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    塑化剂在流延成型中的应用
    2019-07-20 信息编号:1012304 收藏
流延成型技术最初出现在20世纪40年代,主要用于生产电子电路基板、多层电容
器、压电陶瓷及层状陶瓷等。流延成型工艺的第一步是将粉料、溶剂 (一般为易挥发的
第4章 塑化剂 99表410 轧膜成型坯件的排塑升温制度
温度区域/℃ 升温速度/(℃/h) 备 注 温度区域/℃ 升温速度/(℃/h) 备 注
室温~100 50 500~870 180
100~500 120 870 ±10℃ 保温2h
表411 完全排塑的温度制度 单位:h
温度/℃
坯体厚度/mm
5 5~10 10~20 20~40
加热 保温 加热 保温 加热 保温 加热 保温
100 05 05 05 05
200 05 2 35 50
300 15 15 2 25 2 35 3 45
400 15 15 2 3
500 1 1 1 1
有机溶剂)及部分添加剂混合制成浆料。浆料经消泡等处理后即可在流延机上进行流延
操作 (流延机的构造如图45所示)。流延嘴前的刮刀用来调节流延膜的厚度。膜厚与
刮刀和钢带之间的间隙成正比,与钢带速度、料浆黏度成反比。料浆黏度一般控制在
30~31s,料浆黏度对成膜厚度的影响最大。流延成型具体工艺是将制成的黏度合适
的浆料通过流延嘴,浆料依靠自重流在一条平稳转动的环形钢带上,并随钢带向前
运动,浆料被刮刀刮成一层连续、表面平整、厚度均匀的薄膜,进入干燥区烘干,
成为固态薄膜。之后,钢带又回到初始位置,经多次循环重复,直至得到需要的厚
度时,在前转鼓下方将陶瓷坯带从钢带上剥离。每圈的流延膜厚度为8~10μm,干
燥区温度约80℃。流延法的特点:①生产效率高于轧膜法,成本低;②致密均匀,
质量优于轧膜法;③生产的膜片由3~5μm 至2~3mm;④膜片弹性好,致密度高。
图45 流延机构造示意
1—料斗与流延嘴;2—调厚刮刀;3—不锈钢带;4—前转鼓;5—后转鼓;
6—上干燥器;7—下干燥器;8—热风进口;9—上热风出口;10—下热风出口
流延成型常用黏结剂有聚乙烯醇及聚乙烯醇缩丁醛。聚乙烯醇缩丁醛 (PVB)属乙
烯醇醛类树脂,由聚乙烯醇和丁醛缩合而得。其缩醛度为73%~77%,羟基数1%~
3%,含量不同性能各异。它有较长的支链,因而有较好的黏合性,制成的膜片柔顺性
和弹性都好,是一种热塑性树脂。
100 当增塑剂与黏结剂互溶性好时,塑化效率高,化学性能稳定,挥发慢。一般常用增
塑剂有两类:当用聚乙烯醇作黏结剂时,可用甘油、磷酸、乙二醇、丁二醇等作为增塑
剂;用聚乙烯醇缩丁醛作黏结剂时,可用邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二丁酯、二丁基邻
苯二甲酸二丁酯等作为增塑剂。另外,水溶性的黏结剂和增塑剂可用水和乙醇作溶剂。
聚乙烯醇缩丁醛的溶剂有甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、环己酮、三氯乙烯、醋酸乙酯等。
润湿剂也称悬浮剂,可改善瓷粉在黏结剂中的分散性和浆料的流动性。它是一种表面活
性物质,可以使有固液相的物系表面自由能降低。常用的这类物质有十七碳第二烃基磺
酸钠 (C17H35SO3Na)、鲱鱼油、鲸油、蓖麻油、橄榄油等。常见流延成型用有机材料
如表412所示。水系流延浆料的配制工艺列于表413;非水系流延浆料的配制工艺列
于表414。
表412 常见流延成型用有机材料
溶剂 黏合剂 可塑剂 悬浮剂 润湿剂
非 水 系
丙酮
丁基乙酸
苯 溴
氯甲烷
丁醇
二丙酮
乙醇
丙醇
乙基乙丁烯酮
甲苯
三氯乙烯
二甲苯
纤维素醋酸丁烯
乙醚纤维素
石油树脂
聚乙烯
聚丙烯酸酯
聚甲基丙烯
聚乙烯醇
聚乙烯醇缩丁醛
氯化乙烯
聚甲基丙烯酸酯
乙基纤维素
松香酸树脂
丁基苯甲基邻苯
二甲酸
二 丁 基 邻 苯 二
甲酸
丁基硬脂酸
二 甲 基 邻 苯 二
甲酸
酞酸酯混合物
聚 乙 烯 甘 醇 介
电体
磷酸三甲苯酯
脂肪酸(三油酸甘
油)
天然鱼油
合成界面活性剂
苯磺酸
鱼油
油酸
甲醇
辛烷
烷丙烯基聚醚乙醇
乙基苯甘醇
聚氧乙烯酯
单油酸甘油
三油酸甘油
乙醇类
水 系
(作 为 除 泡 剂
有:石蜡 系,有 机
硅系,非离子界面
活性剂乙醇类)
丙烯系聚合物
丙烯系聚合物的
乳液
乙 烯 氧 化 物 聚
合物
羟基乙基纤维素
甲基纤维素
聚乙烯醇
异氰酸酯
石蜡润滑剂
氨基甲酸乙酯(水
溶性)
甲基丙烯酸共聚
的盐石蜡乳液
乙烯醋酸乙烯共
聚体的乳液
丁基苄基邻苯二
甲酸酯
二丁基邻苯二甲
酸酯
乙基甲苯磺酰胺
甘油
聚烷基甘醇
三甘醇
三N丁 基 磷 酸

汽油
多元醇
磷酸盐
磷酸络盐
烯丙基磺酸
天然钠盐
丙烯酸系共聚物
非离子型辛基苯氧基
乙醇
乙醇类非离子型表面
活性剂
常用流延成型塑化剂的典型配方有以下3个。
配方1:聚乙烯醇13%;乙醇47%;蒸馏水40%。
配方2:聚乙烯醇缩丁醛125%;邻苯二甲酸二丁酯35%;C17H35SO3Na4%;环
第4章 塑化剂 101表413 水系流延浆料的配制工艺
材 料 功 能 添加量/g 工 艺
蒸馏水 溶剂 3162
氧化镁 晶粒成长抑制剂 025
聚乙二醇 可塑剂 778
丁基苄基邻苯二甲酸酯 可塑剂 5702
非离子辛基苯氧基乙醇 润湿剂 032
丙烯基磺酸 悬浮剂 454
在烧杯中预先混合
氧化铝粉末 主原料 12312 加上述预混料球磨24h
丙烯树脂系乳液 黏结剂 1296 加到主原料中混磨05h
石蜡系乳液 消泡剂 013 加到主原料中混磨3min
表414 非水系流延浆料的配制工艺
材 料 功 能 添加量/g 工 艺
氧化铝粉末 原材料 19440
氧化镁 粒子成长控制剂 049
鲱鱼油① 悬浮剂 356
三氯乙烯 溶剂 7581
乙醇 溶剂 2916
第一阶段
经24h球磨机混合
聚乙烯醇缩丁醛② 黏结剂 778
聚乙二醇③ 可塑剂 824
辛基邻苯二甲酸 可塑剂 700
第二阶段
在上述混合料中加入
本栏材料短时混匀
① 将鲱鱼煮沸或压榨而得的油。
② 门森德公司所产,分子量约32000。
③ 分子量约2000。
己酮44%;正丁醇36%。
配方3:烯醇缩丁醛115%;二丁基钛酸盐39%;C17H35SO3Na25%;环己酮
434%;乙醇154%;甲苯233%。
浆料的制备 采用聚乙烯醇时,浆料的配方为:瓷粉52%,聚乙烯醇水溶液42%,
甘油6%。在球磨罐中使其混合均匀,用玛瑙球,料球比为1∶1,混料时间15h。混合
好的料含有大量气泡,必须除去。可用机械法和化学法除泡。机械除泡用真空搅拌,
转速100r/min,压力在15kPa以下。化学除泡是使用除泡剂,除泡剂的组成为:正
丁醇∶乙醇=1∶1。两法结合使用效果更佳。方法如下:在真空搅拌过程中,进行
3~4次除泡剂表面喷雾,约半小时气泡即基本排除。工艺过程中加料次序很重要,第
一次球磨混合和第二次球磨混合都是15~20h。球料比和真空除气与采用 PVA 时相
同。聚乙烯醇缩丁醛的黏度对流延后的成膜性、脱膜影响很大,一般选用15~25s的
较好。
几种典型的流延成型浆料配方列于表415。
102 表415 几种典型的流延成型浆料配方 单位:%
陶瓷粉料 黏合剂 溶 剂 增塑剂、润湿剂 抗聚凝剂
氧化铝1000
氧 化 镁025(烧 结
促进剂)
聚乙烯醇缩丁醛40
聚乙烯乙二醇43
三氯乙烯390
乙醇150 辛基二甲酯36 天然鱼油
氧化铝、氧化锆
硅酸镁类瓷料963 聚乙烯醇缩丁醛25 甲苯200
聚乙醇烷基醚02
聚烷撑乙二醇衍生物
10
钛酸盐粉料763 聚乙烯醇缩乙醛25 甲苯200 乙酸三甘醇02
丙二醇三烷基醚02
铌铋镁低烧独
石瓷料100
1①

聚乙烯醇水溶液850(含量85%)
乙基纤维素水溶液1000(含量85%)
甘油6~7
甘油100
① 表中给出两方案可任选其一。
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