【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子材料，尤其涉及一种陶瓷生坯用粘结剂、陶瓷浆料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、片式多层陶瓷电容器(mlcc)是最广泛应用的电子元件之一，在电子、通讯、5g、计算机科学、家电、汽车等多个领域中起着举足轻重的作用。伴随着工业技术水平的不断提升，mlcc产品的容量性能正逐步走向超高容，从皮法发展至微法。大尺寸mlcc产品由于体积得到有效提升，其容量的可设计性也同时得到发展，更易于突破超高容设计，在5g基站建设、汽车车载中应用广泛，尤其是3.2mm*2.5mm*2.5mm等大尺寸产品。但是，大尺寸mlcc产品在将生坯切割为巴块时，由于产品尺寸较大，较厚的切割刀挤压巴块，极易导致产品切割后出现黏连的问题，黏连后产品需采用机械力将生坯分离，极易导致生坯出现微小裂纹，在后续排烧进程中出现开裂的问题。
2、mlcc原料主要由陶瓷粉体、粘结剂、分散剂、溶剂、功能添加剂等组成。聚乙烯醇缩丁醛酯(pvb)是mlcc原料制备过程中重要的粘结剂，具有保护原料粉体、增加原料浆料黏性、利于产品流延成膜、促使膜带紧密结合等作用。mlcc产品中一般采用直链型pvb作为粘结剂(结构式如式1所示)，但是直链型pvb在大尺寸mlcc产品切割过程中，会被切割刀带出巴块表面，此时被带出的pvb表面具有大量非共价结合位点，极易形成非共价键导致切割后的生坯出现黏连的问题；
3、
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种陶瓷生坯用粘结剂、陶瓷浆料及其制备
2、为实现上述目的，在本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种陶瓷生坯用粘结剂，所述陶瓷生坯用粘结剂的分子结构如式ⅰ所示：
3、
4、其中，a选自式ⅱ、式ⅲ、式ⅳ中的任意一种结构，b选自式ⅴ、式ⅵ、式ⅶ中的任意一种结构，c选自式ⅷ、式ⅸ、式ⅹ中的任意一种结构；
5、
6、本专利技术提供的陶瓷生坯用粘结剂为支链型聚乙烯醇缩丁醛酯(pvb)，通过选择特定的结构，将其应用于陶瓷生坯的制备中时，由于在切割过程中从内部带出的pvb深度较浅，因此不饱和结合位点较少，从而能够有效的降低生坯间的切割黏连程度，改善大尺寸产品生坯切割黏连问题。
7、作为本专利技术所述陶瓷生坯用粘结剂的优选实施方式，所述陶瓷生坯用粘结剂中，如下a-c中的至少一种：
8、a.以式ⅰ所示结构的整体分子量计，a部分的分子量占比x为1-4％，b部分的分子量占比y为1-5％，c部分的分子量占比z为91-98％；
9、b.以式ⅰ所示结构的整体分子量计，m部分的分子量占比为0.08-4.5％，n部分的分子量占比为95.50-99.92％；
10、c.所述陶瓷生坯用粘结剂的数均分子量为60-80kdal。
11、本专利技术研究发现，当选择陶瓷生坯用粘结剂结构中的链段的分子量占比以及支链占比在本专利技术给出的范围内时，得到的粘结剂结构具有较短的主链和较长的支链，从而在后续将陶瓷生坯用粘结剂用于陶瓷生坯的制备中时，能够在切割时有效地降低生坯间的切割黏连程度，改善大尺寸产品生坯切割黏连问题；同时，进一步选择陶瓷生坯用粘结剂的数均分子量为60-80kdal时，在后续陶瓷浆料的制备中时，粘结剂能够有效分散并包裹在陶瓷粉颗粒表面，避免支链型pvb分子量偏高时导致陶瓷粉颗粒粘结过多，容易导致后续切割黏连的问题，也能避免支链型pvb分子量过低时粘结能力下降，导致流延成膜过程中出现大面积干裂的问题。
12、作为本专利技术所述陶瓷生坯用粘结剂的优选实施方式，所述陶瓷生坯用粘结剂中，如下d-f中的至少一种：
13、d.以式ⅰ所示结构的整体分子量计，a部分的分子量占比x为2-4％，b部分的分子量占比y为1-5％，c部分的分子量占比z为91-97％；
14、e.以式ⅰ所示结构的整体分子量计，m部分的分子量占比为0.1-0.8％，n部分的分子量占比为99.20-99.90％；
15、f.所述陶瓷生坯用粘结剂的数均分子量为68-73kdal。
16、本专利技术研究发现，粘结剂中的a、b、c部分分子量占整体分子量的百分数、m、n部分分子量占整体分子量的百分数以及粘结剂的数均分子量都会对后续切割黏连产生影响，当进一步选择上述a、b、c中的至少一种时，得到的粘结剂应用于后续制备得到的生坯切割时，生坯黏连率更低，即效果更优。
17、在本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种所述陶瓷生坯用粘结剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
18、(1)将乙酸乙烯酯与环状支链型单体混合进行聚合反应，得支链型聚乙酸乙烯酯；
19、(2)醇解支链型聚乙酸乙烯酯，得支链型聚乙烯醇；
20、(3)将支链型聚乙烯醇与丁醛混合进行缩聚反应，缩聚反应结束后降温并调节体系的ph值至5.5-6.5，收集析出的固体并洗涤、干燥，得到陶瓷生坯用粘结剂；
21、所述环状支链型单体的结构如式ⅺ所示，
22、
23、其中r选自(ⅰ)-(ⅲ)所示结构中的任意一种，
24、(i)
25、(ii)
26、(iii)
27、本专利技术提供的陶瓷生坯用粘结剂的制备方法中以乙酸乙烯酯作为单体，在单体中引入环状支链型单体，其中，环状支链型单体中存在环状双烯结构，不仅反应活性高，而且反应生成的支链型聚合物更为稳定，在陶瓷浆料混合砂磨分散过程中更易稳定存在，进而改善制备得到的生坯切割时的黏连问题。
28、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(1)中，聚合反应的温度为50-70℃，聚合反应的时间为7-12h。
29、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，醇解的过程为：将支链型聚乙酸乙烯酯完全溶于醇的水溶液中，加入催化剂浓盐酸，随后加热醇解反应体系，得相应支链含量的支链型聚乙烯醇。
30、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，支链型聚乙酸乙烯酯的支链含量为0.1-0.5％；
31、和/或，醇解支链型聚乙酸乙烯酯的反应体系中，支链型聚乙酸乙烯酯的质量浓度为20-40％，h+浓度为0.5-2mol/l；
32、和/或，醇解温度为40-50℃，醇解时间为3-12h。
33、优选地，所述支链型聚乙酸乙烯酯的数均分子量为70-90kdal。
34、优选地，所述步骤(2)中，醇解度为90-99％，所述支链型聚乙烯醇的数均分子量为50-70kdal。
35、示例性地，醇解的过程中，所述醇选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇中的至少一种。
36、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(3)中，缩聚反应体系中，丁醛的质量浓度为10-30％，h+浓度为1-2mol/l；
37、和/或，缩聚反应温度为35-45℃，缩聚反应时间为4-8h。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种陶瓷生坯用粘结剂，其特征在于，所述陶瓷生坯用粘结剂的分子结构如式Ⅰ所示：
2.根据权利要求1所述的陶瓷生坯用粘结剂，其特征在于，所述陶瓷生坯用粘结剂中，如下a-c中的至少一种：
3.根据权利要求2所述的陶瓷生坯用粘结剂，其特征在于，所述陶瓷生坯用粘结剂中，如下d-f中的至少一种：
4.如权利要求1-3任一项所述的陶瓷生坯用粘结剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，支链型聚乙酸乙烯酯的支链含量为0.1-0.5％；
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，缩聚反应体系中，丁醛的质量浓度为10-30％，H+浓度为1-2mol/L；
7.一种陶瓷浆料，其特征在于，所述陶瓷浆料的组分包括如权利要求1-3任一项所述的陶瓷生坯用粘结剂。
8.如权利要求7所述的陶瓷浆料，其特征在于，所述陶瓷浆料还包括陶瓷粉体、分散剂、溶剂和功能添加剂。
9.一种陶瓷生坯，其特征在于，所述陶瓷生坯使用如权利要
10.一种多层陶瓷电容器，其特征在于，所述多层陶瓷电容器使用如权利要求9所述的陶瓷生坯制备而成。
...【技术特征摘要】
1.一种陶瓷生坯用粘结剂，其特征在于，所述陶瓷生坯用粘结剂的分子结构如式ⅰ所示：
2.根据权利要求1所述的陶瓷生坯用粘结剂，其特征在于，所述陶瓷生坯用粘结剂中，如下a-c中的至少一种：
3.根据权利要求2所述的陶瓷生坯用粘结剂，其特征在于，所述陶瓷生坯用粘结剂中，如下d-f中的至少一种：
4.如权利要求1-3任一项所述的陶瓷生坯用粘结剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，支链型聚乙酸乙烯酯的支链含量为0.1-0.5％；
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晗，马艳红，
申请(专利权)人：潮州三环集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。