一种MLCC用粘合剂及其制备方法和应用与流程

一种mlcc用粘合剂及其制备方法和应用
技术领域
1.本发明涉及粘合剂技术领域，特别是涉及一种mlcc用粘合剂及其制备方法和应用。


背景技术：

2.近年来，随着社会信息化程度越来越高，电子元器件开始朝微型化、高频化、宽频化、高精度化、集成化和绿色环保的方向发展，片式多层陶瓷电容器(mlcc)作为电子产品的基本原件之一，其使用量亦迅速增长。目前，mlcc生产以流延成型为主，国内大多数厂家多采用以聚乙烯醇缩丁醛(pvb)作为粘合剂的非水基流延成型工艺。以此制备得到的陶瓷片具有较高的机械强度、较好的柔韧性、结构较为均匀且便于后期的切割及加工。但是该成型法中使用了大量的有机物(如甲苯)作为溶剂及添加剂(包括有分散剂、增塑剂、粘结剂等)，这些有机物质具有对人体有毒、易燃、带有气味以及会污染环境的特点。水基流延成型则以水代替有机溶剂，以水溶性高分子为粘合剂，符合环保的要求；同时以水作溶剂还可降低成本，提高产品的利润。然而，用水基流延法成型时也面临着一些难题，如颗粒的润湿性，薄坯的干燥时易产生缺陷、薄坯的柔韧性较差等。由于上述问题的存在，水基流延成型法在离它被大型应用于工业化生产之前还存在一定的差距，所以，努力解决这些不足之处成为了水基流延成型法被应用于大型工业生产之前的重中之重。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明提供一种mlcc用粘合剂，该粘合剂可解决水性流延过程中产生气泡过多，对陶瓷粉体的润湿性差，流延膜带出现针孔、裂纹等缺陷的问题；并保证流延膜带在经层压、切割、印刷等后续处理工艺后，得到的元器件产品的机械性能、电学性能与目前非水性流延相近，使流延工艺中的污染与成本降低。
4.为了达到上述目的，本发明提供了一种mlcc用粘合剂，包括以下重量份比的原料：
[0005][0006]
本发明人在研究过程中发现，现有技术中水性流延膜带容易出现各种缺陷，主要有以下几项原因：第一，与其他溶剂相比，水蒸发的速率非常低，这使得水基流延膜片难以在短时间内形成均匀良好的表面；第二，与其他溶剂相比，水的表面张力很大，由于表面张力与粉体浸润性有一定关系，表面张力越大，对粉体颗粒的浸润能力越差，所以在配制水基流延浆料时，对粉体分散更加不容易；第三，与其他溶剂相比，水具有很强的极性，在配制浆料时需要考虑相容性问题；第四，与其他溶剂相比，水具有非常高的汽化热，导致水基流延膜带的烘干时间长，消耗的能源更多。因此，本发明人采用上述原料配制mlcc用粘合剂，采用聚乙二醇作为增塑剂，因其具有增塑特性的同时也能对粉体起到辅助润湿的效果；采用
胺中和剂作为ph调节剂，可以防止陶瓷粉料中batio3组分发生水解而改变ba/ti比，进而影响流延膜带的性能。
[0007]
在其中一个实施例中，所述胺中和剂为氨水。
[0008]
采用氨水作为胺中和剂，能够有效调节ph值，防止batio3发生水解而改变ba/ti比。
[0009]
在其中一个实施例中，所述改性助剂包括以下原料中的至少1种：消泡剂、分散剂、润湿剂、脱模剂。
[0010]
在其中一个实施例中，所述改性助剂包括以下重量份比的原料：
[0011]
消泡剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.3份-0.7份
[0012]
分散剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.8份-1.2份。
[0013]
采用上述重量份比的消泡剂和分散剂，能使粉体分散的同时是，润湿粉体颗粒，提高浆料的性能，并且消除浆料中的气泡，提升浆料品质。
[0014]
在其中一个实施例中，所述分散剂选自丙烯酸分散剂或三乙醇胺。
[0015]
采用上述原料作为分散剂，能在对粉体进行分散的同时，也润湿粉料颗粒，提高浆料的性能。
[0016]
在其中一个实施例中，所述消泡剂为水性有机硅类消泡剂。
[0017]
采用上述原料作为消泡剂，能较好地消除浆料中的起泡。
[0018]
在其中一个实施例中，所述溶剂包括以下原料中的至少1种：水、乙醇。
[0019]
在其中一个实施例中，所述溶剂包括以下重量份比的原料：
[0020]
乙醇
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.2份-0.6份
[0021]
水
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.8份-1.2份。
[0022]
本发明还提供了所述mlcc用粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
[0023]
制备聚乙烯醇树脂：在水中加入聚乙烯醇，搅拌，所述搅拌的转速为750-850rpm，同时升温至85-95℃，所述升温的速度为3-7℃/min，继续搅拌1.5-2h，降低温度至20℃-27℃，静置除气1-2h，即得；
[0024]
制备mlcc用粘合剂：将改性助剂、胺中和剂、聚乙烯醇树脂、聚乙二醇、溶剂混合，即得。采用上述制备方法，通过选择于水中溶解性能好、聚合度适合的部分醇解聚乙烯醇，加入水或水与醇类的混合溶剂，通过缓慢加热与低速搅拌进行溶解分散，冷却后加入与树脂相容性良好的水溶性增塑剂聚乙二醇，在提高树脂的可塑性的同时，还能对制备流延浆料时的原材料陶瓷粉料起到辅助湿润的作用，再选用ph调节剂胺中和剂与改性助剂中混合搅拌成粘合剂，使流延浆料中的陶瓷粉体能够更好地分散并保持ba/ti比稳定，制备得到的流延膜片质量优良。
[0025]
本发明还提供了一种水基流延浆料的制备方法，包括以下步骤：将陶瓷粉和所述mlcc用粘合剂混合，球磨分散或搅拌混合，过滤，真空或静置除气，即得。
[0026]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0027]
本发明的一种mlcc用粘合剂及其制备方法和应用，该mlcc用粘合剂采用的溶剂为水，助剂均为低voc、无毒无污染的环保型产品，采用该粘合剂制备水基流延浆料的过程，和所述水基流延浆料的流延过程中，均没有或仅有较低的voc排放，无环境污染；该mlcc用粘合剂可解决水性流延过程中产生气泡过多，对陶瓷粉体的润湿性差，流延膜带出现针孔、裂
纹等缺陷的问题；制备得到的流延膜片在叠层时不分层、开裂；排胶烧结后，片式多层电容器产品无无分层开裂，并保证流延膜带在经层压、切割、印刷等后续处理工艺后，得到的元器件产品的机械性能、电学性能与目前非水性流延相近，使流延工艺中的污染与成本降低。
具体实施方式
[0028]
为了便于理解本发明，下面将参照相关实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0029]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
[0030]
定义：
[0031]
本发明所述的mlcc：指片式多层陶瓷电容器。
[0032]
胺中和剂：指含有氨的中和剂。
[0033]
丙烯酸分散剂：以丙烯酸为主料的分散剂。
[0034]
水基流延浆料：指一种以水为溶剂，通过添加其他组分得到稳定浆料，应用于水基流延法中。
[0035]
球磨分散：采用球磨机对原料进行研磨，使其分散。
[0036]
来源：
[0037]
本实施例所用试剂、材料、设备如无特殊说明，均为市售来源；试验方法如无特殊说明，均为本领域的常规试验方法。
[0038]
以下各实施例、对比例中的原料成分及重量份数如下表所示：
[0039]
表1各实施例、对比例的原料成分及重量份数
[0040][0041]
实施例1
[0042]
一种水基流延浆料，通过以下方法制备得到：
[0043]
制备聚乙烯醇树脂：在水中加入15份的聚乙烯醇，在低速搅拌下缓慢升温至85-95℃，所述搅拌的转速为800rpm，所述升温速度为5℃/min，保持该温度继续搅拌1.5-2h，形成透明胶水后降低至室温，停止搅拌并静置1-2h以去除产生的气泡，冷却并除泡完全后定容即得；
[0044]
制备水基流延浆料：将陶瓷粉、分散剂、胺中和剂与去离子水经球磨分散后，加入聚乙烯醇树脂、聚乙二醇、消泡剂进行二次球磨或搅拌混合，后经过滤、真空或静置除气后得到具有良好流变性和分散稳定性的流延浆料。
[0045]
所述分散剂为丙烯酸分散液，所述消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂。
[0046]
实施例2
[0047]
和实施例1的区别仅为原料的重量份数不相同，制备方法和实施例1相同。
[0048]
实施例3
[0049]
和实施例1的区别仅为原料的重量份数不相同，制备方法和实施例1相同。
[0050]
实施例4
[0051]
和实施例1的区别仅为原料的重量份数不相同，制备方法和实施例1相同。
[0052]
对比例1
[0053]
制备聚乙烯醇树脂：在水中加入15份的聚乙烯醇，在低速搅拌下缓慢升温至85-95℃，所述搅拌速度为800rpm，所述升温速度为5℃/min，保持该温度继续搅拌1.5-2h，形成透明胶水后降低至室温，停止搅拌并静置1-2h以去除产生的气泡，冷却并除泡完全后定容即得；
[0054]
制备水基流延浆料：将陶瓷粉、分散剂、胺中和剂与去离子水经球磨分散后，加入聚乙烯醇树脂、消泡剂进行二次球磨或搅拌混合，后经过滤、真空或静置除气后得到流延浆料。
[0055]
所述分散剂为丙烯酸分散液，所述消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂。
[0056]
对比例2
[0057]
制备聚乙烯醇树脂：在水中加入15份的聚乙烯醇，在低速搅拌下缓慢升温至85-95℃，所述搅拌速度为800rpm，所述升温速度为5℃/min，保持该温度继续搅拌1.5-2h，形成透明胶水后降低至室温，停止搅拌并静置1-2h以去除产生的气泡，冷却并除泡完全后定容即得；
[0058]
制备水基流延浆料：将陶瓷粉、胺中和剂与去离子水经球磨分散后，加入聚乙烯醇树脂、聚乙二醇进行搅拌混合，经过滤、静置后得到流延浆料。
[0059]
实验例
[0060]
将实施例1-4、对比例1-2制备得到的水基流延浆料，在钢带上进行流延成型得到流延膜片，并对上述水基流延浆料、流延膜片检测性能。
[0061]
检测方法：
[0062]
浆料分散效果：通过粒度分析仪与扫描电镜分析。
[0063]
流延膜片质量：通过扫描电镜放大分析。
[0064]
膜片剥离：于流延机上测试。
[0065]
上述水基流延浆料、流延膜片的性能如下表所示。
[0066]
表2各实施例、对比例制得的水基流延浆料、流延膜片的性能
[0067][0068]
/表示未进行试验。
[0069]
结果显示：实施例1、2、3、4中浆料分散均无团聚现象，流延膜片表面平整光滑，无裂纹、气孔出现，且易于从钢带上剥离。对比例1中的粘合剂与实施例2相比，组分中缺少增塑剂，由于该增塑剂同时对陶瓷粉体起到辅助润湿的作用，故缺少该组分使得其可塑性、粉体的润湿性变差，在流延时易出现堆积团聚的现象，膜片易开裂导致其质量下降；对比例2中的粘合剂与实施例2相比，组分中缺少改性助剂，且在二次搅拌混合后经静置除泡效果不佳，使得浆料中含有大量小气泡难以出去，浆料稳定性差，浆料中的陶瓷粉体分散不佳导致团聚，造成流延膜片出现大量微孔的问题。
[0070]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0071]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。