專利名稱：一種新型無機(jī)電阻涂層的制作方法
本項(xiàng)發(fā)明屬于非金屬摻合型無機(jī)電阻涂層。
迄今人們常用的電阻涂層分為二大類(1)摻合型電阻涂層;(2)本征型電阻涂層。摻合型電阻涂層大多采用有機(jī)高分子樹脂為粘合劑，粘合劑本身不導(dǎo)電，摻入電阻粉末材料，靠電阻粉末顆粒之間的相互搭接而形成網(wǎng)絡(luò)式導(dǎo)電通道。摻合型電阻涂層存在的主要缺點(diǎn)是粘合劑是有機(jī)高分子樹脂、吸濕率高、涂層電阻不穩(wěn)定、耐溫性能差、易熱老化。上述缺點(diǎn)，大大限制了摻合型有機(jī)高分子電阻涂層的商業(yè)化應(yīng)用。本征型電阻涂層不需要摻入電阻粉末材料，而是靠高分子樹脂本身所具有的導(dǎo)電性。但這種導(dǎo)電高分子樹脂的合成難度極大，工藝很復(fù)雜，成本太高，而且本征型高分子電阻涂層的膜電阻一般在兆歐以上，在耐溫、耐溫、耐老化等方面還存在嚴(yán)重的問題，至使本征型電阻涂層的商業(yè)化應(yīng)用，目前還很少。
本項(xiàng)發(fā)明的目的在于提出一種非金屬摻合型無機(jī)電阻涂層。它克服了現(xiàn)有的兩類有機(jī)高分子樹脂電阻涂層的缺陷，它是在電阻粉末材料中加入含有多種氧化物的無機(jī)粘合劑，經(jīng)燒結(jié)使導(dǎo)電粉末顆粒相互搭結(jié)而形成微觀網(wǎng)絡(luò)式導(dǎo)電通道來實(shí)現(xiàn)的。
本項(xiàng)發(fā)明的組份是石墨粉(C)、氧化磷(P2O5)、氧化鉛(PbO)、氧化硼(B2O3)、氧化硅(SiO2)和氧化銅(CuO)(或氧化鈷CoO)。其組份重量百分含量為石墨粉(C)10%-60%、氧化磷(P2O5)2%-8%、氧化鉛(PbO)30%-65%、氧化硼(B2O3)5%-15%、氧化硅(SiO2)1%-7%和氧化銅(CuO)(或氧化鈷CoO)0.1%-0.9%。其中石墨粉是電阻填料和界面應(yīng)力緩沖填料，氧化鉛、氧化磷、氧化硼、氧化硅、氧化銅(或氧化鈷)經(jīng)高溫?zé)?，球磨過篩制成粉末無機(jī)粘合劑，其作用是在電阻涂層烘干、燒結(jié)過程中軟化流動(dòng)并與石墨粉浸潤粘合而燒結(jié)成與底材結(jié)合牢固的電阻涂層。
本項(xiàng)發(fā)明的制備方法根據(jù)組份重量百分含量稱取氧化鉛、氧化磷、氧化硼、氧化硅、氧化銅(或氧化鈷)混均后，于高溫下燒熔，燒熔溫度為850℃-1150℃，燒熔時(shí)間為30分鐘-60分鐘。燒熔好的料塊經(jīng)48小時(shí)球磨，過250目-300目標(biāo)準(zhǔn)篩，制成粉末無機(jī)粘合劑，爾后根據(jù)組份重量百分含量稱取石墨粉與制成的粉末無機(jī)粘合劑混勻，加入適量松油醇，調(diào)制成粘度適當(dāng)?shù)臐{料，采用噴涂、刷涂、刮涂、浸涂或絲印等厚膜工藝，在經(jīng)預(yù)處理的底材表面制膜，于140℃-200℃下烘干8-20分鐘于450℃-600℃下燒結(jié)7-30分鐘，即可制成高性能的電阻涂層。無機(jī)粘合劑的組份可以直接采用組份重量百分含量中給出的氧化物，也可以用化學(xué)當(dāng)量的其他化合物為原料，其中氧化鉛(PbO)可以用化學(xué)當(dāng)量的PbO2、PbCo3.2Pb(OH)2或Pb3O4為原料，氧化硼(B2O3)可以用化學(xué)當(dāng)量的H3BO3為原料，氧化硅(SiO2)可以用純度在98.5%以上的石英砂為原料，氧化磷可用化學(xué)當(dāng)量的Ca3(PO4)2或Mg3(PO4)2為原料，氧化銅(CuO)可用化學(xué)當(dāng)量Cu2O或CuCO3為原料，氧化鈷(CoO)可用化學(xué)當(dāng)量的Co2O3為原料。電阻涂層中的石墨粉，其顆粒直徑為4μ-60μ，純度為95%-99.5%，松油醇是用來調(diào)整漿料粘度的稀釋劑。在烘干、燒結(jié)過程中，稀釋劑完全揮發(fā)干凈，稀釋劑的加入量(重量%)為25%-65%，以漿料粘度適于采用厚膜工藝制膜為準(zhǔn)，可選用的稀釋劑還有甘油、丙二醇、二丁脂、松節(jié)油、樟腦油、食用油、潤滑油等，可以任選其中一種，也可以混合使用。本項(xiàng)發(fā)明可以直接制備在經(jīng)預(yù)處理的金屬或非金屬底材表面永不脫落。
本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)參數(shù)涂層方塊電阻5Ω/□-5000Ω/□;
長期耐溫220℃;
短期耐溫400℃;
耐濕≥95%;
膜厚0.05mm-0.60mm;
牢固度(劃格法)100%本項(xiàng)發(fā)明的用途①制備電阻涂層，特別適于制備耐溫電阻涂層;
②制備防靜電涂層;
③制備電熱涂層。
本項(xiàng)發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有的顯著優(yōu)點(diǎn)①全部基礎(chǔ)材料均屬非金屬無機(jī)材料，無老化現(xiàn)象。
②經(jīng)燒結(jié)，無機(jī)粘合劑不僅可以成膜而且與底材燒結(jié)成一體，形成牢固的合金化的結(jié)合，只能采用化學(xué)腐蝕或機(jī)械拋光方法才能將涂層從底材表面去除。
③吸濕率低(≤0.1%)，比一般有機(jī)高分子樹脂涂層吸濕率低一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。
④耐溫性能高于一般有機(jī)高分子樹脂電阻涂層，長期耐溫可達(dá)220℃，短期耐溫可達(dá)400℃。
⑤摻入的電阻粉末材料是石墨粉，比常用的金屬材料耐化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本項(xiàng)發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
附

圖1-本項(xiàng)發(fā)明結(jié)構(gòu)原理示意圖1-無機(jī)電阻涂層;
2-底材。
附圖2-管狀電阻元件3-無機(jī)電阻涂層;
4-電極;
5-管狀底材(玻璃或陶瓷)。
附圖3-電阻涂層應(yīng)用實(shí)例-電熱器皿6-無機(jī)電阻涂層用作電熱涂層;
7-電極;
8-器皿體(玻璃或陶瓷)附圖4-本項(xiàng)發(fā)明工藝流程圖實(shí)施例(以制料1公斤為例)稱取480克氧化鉛(PbO)、40克氧化磷(P2O5)、100克氧化硼(B2O3)、40克氧化硅(SiO2)、2.7克氧化銅(CuO)混均后于980℃下燒熔60分鐘，制成料塊，經(jīng)48小時(shí)球磨，過250目標(biāo)準(zhǔn)篩，制成粉末無機(jī)粘合劑。再稱取337.3克石墨粉與制成的無機(jī)粘合劑混均勻，加入900克松油醇調(diào)制成涂料，采用噴涂或刷涂工藝在耐溫絕緣底材表面制膜，于180℃下烘干18分鐘，于520℃下燒結(jié)12分鐘，即可制成無機(jī)電阻涂層。
權(quán)利要求
1.一種新型無機(jī)電阻涂層，其特征是含有(重量%)石墨(C) 10%-60%；氧化鉛(PbO) 30%-65%；氧化磷(P2O5)2%-8%；氧化硼(B2O3) 5%-15%；氧化硅(SiO2) 1%-7%；氧化銅(CuO)(或氧化鈷CoO) 0.1%-0.9%
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的無機(jī)電阻涂層，其特征是石墨為石墨粉。
3.根據(jù)權(quán)力要求1所述的無機(jī)電阻涂層的制備方法，其特征是將氧化鉛、氧化磷、氧化硼、氧化硅、氧化銅(或氧化鈷)混勻，燒熔制成料塊，經(jīng)球磨過篩后制成粉末無機(jī)粘合劑。加入適量的石墨粉和稀釋劑，調(diào)制成粘度適當(dāng)?shù)臐{料，采用噴涂、刷涂、刮涂、浸涂、絲網(wǎng)印刷等厚膜工藝制膜，然后烘干燒結(jié)即成。
4.根據(jù)權(quán)力要求3所述的制造方法，其特征是燒熔溫度為850℃-1150℃，燒熔時(shí)間為30-60分鐘。
5.根據(jù)權(quán)力要求3所述的制造方法，其特征是燒結(jié)溫度為450℃-600℃，燒結(jié)時(shí)間為7-30分鐘。
6.根據(jù)權(quán)力要求1所述的無機(jī)電阻涂層，其特征是涂層膜厚為0.05-0.60mm。
7.根據(jù)權(quán)力要求3所述的稀釋劑，其特征是可以用松油醇、甘油、丙二醇、二丁脂、松節(jié)油、樟腦油、食用油和潤滑油作為稀釋劑，可以任選其中一種，也可以混合使用。
全文摘要
一種新型無機(jī)電阻涂層，由石墨、氧化鉛、氧化磷、氧化硼、氧化硅、氧化銅(或氧化鈷)所組成。采用噴涂、刷涂、絲網(wǎng)印刷等厚膜工藝制備在耐溫絕緣底材表面用作電阻涂層、抗靜電涂層或電熱涂層。本項(xiàng)發(fā)明具有耐溫、耐濕、不老化、與底材結(jié)合牢固等優(yōu)點(diǎn)，是一種高性能的無機(jī)電阻涂層。
文檔編號(hào)B05D3/02GK1072698SQ9111080
公開日1993年6月2日 申請(qǐng)日期1991年11月22日 優(yōu)先權(quán)日1991年11月22日
發(fā)明者尹維平 申請(qǐng)人:尹維平