，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案，如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本专利技术首先提出了一种高热稳定性介质粉体前体，其包含如下组分：蒙脱石粘土50～100份、凹凸棒石粘土40～80份、石灰石粉25～50份和硅藻土10～25份。进一步的，本专利技术主要提供了一种高热稳定性介质粉体的制备方法，将蒙脱石粘土、凹凸棒石粘土、石灰石粉、硅藻土均匀混合后，依次经过高温熔制、水淬和磨制处理，制得所述高热稳定性介质粉体。其中，“高温熔制”中的“高温”，是指能将所述高热稳定性介质粉体前体熔炼形成玻璃液体的温度，特别是指1200℃以上的温度，优选为1200～1350℃，尤其优选为1250～1300℃。在一较为优选的实施方案之中，该高热稳定性介质粉体的制备方法可包括：提供前述高热稳定性介质粉体前体，并使所述高热稳定性介质粉体前体中的各组分均匀混合；将所述高热稳定性介质粉体前体在1200～1350℃，尤其优选在1250～1300℃熔炼形成玻璃液体，其中，熔炼的时间优选在15min以上，尤其优选控制在15～120min；将所述玻璃液体置入水中，特别是去离子水中进行水淬，形成微晶玻璃渣；以及，将所述微晶玻璃渣经研磨和/或球磨等工艺，优选采用依次进行的研磨、高速球磨工艺磨制形成高热稳定性介质粉体，优选是粒径在0.1～10μm的高热稳定性介质粉体，以便与有机溶剂组配。为使所述高热稳定性介质粉体前体中的各组分均匀混合，可采用业界已知的多种方式。而作为较为优选的方案之一，可以将所述高热稳定性介质粉体前体分散于水等分散介质中，经球磨处理后，再选用加热蒸发等方式去除分散介质，进而达成使所述高热稳定性介质粉体前体中的各组分均匀混合之目的。又及，前述高速球磨的工艺条件优选为：球磨速度500～650r/min，球磨时间为4～24h。其次，本专利技术还提供了前述高热稳定性介质粉体的应用，例如，在制备厚膜介质涂层中的用途。作为典型的应用方案之一，可以利用所述高热稳定性介质粉体制备厚膜介质浆料。例如，其中的一种厚膜介质浆料可以包含：所述高热稳定性介质粉体，以及，用以分散所述高热稳定性介质粉体并形成浆状体系的溶剂，特别是有机溶剂，例如松油醇、丁基卡比醇醋酸酯、1，4-丁内酯、聚乙二醇等中的一种或两种以上的混合溶剂，但不限于此。而其中一种厚膜介质涂层的制备方法可以包括：取所述高热稳定性介质粉体与有机溶剂均匀混合形成厚膜介质浆料，将所述厚膜介质浆料涂覆于基材表面，在350～450℃排胶后，再在800℃～850℃热处理12min以上，形成所述厚膜介质涂层。在一较为优选的实施方案之中，可以向所述高热稳定性介质粉体中加入有机溶剂，经轧制形成所述厚膜介质浆料。本专利技术以蒙脱石粘土、凹凸棒石粘土、石灰石粉和硅藻土四种矿物材料为原料，经过混合、高温熔制、水淬和研磨工序，即可制得可用于制备厚膜器件的高热稳定性介质粉体，工艺简单，不仅能降低能耗、节约成本、易于产业化，而且能够使涂层的抗热冲击性能显著提高。为了使本专利技术揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对了本专利技术的实施态样与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本专利技术具体实施例的唯一形式。以下所揭露的各实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高热稳定性介质粉体前体，其特征在于包含按重量份计算的如下组分：蒙脱石粘土50～100份、凹凸棒石粘土40～80份、石灰石粉25～50份和硅藻土10～25份。

【技术特征摘要】
1.一种高热稳定性介质粉体前体，其特征在于包含按重量份计算的如下组分：蒙脱石粘土50～100份、凹凸棒石粘土40～80份、石灰石粉25～50份和硅藻土10～25份。2.一种高热稳定性介质粉体的制备方法，其特征在于包括如下步骤：提供高热稳定性介质粉体前体，包含如下组分：蒙脱石粘土50～100份、凹凸棒石粘土40～80份、石灰石粉25～50份和硅藻土10～25份；将所述高热稳定性介质粉体前体内的各组分均匀混合，并在1200℃以上熔炼形成玻璃液体；将所述玻璃液体进行水淬，形成微晶玻璃渣；以及，将所述微晶玻璃渣磨制形成粒径在0.1～10μm的高热稳定性介质粉体。3.根据权利要求2所述的高热稳定性介质粉体的制备方法，其特征在于包括：将所述高热稳定性介质粉体前体在1200～1350℃，优选为1250～1300℃熔炼15min以上，优选为15～120min，形成所述玻璃液体。4.根据权利要求2所述高热稳定性介质粉体的制备方法，其特征在于包括：将所述微晶玻璃渣依次经研磨、球磨形成所述高热稳定性介质粉体。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王绍涛，韦秀平，
申请(专利权)人：江苏时空雨电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32