水基流延法制备压电陶瓷片生坯的方法技术

本发明专利技术公开了一种水基流延法制备压电陶瓷片生坯的方法，属于制备压电陶瓷片生坯的方法。该方法是向流延浆料中加入正辛醇，抽真空除泡；用流延成型机对经过除泡处理的流延浆料进行流延烘干；流延浆料由下列重量百分比的原料配制而成：压电陶瓷粉60～70%、丙烯酸树脂乳液3～13%、分散剂0.1～2%、邻苯二甲酸二辛酯0.1～3%、其余为去离子水，配制方法是将压电陶瓷粉与分散剂水熔液混匀，球磨，制得陶瓷浆料；向该陶瓷浆料中加入丙烯酸树脂乳液和邻苯二甲酸二辛酯，球磨，制得流延浆料。本发明专利技术使流延浆料的表面张力接近钢带的表面张力，达到了良好润湿的目的；是一种制备压电陶瓷片生坯的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用流延法制备压电陶瓷片生坯的方法，尤其涉及一种以水为溶齐U，采用流延法制备压电陶瓷片生坯的方法。
技术介绍
流延是制备压电陶瓷膜片材料的工艺之一，它分为水基流延和非水基流延。非水基流延工艺比较成熟，制备的膜片质地均匀、强度高、韧性好、便于切割和加工，已在实际生产中应用多年；但非水基流延工艺需使用大量有毒的有机物作为溶剂，不仅生产成本高，而且易造成环境污染。水基流延工艺以水作为溶剂，有机物用量少、成本低、污染小，环境相容性业好。然而，目前广泛使用的流延设备普遍采用钢制的流延膜带，该膜带主要是针对非水基流延工艺而设计，其表面张力通常在19达因左右；而水基流延浆料表面张力较高，对钢制流延膜带表面的润湿性很差；在浆料干燥而形成流延膜片之前会出现非常明显的收缩，达不到压电陶瓷片的设计要求，因此需要对基流延工艺进行改进。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述缺陷，本专利技术旨在提供一种，该方法能够利用现有的流延成型机、采用水基流延工艺制备出合格的压电陶瓷片生坯。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案包括对流延浆料进行除泡处理和流延烘干，所述流延浆料由下列重量百 分比的原料配制而成中位粒径为I微米的压电陶瓷粉60 70%、集合度为1200 2000、醇解度为50 99%的丙烯酸树脂乳液3 13%、型号为D-3019的分散剂O.1 2%、邻苯二甲酸二辛酯O.1 3%、其余为去离子水，其方法如下 1)将上述分散剂与去离子水中混合均匀，然后加入压电陶瓷粉，球磨12 36小时，得陶瓷楽■料； 2)向上述陶瓷浆料中加入所述丙烯酸树脂乳液和邻苯二甲酸二辛酯，球磨12 36小时，得流延浆料； 3)向上述流延浆料中加入正辛醇混合均匀，抽真空除泡；正辛醇的加入量为流延浆料体积的O. 03 2% ； 4)用流延成型机对经过除泡处理的流延浆料进行流延烘干，得压电陶瓷片生坯；该钢带流延机的温度区域为50°C、70°C、90°C、12(rC，流延时间为3 18分钟。在上述技术方案中，丙烯酸树脂乳液是丙烯酸树脂聚合物的稳定悬浮液，是通过丙烯酸单体在水中进行乳液聚合而得到，聚合物颗粒的粒径在30 500nm间。它的优点是固含量高(浓度可达到50wt%)、粘度低、玻璃化转变温度低、具有一定的分散功能，因此是一种非常适合制备流延浆料的粘结剂。丙烯酸树脂乳液虽是一种低粘度、高固含量的粘结剂，但流延浆料的粘度随丙烯酸树脂乳液用量的增加而呈线性增长，因此必须严格控制。这是因为它是高分子化合物，分子链长，分子间相互缠绕容易使体系粘度增加；因此，在保证陶瓷生坯膜片强度的前提下应尽量减少使用量。这不仅可以增加生坯膜片的固体密度、而且还可以降低制造成本。分散剂的作用是防止陶瓷颗粒发生絮凝而导致颗粒沉降，因此分散剂也称为“反絮凝剂”。其主要机理是利用了分散剂分子的空间位阻效应和静电排斥效应，因此可以显著增加PZT粉末颗粒间的排斥作用。在固含量一定的条件下可明显降低浆料的粘度(不使用分散剂时，浆料粘度为250CP，分散剂用量为O. 4 丨％时，粘度迅速下降至120cP)。然而，当分散剂用量多大时，浆料粘度反而有所增加。这是因为当分散剂用量超过一定浓度时，陶瓷粉末颗粒表面已完全被分散剂分子所包裹，多余的分散剂只能溶解于溶剂中。而分散剂为高分子化合物，具有长链结构，它们间的相互作用将导致浆料粘度的增加。可见分散剂用量并非越大越好，而是存在最佳用量。通常，为了减少蒸发溶剂所需的热量、提高膜片强度、增加效率，往往希望浆料具有较高的固含量；这样可以减少生坯膜片中有机物的含量并致密度。但在其它条件一定的情况下，浆料粘度随固含量的增加而增加，因此必须选择合适的固含量范围，避免浆料粘度过闻。与现有技术比较，采用本专利技术由于采用了上述技术方案，以丙烯酸树脂乳液作为粘结剂、以邻苯二甲酸二辛酯为增塑剂、并采用正辛醇作为除泡剂、再配合型号为D-3019分散剂；因此可通过粘结剂和增塑剂的双重作用而降低流延浆料的表面张力，使其接近钢带的表面张力(350 600mPa. S)，从而达到良好润湿的目的。采用本专利技术方法制备的水基流延浆料固含量高，其生产效率比PVA体系高出50%左右。具体实施例方式下面结合具体的实施例对本专利技术作进一步说明，具体步骤如下 实施例1 1)分别称取压中位粒径为I微米的压电陶瓷粉60千克、丙烯酸树脂乳液13千克、型号为D-3019的分散剂O.1千克、邻苯二甲酸二辛酯3千克、去离子水23. 9千克，备用； 2)将上述分散剂与去离子水混合均匀，然后加入压电陶瓷粉，球磨12小时，得陶瓷浆料； 3)向上述陶瓷浆料中加入所述丙烯酸树脂乳液和邻苯二甲酸二辛酯，球磨36小时，得流延浆料； 4)向上述流延浆料中加入正辛醇混合均匀，按常规方法抽真空除泡；正辛醇的加入量为流延浆料体积的O. 03% ； 5)用流延成型机按常规方法对经过除泡处理的流延浆料进行流延烘干，得压电陶瓷片生坯；该钢带流延机的温度区域为50°C、70°C、90°C、120°C，流延时间为10分钟。实施例2 各步骤同实施例1 ;其中，步骤I)中的压电陶瓷粉为70千克、丙烯酸树脂乳液为3千克、分散剂为2千克、邻苯二甲酸二辛酯为O.1千克、去离子水24. 9千克，步骤2)和步骤3)中的球磨时间为24小时，步骤4)中正辛醇的加入量为流延浆料体积的2%。实施例3 各步骤同实施例1 ;其中，步骤I)中的压电陶瓷粉为60千克、丙烯酸树脂乳液为3千克、分散剂为O.1千克、邻苯二甲酸二辛酯为O.1千克、去离子水36. 8千克，步骤2)和步骤3)中的球磨时间为12小时，步骤4)中正辛醇的加入量为流延浆料体积的O. 03%,步骤5)中的流延时间为18分钟。实施例4 各步骤同实施例1 ;其中，步骤I)中的压电陶瓷粉为70千克、丙烯酸树脂乳液为13千克、分散剂为2千克、邻苯二甲酸二辛酯为3千克、去离子水12千克，步骤2)和步骤3)中的球磨时间为36小时，步骤4)中正辛醇的加入量为流延浆料体积的2%，步骤5)中的流延时间为3分钟。实施例5 各步骤同实施例1 ;其中，步骤I)中的压电陶瓷粉为65千克、丙烯酸树脂乳液为8千克、分散剂为I千克、邻苯二甲酸二辛酯为1. 5千克、去离子水24. 5千克，步骤2)和步骤3)中的球磨时间为24小时，步骤4)中正辛醇的加入量为流延浆料体积的1%，步骤5)中的流延时间为10分钟。在上述各实施例中，丙烯酸树脂乳液的集合度为1200 2000、醇解度为50 99%O本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水基流延法制备压电陶瓷片生坯的方法，包括对流延浆料进行除泡处理和流延烘干，其特征在于所述流延浆料由下列重量百分比的原料配制而成：中位粒径为1微米的压电陶瓷粉60～70%、集合度为1200～2000、醇解度为50～99%的丙烯酸树脂乳液3～13%、型号为D?3019的分散剂0.1～2%、邻苯二甲酸二辛酯0.1～3%、其余为去离子水，其方法如下：1）将上述分散剂与去离子水中混合均匀，然后加入压电陶瓷粉，球磨12～36小时，得陶瓷浆料；2）向上述陶瓷浆料中加入所述丙烯酸树脂乳液和邻苯二甲酸二辛酯，球磨12～36小时，得流延浆料；3）向上述流延浆料中加入正辛醇混合均匀，抽真空除泡；正辛醇的加入量为流延浆料体积的0.03～2%；4）用流延成型机对经过除泡处理的流延浆料进行流延烘干，得压电陶瓷片生坯；该钢带流延机的温度区域为50℃、70℃、90℃、120℃，流延时间为3～18分钟。

【技术特征摘要】
1.一种水基流延法制备压电陶瓷片生坯的方法，包括对流延浆料进行除泡处理和流延烘干，其特征在于所述流延浆料由下列重量百分比的原料配制而成中位粒径为I微米的压电陶瓷粉60 70%、集合度为1200 2000、醇解度为50 99%的丙烯酸树脂乳液3 13%、型号为D-3019的分散剂O.1 2%、邻苯二甲酸二辛酯O.1 3%、其余为去离子水，其方法如下 1)将上述分散剂与去离子水中混合均匀，然后加入压电陶瓷...

【专利技术属性】
技术研发人员：张田才，吴康和，张玉芬，
申请(专利权)人：贵州振华红云电子有限公司，
类型：发明
国别省市：