專利名稱：一種摻合型無(wú)機(jī)導(dǎo)電涂層的制作方法
本項(xiàng)發(fā)明屬于金屬和非金屬摻合型無(wú)機(jī)高導(dǎo)電涂層。
迄今人們常用的導(dǎo)電涂層分為二大類(1)摻合型導(dǎo)電涂層;(2)本征型導(dǎo)電涂層。摻合型導(dǎo)電涂層大多采用有機(jī)高分子樹脂為粘合劑，粘合劑本身不導(dǎo)電，摻入導(dǎo)電粉末材料，靠導(dǎo)電粉末顆粒之間的相互搭接而形成網(wǎng)絡(luò)式導(dǎo)電通道。摻合型導(dǎo)電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、涂層導(dǎo)電性能不穩(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)高分子導(dǎo)電涂層的商業(yè)化應(yīng)用。本征型導(dǎo)電涂層不需要摻入導(dǎo)電粉末材料，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，而且本征型高分子導(dǎo)電涂層的膜電阻一般在兆歐以上，導(dǎo)電性差，在耐溫、耐濕、耐老化等方面還存在嚴(yán)重的問(wèn)題，至使本征型導(dǎo)電涂層的商業(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摻合型無(wú)機(jī)導(dǎo)電涂層。它克服了現(xiàn)有的兩類有機(jī)高分子樹脂導(dǎo)電涂層的缺陷，它是在導(dǎo)電粉末材料中加入含有多種氧化物的無(wú)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(lái)實(shí)現(xiàn)的。
本項(xiàng)發(fā)明的組份是石墨(C)、銀(Ag)、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(C)9%-21%、銀(Ag)37%-45%、氧化磷(P2O5)2.5%-6.5%、氧化鉛(PbO)22%-32%、氧化硼(B2O3)4%-9%、氧化硅(SiO2)2%-5%和氧化銅(CuO)(或氧化鈷CoO)0.1%-0.9%。其中石墨是輔助導(dǎo)電填料和界面應(yīng)力緩沖填料，銀是導(dǎo)電填料，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(guò)篩制成粉末無(wú)機(jī)粘合劑，其作用是在導(dǎo)電涂層烘干、燒結(jié)過(guò)程中軟化流動(dòng)并與石墨、銀浸潤(rùn)粘合而燒結(jié)成與底材結(jié)合牢固的摻合型無(wú)機(jī)導(dǎo)電涂層。
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750℃-1100℃，燒熔時(shí)間為15分鐘-65分鐘。燒熔好的料塊經(jīng)48小時(shí)球磨，過(guò)250目-300目標(biāo)準(zhǔn)篩，制成粉末無(wú)機(jī)粘合劑，爾后根據(jù)組份重量百分含量稱取石墨粉和銀粉與制成的粉末無(wú)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，爾后于120℃-180℃下烘干8-20分鐘于470℃-680℃下燒結(jié)5-30分鐘，即可制成摻合型無(wú)機(jī)導(dǎo)電涂層。無(wú)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。摻合型無(wú)機(jī)導(dǎo)電涂層中的石墨粉，其顆粒直徑為4μ-60μ，純度為95%-99.5%，銀粉的顆粒直徑為4μ-40μ，純度為98%-99.95%，還可以用Ag2O或Ag2CO3作為銀的原料。松油醇是用來(lái)調(diào)整漿料粘度的稀釋劑。在烘干、燒結(jié)過(guò)程中，稀釋劑完全揮發(fā)干凈，稀釋劑的加入量(重量%)為27%-63%，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(rùn)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≤0.01/□;
長(zhǎng)期耐溫350℃;
短期耐溫450℃;
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制備導(dǎo)電涂層，特別適于制備耐溫導(dǎo)電涂層;
②制備抗靜電涂層;
③制備導(dǎo)電電極涂層;
④制備導(dǎo)電接觸涂層;
⑤制備導(dǎo)電觸點(diǎn)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全部組份均屬無(wú)機(jī)材料，無(wú)老化現(xiàn)象;
②經(jīng)燒結(jié)，無(wú)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)械拋光方法才能將導(dǎo)電涂層從底材表面去除。
③吸濕率低(≤0.1%)，比一般有機(jī)高分子樹脂導(dǎo)電涂層吸濕率低一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。
④耐溫高于一般有機(jī)高分子樹脂導(dǎo)電涂層，長(zhǎng)期耐溫可達(dá)350℃，短期耐溫可達(dá)450℃。
⑤摻入的導(dǎo)電粉末材料是石墨和銀，比常用的金屬材料耐化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)。
⑥導(dǎo)電性能優(yōu)良，大電流負(fù)荷能力強(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-摻合型無(wú)機(jī)導(dǎo)電涂層;
2-底材。
附圖2-管狀電阻元件上用作導(dǎo)電電極3-電阻膜;
4-導(dǎo)電電極(摻合型無(wú)機(jī)導(dǎo)電涂層);
5-管狀底材(玻璃或陶瓷)附圖3-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320克氧化鉛(PbO)、27克氧化磷(P2O5)、64克氧化硼(B2O3)、25克氧化硅(SiO2)、1.5克氧化銅(CuO)混均后于930℃下燒熔55分鐘，制成料塊，經(jīng)48小時(shí)球磨，過(guò)250目標(biāo)準(zhǔn)篩，制成粉末無(wú)機(jī)粘合劑。再稱取127.5克石墨粉，435克銀粉與制成的無(wú)機(jī)粘合劑混均勻，加入800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150℃下烘干17分鐘，于510℃下燒結(jié)10分鐘，即可制成摻合型無(wú)機(jī)導(dǎo)電涂層。
權(quán)利要求
1.一種摻合型無(wú)機(jī)導(dǎo)電涂層，其特征是含有(重量%)石墨(C) 9%-21%；銀(Ag) 37%-45%；氧化鉛(PbO) 22%-32%；氧化磷(P2O5)2.5%-6.5%；氧化硼(B2O3)4%-9%；氧化硅(SiO2)2%-5%；氧化銅(CuO)(或氧化鈷CoO) 0.1%-0.9%
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的摻合型無(wú)機(jī)導(dǎo)電涂層，其特征是石墨為石墨粉。
3.根據(jù)權(quán)力要求1所述的摻合型無(wú)機(jī)導(dǎo)電涂層，其特征是銀的原料可采用銀粉、氧化銀(Ag2O)或碳酸銀(Ag2CO3)。
4.根據(jù)權(quán)力要求1所述的摻合型無(wú)機(jī)導(dǎo)電涂層的制備方法，其特征是將氧化鉛、氧化磷、氧化硼、氧化硅、氧化銅(或氧化鈷)混均，燒熔制成料塊，經(jīng)球磨過(guò)篩后制成粉末無(wú)機(jī)粘合劑。加入適量的石墨、銀和稀釋劑，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。
5.根據(jù)權(quán)力要求4所述的制造方法，其特征是燒熔溫度為750℃-1100℃，燒熔時(shí)間為15-65分鐘。
6.根據(jù)權(quán)力要求4所述的制造方法，其特征是燒結(jié)溫度為470℃-680℃，燒結(jié)時(shí)間為5-30分鐘。
7.根據(jù)權(quán)力要求4所述的制備方法，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(rùn)滑油作為稀釋劑，可以任選其中一種，也可以混合使用。
8.根據(jù)權(quán)力要求1所述的摻合型無(wú)機(jī)導(dǎo)電涂層，其特征是涂層膜厚為0.05-0.60mm。
全文摘要
一種摻合型無(wú)機(jī)導(dǎo)電涂層，由石墨、銀、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經(jīng)預(yù)處理的金屬或非金屬底材表面用作導(dǎo)電涂層、抗靜電涂層、導(dǎo)電電極涂層、導(dǎo)電接觸涂層和導(dǎo)電觸點(diǎn)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、導(dǎo)電性能優(yōu)良、大電流負(fù)荷能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是一種高性能的摻合型無(wú)機(jī)高導(dǎo)電涂層。
文檔編號(hào)C09D1/00GK1072702SQ9111087
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