技术领域
[0001] 本
发明涉及一种复合导电陶瓷浆料的制备方法。
背景技术
[0002]
电子浆料是制造与开发电子元器件、厚膜混合
电路和触摸元件的
基础材料。随着电子工业的高速发展，表面组装技术的兴起，多层厚膜技术己发展成为混合微电子技术的主流，触摸元件脱颖而出，使
银浆料成为电子浆料中一类品种繁多、量大面广的产品，其中银和Ag-Pd浆料在厚膜电路和片式元件两方面已形成强大的市场。而近年来由于贵金属的价格上涨，出现了对贱金属浆料如：镍
电极浆料和
铜电极浆料的研究，并取得了一定的成果。而导电陶瓷属于新型功能特种陶瓷，它是一种基础性材料，既具有陶瓷的各种性质，如抗
氧化性、耐高温、耐
腐蚀、低成本和机械性能好等优点，又具有金属态的导电特性，因此在许多特殊环境与场合得到了广泛应用。通过将上述导电浆料与导电陶瓷结合，研究出
导电性能好且价格低廉的导电浆料是一个重大的突破。
发明内容
[0003] 要解决的技术问题：
[0004] 提供一种复合导电陶瓷浆料的制备方法，所得浆料形成的膜层具有非常好的导电性能，同时其具有很强的附着
力，与界面附着良好。
[0005] 技术方案：
[0006] 本发明提供了一种复合导电陶瓷浆料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
[0007] (1)分别配制浓度为25-30g/L的L-3-氧代苏己糖
醛内酯
水溶液和浓度为10-15mL/L的聚乙二醇200水溶液；
[0008] (2)将L-3-氧代苏己糖醛内酯水溶液加热至40-45℃，在转速400-600rpm下加入聚乙二醇200水溶液，搅拌10-20min得
混合液；
[0009] (3)取玉米花粉，浸渍于
硝酸银溶液中，并用
盐酸调节溶液的pH为3-4，在30-35℃下浸渍1-2d；
[0010] (4)加入混合液搅拌5-10min，静置30-40min；
[0011] (5)取出反应好的玉米花粉，放入
真空干燥箱中，抽真空干燥；
[0012] (6)置于真空管式炉中，抽真空，升温至400-500℃，保温2h；
[0013] (7)自然冷却至室温，
研磨20-30min；
[0014] (8)均匀地平铺在低温等离子处理装置中的地电极上，在电源
频率10-15kHz、工作
电压20kV、放电功率50-60W条件下处理10-15min，得具有特殊结构的银粉；
[0015] (9)将二
甲苯和聚乙二醇混合，搅拌均匀，其中，二甲苯和聚乙二醇的体积比为5:1；
[0016] (10)加入乙基
纤维素，水浴加热搅拌溶解得乙基
纤维素溶液；
[0017] (11)在乙基纤维素溶液中加入具有特殊结构的银粉，在转速4000-7000rpm下进行
电磁搅拌30-40min；
[0018] (12)加热至40-50℃，
超声波振荡20-30min，功率为10-20kHz；
[0019] (13)静置40-60min后冷却至室温，倒去上层清液，用去离子水和无水
乙醇依次清洗2遍；
[0020] (14)置于氮气气氛中烘干，得
镀膜特殊结构银粉；
[0021] (15)将3-6份聚乙烯吡咯烷
酮、1-2份藻酸丙二醇酯和15-30份蒸馏水混合搅拌20-30min；
[0022] (16)加入1-3份
碳化
硅、0.2-0.5份碳
纳米管和2-4份玻璃粉，置于行星
球磨机中在转速250-280r/min下球磨10-12h；
[0023] (17)加入5-10份镀膜特殊结构银粉、2-5份十二烷基苯磺酸钠、3-6份椰油酰胺丙基甜菜
碱、2-4份聚乙烯醇和50-80份松油醇，移入三辊研磨机中进一步研磨30-60min即得。
[0024] 进一步的，所述乙基纤维素溶液浓度为2-3wt％。
[0025] 进一步的，所述乙基纤维素溶液和具有特殊结构的银粉的比例为20ml:1g。
[0026] 进一步的，所述碳化硅粒径≤20μm。
[0027] 进一步的，所述玻璃粉粒径≤20μm。
[0028] 进一步的，所述步骤(8)中电源频率为13kHz、放电功率为55W。
[0029] 有益效果：
[0030] 1.以玉米花粉为模板制备的银粉，能够复刻
生物原有的微观孔道结构，形状不规则，提高导电性。
[0031] 2.
碳纳米管能够有效填充、搭接在银颗粒之间，形成大量的导电通路，提高导电性。
[0032] 3.经低温等离子处理装置处理后，银粉内部形成微小通道，表面积增加，形成更多导电通路，提高导电性。
[0033] 4.本发明的陶瓷浆料形成的膜层具有非常好的导电性能，
电阻率最低为4.95×10-3Ω·cm，导电性能佳，同时其
附着力可达0.99kgf/mm2，具有很强的附着力，与界面附着良好。
具体实施方式
[0034] 下面的
实施例可使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
[0035] 实施例1
[0036] 一种复合导电陶瓷浆料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
[0037] (1)分别配制浓度为25g/L的L-3-氧代苏己糖醛内酯水溶液和浓度为10mL/L的聚乙二醇200水溶液；
[0038] (2)将L-3-氧代苏己糖醛内酯水溶液加热至40℃，在转速400rpm下加入聚乙二醇200水溶液，搅拌10min得混合液；
[0039] (3)取玉米花粉，浸渍于硝酸银溶液中，并用盐酸调节溶液的pH为3，在30℃下浸渍1d；
[0040] (4)加入混合液搅拌5min，静置30min；
[0041] (5)取出反应好的玉米花粉，放入真空干燥箱中，抽真空干燥；
[0042] (6)置于真空管式炉中，抽真空，升温至400℃，保温2h；
[0043] (7)自然冷却至室温，研磨20min；
[0044] (8)均匀地平铺在低温等离子处理装置中的地电极上，在电源频率10kHz、工作电压20kV、放电功率50W条件下处理10min，得具有特殊结构的银粉；
[0045] (9)将二甲苯和聚乙二醇混合，搅拌均匀，其中，二甲苯和聚乙二醇的体积比为5:1；
[0046] (10)加入乙基纤维素，水浴加热搅拌溶解得浓度为2wt％的乙基纤维素溶液；
[0047] (11)在乙基纤维素溶液中加入具有特殊结构的银粉，在转速4000rpm下进行电磁搅拌30min，其中，乙基纤维素溶液和具有特殊结构的银粉的比例为20ml:1g；
[0048] (12)加热至40℃，
超声波振荡20min，功率为10kHz；
[0049] (13)静置40min后冷却至室温，倒去上层清液，用去离子水和无水乙醇依次清洗2遍；
[0050] (14)置于氮气气氛中烘干，得镀膜特殊结构银粉；
[0051] (15)将3份聚乙烯吡咯烷酮、1份藻酸丙二醇酯和15份蒸馏水混合搅拌20min；
[0052] (16)加入1份碳化硅、0.2份碳纳米管和2份玻璃粉，置于
行星球磨机中在转速250r/min下球磨10h；
[0053] (17)加入5份镀膜特殊结构银粉、2份十二烷基苯磺酸钠、3份椰油酰胺丙基甜菜碱、2份聚乙烯醇和50份松油醇，移入三辊研磨机中进一步研磨30min即得。
[0054] 实施例2
[0055] 一种复合导电陶瓷浆料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
[0056] (1)分别配制浓度为26g/L的L-3-氧代苏己糖醛内酯水溶液和浓度为14mL/L的聚乙二醇200水溶液；
[0057] (2)将L-3-氧代苏己糖醛内酯水溶液加热至42℃，在转速450rpm下加入聚乙二醇200水溶液，搅拌15min得混合液；
[0058] (3)取玉米花粉，浸渍于硝酸银溶液中，并用盐酸调节溶液的pH为3.5，在32℃下浸渍1.5d；
[0059] (4)加入混合液搅拌6min，静置35min；
[0060] (5)取出反应好的玉米花粉，放入真空干燥箱中，抽真空干燥；
[0061] (6)置于真空管式炉中，抽真空，升温至450℃，保温2h；
[0062] (7)自然冷却至室温，研磨25min；
[0063] (8)均匀地平铺在低温等离子处理装置中的地电极上，在电源频率12kHz、工作电压20kV、放电功率55W条件下处理12min，得具有特殊结构的银粉；
[0064] (9)将二甲苯和聚乙二醇混合，搅拌均匀，其中，二甲苯和聚乙二醇的体积比为5:1；
[0065] (10)加入乙基纤维素，水浴加热搅拌溶解得浓度为2.5wt％的乙基纤维素溶液；
[0066] (11)在乙基纤维素溶液中加入具有特殊结构的银粉，在转速5000rpm下进行电磁搅拌35min，其中，乙基纤维素溶液和具有特殊结构的银粉的比例为20ml:1g；
[0067] (12)加热至45℃，超声波振荡25min，功率为15kHz；
[0068] (13)静置45min后冷却至室温，倒去上层清液，用去离子水和无水乙醇依次清洗2遍；
[0069] (14)置于氮气气氛中烘干，得镀膜特殊结构银粉；
[0070] (15)将4份聚乙烯吡咯烷酮、1.3份藻酸丙二醇酯和20份蒸馏水混合搅拌25min；
[0071] (16)加入1.5份碳化硅、0.3份碳纳米管和2.5份玻璃粉，置于行星球磨机中在转速260r/min下球磨11h；
[0072] (17)加入7份镀膜特殊结构银粉、3份十二烷基苯磺酸钠、4份椰油酰胺丙基甜菜碱、3份聚乙烯醇和60份松油醇，移入三辊研磨机中进一步研磨40min即得。
[0073] 实施例3
[0074] 一种复合导电陶瓷浆料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
[0075] (1)分别配制浓度为28g/L的L-3-氧代苏己糖醛内酯水溶液和浓度为13mL/L的聚乙二醇200水溶液；
[0076] (2)将L-3-氧代苏己糖醛内酯水溶液加热至43℃，在转速500rpm下加入聚乙二醇200水溶液，搅拌15min得混合液；
[0077] (3)取玉米花粉，浸渍于硝酸银溶液中，并用盐酸调节溶液的pH为3.5，在33℃下浸渍1.5d；
[0078] (4)加入混合液搅拌8min，静置35min；
[0079] (5)取出反应好的玉米花粉，放入真空干燥箱中，抽真空干燥；
[0080] (6)置于真空管式炉中，抽真空，升温至450℃，保温2h；
[0081] (7)自然冷却至室温，研磨25min；
[0082] (8)均匀地平铺在低温等离子处理装置中的地电极上，在电源频率13kHz、工作电压20kV、放电功率55W条件下处理13min，得具有特殊结构的银粉；
[0083] (9)将二甲苯和聚乙二醇混合，搅拌均匀，其中，二甲苯和聚乙二醇的体积比为5:1；
[0084] (10)加入乙基纤维素，水浴加热搅拌溶解得浓度为2.5wt％的乙基纤维素溶液；
[0085] (11)在乙基纤维素溶液中加入具有特殊结构的银粉，在转速5500rpm下进行电磁搅拌35min，其中，乙基纤维素溶液和具有特殊结构的银粉的比例为20ml:1g；
[0086] (12)加热至45℃，超声波振荡25min，功率为15kHz；
[0087] (13)静置50min后冷却至室温，倒去上层清液，用去离子水和无水乙醇依次清洗2遍；
[0088] (14)置于氮气气氛中烘干，得镀膜特殊结构银粉；
[0089] (15)将4.5份聚乙烯吡咯烷酮、1.5份藻酸丙二醇酯和23份蒸馏水混合搅拌25min；
[0090] (16)加入2份碳化硅、0.35份碳纳米管和3份玻璃粉，置于行星球磨机中在转速265r/min下球磨11h；
[0091] (17)加入8份镀膜特殊结构银粉、3.5份十二烷基苯磺酸钠、4.5份椰油酰胺丙基甜菜碱、3份聚乙烯醇和65份松油醇，移入三辊研磨机中进一步研磨45min即得。
[0092] 实施例4
[0093] 一种复合导电陶瓷浆料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
[0094] (1)分别配制浓度为29g/L的L-3-氧代苏己糖醛内酯水溶液和浓度为14mL/L的聚乙二醇200水溶液；
[0095] (2)将L-3-氧代苏己糖醛内酯水溶液加热至44℃，在转速550rpm下加入聚乙二醇200水溶液，搅拌15min得混合液；
[0096] (3)取玉米花粉，浸渍于硝酸银溶液中，并用盐酸调节溶液的pH为3.5，在34℃下浸渍1.5d；
[0097] (4)加入混合液搅拌8min，静置35min；
[0098] (5)取出反应好的玉米花粉，放入真空干燥箱中，抽真空干燥；
[0099] (6)置于真空管式炉中，抽真空，升温至450℃，保温2h；
[0100] (7)自然冷却至室温，研磨25min；
[0101] (8)均匀地平铺在低温等离子处理装置中的地电极上，在电源频率14kHz、工作电压20kV、放电功率55W条件下处理14min，得具有特殊结构的银粉；
[0102] (9)将二甲苯和聚乙二醇混合，搅拌均匀，其中，二甲苯和聚乙二醇的体积比为5:1；
[0103] (10)加入乙基纤维素，水浴加热搅拌溶解得浓度为2.5wt％的乙基纤维素溶液；
[0104] (11)在乙基纤维素溶液中加入具有特殊结构的银粉，在转速6000rpm下进行电磁搅拌35min，其中，乙基纤维素溶液和具有特殊结构的银粉的比例为20ml:1g；
[0105] (12)加热至45℃，超声波振荡25min，功率为15kHz；
[0106] (13)静置55min后冷却至室温，倒去上层清液，用去离子水和无水乙醇依次清洗2遍；
[0107] (14)置于氮气气氛中烘干，得镀膜特殊结构银粉；
[0108] (15)将5份聚乙烯吡咯烷酮、1.5份藻酸丙二醇酯和25份蒸馏水混合搅拌25min；
[0109] (16)加入2.5份碳化硅、0.4份碳纳米管和3.5份玻璃粉，置于行星球磨机中在转速270r/min下球磨11h；
[0110] (17)加入9份镀膜特殊结构银粉、4份十二烷基苯磺酸钠、5份椰油酰胺丙基甜菜碱、3.5份聚乙烯醇和70份松油醇，移入三辊研磨机中进一步研磨50min即得。
[0111] 实施例5
[0112] 一种复合导电陶瓷浆料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
[0113] (1)分别配制浓度为30g/L的L-3-氧代苏己糖醛内酯水溶液和浓度为15mL/L的聚乙二醇200水溶液；
[0114] (2)将L-3-氧代苏己糖醛内酯水溶液加热至45℃，在转速600rpm下加入聚乙二醇200水溶液，搅拌20min得混合液；
[0115] (3)取玉米花粉，浸渍于硝酸银溶液中，并用盐酸调节溶液的pH为4，在35℃下浸渍2d；
[0116] (4)加入混合液搅拌0min，静置40min；
[0117] (5)取出反应好的玉米花粉，放入真空干燥箱中，抽真空干燥；
[0118] (6)置于真空管式炉中，抽真空，升温至500℃，保温2h；
[0119] (7)自然冷却至室温，研磨30min；
[0120] (8)均匀地平铺在低温等离子处理装置中的地电极上，在电源频率15kHz、工作电压20kV、放电功率60W条件下处理15min，得具有特殊结构的银粉；
[0121] (9)将二甲苯和聚乙二醇混合，搅拌均匀，其中，二甲苯和聚乙二醇的体积比为5:1；
[0122] (10)加入乙基纤维素，水浴加热搅拌溶解得浓度为3wt％的乙基纤维素溶液；
[0123] (11)在乙基纤维素溶液中加入具有特殊结构的银粉，在转速7000rpm下进行电磁搅拌40min，其中，乙基纤维素溶液和具有特殊结构的银粉的比例为20ml:1g；
[0124] (12)加热至50℃，超声波振荡30min，功率为20kHz；
[0125] (13)静置60min后冷却至室温，倒去上层清液，用去离子水和无水乙醇依次清洗2遍；
[0126] (14)置于氮气气氛中烘干，得镀膜特殊结构银粉；
[0127] (15)将6份聚乙烯吡咯烷酮、2份藻酸丙二醇酯和30份蒸馏水混合搅拌20-30min；
[0128] (16)加入3份碳化硅、0.5份碳纳米管和4份玻璃粉，置于行星球磨机中在转速280r/min下球磨12h；
[0129] (17)加入10份镀膜特殊结构银粉、5份十二烷基苯磺酸钠、6份椰油酰胺丙基甜菜碱、4份聚乙烯醇和80份松油醇，移入三辊研磨机中进一步研磨60min即得。
[0130] 将本发明材料在600℃下
烧结后形成了致密的膜层，膜厚10μm，根据国标测定其电阻率和附着力。
[0131] 表1复合导电陶瓷浆料的部分性能指标
[0132]产品名称 电阻率(Ω·cm) 附着力(kgf/mm2)
实施例1 5.07×10-3 0.96
实施例2 5.03×10-3 0.98
实施例3 4.95×10-3 0.99
实施例4 4.98×10-3 0.98
实施例5 4.99×10-3 0.97
[0133] 本发明的陶瓷浆料形成的膜层具有非常好的导电性能，电阻率最低为4.95×10-3Ω·cm，导电性能佳，同时其附着力可达0.99kgf/mm2，具有很强的附着力，与界面附着良好。
