專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料的生產(chǎn)工藝，特別是涉及一種在鋁或者鋁合金基板上用的無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料及制備方法。
背景技術(shù)：
目前，在電加熱領(lǐng)域中，已經(jīng)有不銹鋼用于加熱基板，但是，不銹鋼作為基板質(zhì)量 重，升溫速度慢，用單位質(zhì)量的板材生產(chǎn)的產(chǎn)品少，并且燒成溫度高，導(dǎo)致成本較高。金屬鋁 或者鋁合金的質(zhì)量較輕、熱傳導(dǎo)快、價(jià)格便宜，但是熔融溫度較低，大概在630°C左右，所以 鋁或者鋁合金涂層材料的燒結(jié)溫度不能高于600°C?，F(xiàn)用于鋁或者鋁合金表面的涂層，為了 滿足600°C的低溫?zé)Y(jié)的要求，在其中加入了大量的鉛，然而高含量的氧化鉛會(huì)在產(chǎn)品的生 產(chǎn)和以后的使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成很大的污染，而且加熱器件大部分是與飲用水接觸，這 樣就會(huì)對(duì)人體造成危害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一 種提高生產(chǎn)效率的同時(shí)也兼顧產(chǎn)品的適應(yīng)性的無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料制備方法，達(dá)到無(wú)鉛環(huán)保 的、符合表面特征及耐電壓測(cè)試等要求的鋁介質(zhì)材料。為達(dá)上述目的，本發(fā)明的無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料及制備方法，通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí) 現(xiàn)首先配制無(wú)鉛鋁介質(zhì)基礎(chǔ)材料，原料按質(zhì)量百分比包括以下各組分二氧化硅 SiO2 25% 35%氧化硼B(yǎng)2O3 11 % 18 %二氧化鈦 TiO2:8% 14%三氧化二鋁Al2O3 1 % 5 %氧化鋅ZnO 5 % 10 %氧化鎂MgO:0.5% 3%氧化鉀K2O:5% 9%氧化鈉Na2O 15% 22%氧化鋰Li2O 0. 5 % 3 %三氧化二鉍Bi2O3: 9% 15% ；按上述質(zhì)量百分比的各氧化物混合，然后將該混合物置于1000°C的加熱爐中熔化 一小時(shí)，再經(jīng)過(guò)水淬，按照水淬后材料球水比為1 (1 1.2) (1 1.2)比例混合 之后置于剛玉球磨罐中球磨一小時(shí)，然后過(guò)200目篩，再經(jīng)烘干即可；按照介質(zhì)材料100份、 有機(jī)溶劑32份、高嶺土 2份混合后置于剛玉球磨罐中球磨2小時(shí)左右即得到印刷漿料；印 刷之前鋁基板的表面處理先經(jīng)過(guò)熱酸清洗氧化層，再經(jīng)過(guò)熱堿中和處理，然后經(jīng)高溫去離 子水清洗干凈甩干即可；最后將印刷漿料使用正確的印刷方法用60目的篩網(wǎng)印刷在鋁基板上，經(jīng)80°C左右烘干，600°C燒結(jié)3 5分鐘后即可得到滿足表面特征、耐電壓、耐酸堿腐 蝕、密著性等要求的成品無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料。本發(fā)明提供的介質(zhì)材料屬于無(wú)鉛低溫?zé)贫桑虼?，在產(chǎn)品生產(chǎn)和之后使用的 過(guò)程中不會(huì)對(duì)環(huán)境和人體產(chǎn)生污染和危害。本發(fā)明利用二氧化硅SiO2和氧化硼B(yǎng)2O3作為 基本的玻璃形成體，再利用二氧化鈦TiO2的乳著作用來(lái)提高介質(zhì)材料的遮蓋作用，同時(shí)為 了促進(jìn)乳著作用，還引入了氧化鋅ZnO，用來(lái)該善光澤度，提高如濁度，增加延伸率。本發(fā)明 引入一定量的氧化鋁Al2O3，用來(lái)調(diào)整介質(zhì)材料的高溫粘度以控制表面粗細(xì)和質(zhì)地，防止析 晶，提高介質(zhì)材料的抗化學(xué)侵蝕能力，提高抗沖擊強(qiáng)度和硬度。同時(shí)還引入適量的氧化鎂 MgO(小于8%)，來(lái)擴(kuò)大燒結(jié)溫度范圍、增大膨脹系數(shù)和調(diào)節(jié)燒成溫度。為了增大膨脹系數(shù)， 引入堿金屬，但是因?yàn)楸景l(fā)明使用的是絲網(wǎng)印刷的方法，綜合粘度和流平性能考慮，氧化鉀 的引入量一般不超過(guò)9%，過(guò)量的話就會(huì)影響玻璃漿料的粘度和韌性，氧化鈉的引入量不超 過(guò)20%，過(guò)量則容易發(fā)生龜裂。再加入其他的輔助原料來(lái)達(dá)到需要的功能。本發(fā)明的無(wú)鉛 鋁介質(zhì)材料具有對(duì)環(huán)境無(wú)鉛污染、耐酸化學(xué)穩(wěn)定性好、能與鋁基本良好的結(jié)合、高絕緣耐電 壓性能等特點(diǎn)，適用于純鋁或者鋁合金基板上各種顏色的表面裝飾和絕緣耐電壓保護(hù)。
具體實(shí)施例方式為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征、技術(shù)手段以及所達(dá)到的具體目的、功能，解析本發(fā) 明的優(yōu)點(diǎn)與精神，藉由以下結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的詳述得到進(jìn)一步的了解。本發(fā)明的無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料，其配方主要包括二氧化硅Si02、氧化硼B(yǎng)203、二氧化 鈦Ti02、三氧化二鋁A1203、氧化鋅ZnO、氧化鎂MgO、氧化鉀K20、氧化鈉Na20、氧化鋰Li20、 三氧化二鉍Bi203，制備方法如下1)、各組分在無(wú)鉛鋁介質(zhì)基礎(chǔ)材料組成系統(tǒng)中的質(zhì)量百分比是
二氧化硅 SiO2 25 % 35 %氧化硼B(yǎng)2O3 11 % 18 %二氧化鈦 TiO2: 8% 14%三氧化二鋁Al2O3 1 % 5 %氧化鋅ZnO:5% 10%氧化鎂MgO 0. 5 % 3 %氧化鉀K2O 5 % 9 %氧化鈉Na2O 15 % 22 %氧化鋰Li2O 0. 5 % 3 %三氧化二鉍Bi2O3 15% ；2)、按上述質(zhì)量百分比的各氧化物混合，然后將該混合物至于1000°C的加熱爐中 熔化一小時(shí)，再經(jīng)過(guò)水淬，按照水淬后材料球水比為1 (1 1.2) (1 1.2)比例 混合之后置于剛玉球磨罐中球磨一小時(shí)，然后過(guò)200目篩，再經(jīng)烘干即可得到介質(zhì)材料；3)、按照介質(zhì)材料100份、有機(jī)溶劑32份、高嶺土 2份混合后置于剛玉球磨罐中球 磨2小時(shí)左右即得到印刷漿料；4)、印刷之前鋁基板的表面處理先經(jīng)過(guò)熱酸清洗氧化層，再經(jīng)過(guò)熱堿處理，然后 經(jīng)高溫去離子水清洗干凈甩干即可；
5)、上述有機(jī)溶劑中各組質(zhì)量百分比是松油醇60 80%，乙基纖維素1 8%檸檬酸三丁脂10 30% 氫化蓖麻油0. 5 3%流平劑0· 5 1 %消泡劑0 0. 5%調(diào)節(jié)各種比例使粘度在100 200mPas ；6)、最后將印刷漿料使用正確的印刷方法用60目篩印刷在鋁基板上，經(jīng)80°C左右 烘干，600°C燒結(jié)3 5分鐘后即可得到滿足表面特征、耐電壓、耐酸堿腐蝕、密著性等要求 的成品無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料。本發(fā)明較佳有下述實(shí)施方案實(shí)施例一無(wú)鉛介質(zhì)基礎(chǔ)材料中各類(lèi)原料按照質(zhì)量比為25%的Si02、16%的 B2O3UO % 的 TiO2,4. 5 % 的 Al203、7 % 的 ZnOU. 5 % 的 MgO,8 % 的 K20、15 % 的 Na2OU % 的 Li2O和12%的Bi2O3混合，然后將該混合物置于1000°C左右的加熱爐中熔化一小時(shí)，將 熔化后的物料倒入冷水中水淬，將水淬后的物料按照水淬后材料球水比為1 (1 1.2) (1 1.2)比例混合之后置于剛玉球磨罐中球磨一小時(shí)，然后過(guò)200目篩，再經(jīng)烘干 即可得到介質(zhì)材料；將介質(zhì)材料100份、有機(jī)溶劑32份、高嶺土 2份混合后置于剛玉球磨罐 中球磨2小時(shí)左右即得到印刷漿料；使用正確印刷方法用60目篩印刷在表面處理過(guò)的鋁基 板上，經(jīng)80°C左右烘干，600°C燒結(jié)3 5分鐘后即可得到滿足表面特征、耐電壓、耐酸堿腐 蝕、密著性等要求的成品無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料。實(shí)施例二 無(wú)鉛鋁介質(zhì)基礎(chǔ)材料中各類(lèi)原料按照質(zhì)量比為26%的Si02、15%的 B2O3> 12 % 的 Ti02、1. 5 % 的 Al203、8. 5 % 的 Ζη0、0. 5 % 的 Mg0、5 % 的 K20、17 % 的 Na20、0. 5 % 的Li2O和14%的Bi2O3混合，然后將該混合物置于1000°C左右的加熱爐中熔化一小時(shí)，將 熔化后的物料倒入冷水中水淬，將水淬后的物料按照水淬后材料球水比為1 (1 1.2) (1 1.2)比例混合之后置于剛玉球磨罐中球磨一小時(shí)，然后過(guò)200目篩，再經(jīng)烘干 即可得到介質(zhì)材料；將介質(zhì)材料100份、有機(jī)溶劑32份、高嶺土 2份混合后置于剛玉球磨罐 中球磨2小時(shí)左右即得到印刷漿料；使用正確印刷方法用60目篩印刷在表面處理過(guò)的鋁基 板上，經(jīng)80°C左右烘干，600°C燒結(jié)3 5分鐘后即可得到滿足表面特征、耐電壓、耐酸堿腐 蝕、密著性等要求的成品無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料。實(shí)施例三無(wú)鉛鋁介質(zhì)基礎(chǔ)材料中各類(lèi)原料按照質(zhì)量比為29%的Si02、14%的 B2O3>8 % 的 TiO2,2% 的 Al203>6% 的 ZnO,3% 的 MgO,9 % 的 K20,16 % 的 Na20,3% 的 Li2O 禾口 10%的Bi2O3混合，然后將該混合物置于1000°C左右的加熱爐中熔化一小時(shí)，將熔化后的物 料倒入冷水中水淬，將水淬后的物料按照水淬后材料球水比為1 (1 1.2) (1 1.2)比例混合之后置于剛玉球磨罐中球磨一小時(shí)，然后過(guò)200目篩，再經(jīng)烘干即可得到介 質(zhì)材料；將介質(zhì)材料100份、有機(jī)溶劑32份、高嶺土 2份混合后置于剛玉球磨罐中球磨2 小時(shí)左右即得到印刷漿料；使用正確印刷方法用60目篩印刷在表面處理過(guò)的鋁基板上，經(jīng) 80°C左右烘干，600°C燒結(jié)3 5分鐘后即可得到滿足表面特征、耐電壓、耐酸堿腐蝕、密著 性等要求的成品無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料。實(shí)施例四無(wú)鉛鋁介質(zhì)基礎(chǔ)材料中各類(lèi)原料按照質(zhì)量比為32%的Si02、12%的 B203、14% 的 Ti02、l% 的 Al203、5% 的 ZnO、1 % 的 Mg0、6 % 的 K20、18% 的 Na20、2% 的 Li2O 禾口 9%的Bi2O3混合，然后將該混合物置于1000°C左右的加熱爐中熔化一小時(shí)，將熔化后的物料倒入冷水中水淬，將水淬后的物料按照水淬后材料球水比為1 (1 1.2) (1 1.2)比例混合之后置于剛玉球磨罐中球磨一小時(shí)，然后過(guò)200目篩，再經(jīng)烘干即可得到介 質(zhì)材料；將介質(zhì)材料100份、有機(jī)溶劑32份、高嶺土 2份混合后置于剛玉球磨罐中球磨2 小時(shí)左右即得到印刷漿料；使用正確印刷方法用60目篩印刷在表面處理過(guò)的鋁基板上，經(jīng) 80°C左右烘干，600°C燒結(jié)3 5分鐘后即可得到滿足表面特征、耐電壓、耐酸堿腐蝕、密著 性等要求的成品無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料。 以上所舉實(shí)施例僅用為方便舉例說(shuō)明本發(fā)明，僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例而已，并 非對(duì)本發(fā)明作實(shí)施任何形式上的限制，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，若在不脫離 本發(fā)明所提技術(shù)特征的范圍內(nèi)，利用本發(fā)明所揭示技術(shù)內(nèi)容做出局部更該均等變化、或修 飾的等效實(shí)施例，并且未脫離本發(fā)明的技術(shù)特征內(nèi)容，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)特征的涵蓋范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟①、首先配制無(wú)鉛鋁介質(zhì)基礎(chǔ)材料，原料按質(zhì)量百分比包括以下各組分二氧化硅SiO2 25％～35％氧化硼B(yǎng)2O3 11％～18％二氧化鈦TiO2 8％～14％三氧化二鋁Al2O3 1％～5％氧化鋅ZnO5％～10％氧化鎂MgO0.5％～3％氧化鉀K2O5％～9％氧化鈉Na2O 15％～22％氧化鋰Li2O 0.5％～3％三氧化二鉍Bi2O3 9％～15％；②、將上述質(zhì)量百分比的無(wú)鉛鋁介質(zhì)基礎(chǔ)材料混合，然后將該混合物擲于1000℃的加熱爐中熔化一小時(shí)，再經(jīng)過(guò)水淬，按照水淬后材料∶球∶水比為1∶1～1.2∶1～1.2比例混合之后置于剛玉球磨罐中球磨一小時(shí)，然后過(guò)200目篩，再經(jīng)烘干即可得到介質(zhì)材料；③、將上述步驟獲得的介質(zhì)材料，按照介質(zhì)材料100份、有機(jī)溶劑32份、高嶺土2份混合后置于剛玉球磨罐中球磨2小時(shí)左右即得到印刷漿料；④、在印刷漿料進(jìn)行印刷之前，先對(duì)鋁基板的進(jìn)行表面處理，經(jīng)過(guò)熱酸清洗鋁基板的氧化層，再經(jīng)過(guò)熱堿處理，然后經(jīng)高溫去離子水清洗干凈鋁基板后甩干即可；⑤、最后將印刷漿料用60目篩印刷在鋁基板上，經(jīng)80℃左右烘干，600℃燒結(jié)3～5分鐘后即可得到成品無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料的制備方法，其特征在于 步驟③所述的有機(jī)溶劑的各組分質(zhì)量百分比是松油醇60 80%，乙基纖維素1 8%檸檬酸三丁脂10 30 % 氫化蓖麻油0. 5 3 % 流平劑0. 5 1 %消泡劑0 0. 5%調(diào)節(jié)各種比例使粘度在100 200mPas。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料的制備方法，其特征在于所述無(wú)鉛鋁介質(zhì) 基礎(chǔ)材料，各類(lèi)原料及其質(zhì)量百分比為32%的Si02、12%的B203、14%的Ti02、1 %的A1203、 5 %的ZnO、1 %的Mg0、6 %的K20、18 %的Na20、2 %的Li2O和9 %的Bi2O3混合，然后將該混合 物置于1000°C的加熱爐中熔化一小時(shí)，將熔化后的物料倒入冷水中水淬，將水淬后的物料 按照水淬后材料球水比為1 1 1. 2 1 1. 2比例混合之后置于剛玉球磨罐中球 磨一小時(shí)，然后過(guò)200目篩，再經(jīng)烘干即可得到介質(zhì)材料；將介質(zhì)材料100份、有機(jī)溶劑32 份、高嶺土 2份混合后置于剛玉球磨罐中球磨2小時(shí)左右即得到印刷漿料；將印刷漿料用 60目篩印刷在表面處理過(guò)的鋁基板上，經(jīng)80°C左右烘干，600°C燒結(jié)3 5分鐘后即可得到 成品無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料的制備方法，其特征在于所述無(wú)鉛鋁介質(zhì) 基礎(chǔ)材料，各類(lèi)原料及其質(zhì)量比為:25%m SiO2,16%的B2O3> 10%的TiO2,4. 5%的A1203、 7 % 的 ZnO、1. 5 % 的 MgO,8% 的 K20,15 % 的 Na20,1 % 的 Li2O 和 12 % 的 Bi2O3 混合，然后將該混合物置于1000°c左右的加熱爐中熔化一小時(shí)，將熔化后的物料倒入冷水中水淬，將水淬 后的物料按照水淬后材料球水比為1 1 1. 2 1 1. 2比例混合之后置于剛玉球 磨罐中球磨一小時(shí)，然后過(guò)200目篩，再經(jīng)烘干即可得到介質(zhì)材料；將介質(zhì)材料100份、有機(jī) 溶劑32份、高嶺土 2份混合后置于剛玉球磨罐中球磨2小時(shí)左右即得到印刷漿料；將印刷 漿料用60目篩印刷在表面處理過(guò)的鋁基板上，經(jīng)80°C左右烘干，600°C燒結(jié)3 5分鐘后即 可得到成品無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料的制備方法，其特征在于所述無(wú)鉛鋁介質(zhì) 基礎(chǔ)材料，各類(lèi)原料及其質(zhì)量比為29%的Si02、14%的B203、8%的Ti02、2%的Al203、6%的 ZnO, 3%的MgO、9 %的K20、16 %的Na20、3 %的Li2O和10 %的Bi2O3混合，然后將該混合物置 于1000°C左右的加熱爐中熔化一小時(shí)，將熔化后的物料倒入冷水中水淬，將水淬后的物料 按照水淬后材料球水比為1 1 1. 2 1 1. 2比例混合之后置于剛玉球磨罐中球 磨一小時(shí)，然后過(guò)200目篩，再經(jīng)烘干即可得到介質(zhì)材料；將介質(zhì)材料100份、有機(jī)溶劑32 份、高嶺土 2份混合后置于剛玉球磨罐中球磨2小時(shí)左右即得到印刷漿料；將印刷漿料用 60目篩印刷在表面處理過(guò)的鋁基板上，經(jīng)80°C左右烘干，600°C燒結(jié)3 5分鐘后即可得到 成品無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料的制備方法，其特征在于所述無(wú)鉛鋁介質(zhì) 基礎(chǔ)材料，各類(lèi)原料及其質(zhì)量比為26%的Si02、15%的B203、12%的Ti02、1. 5%的A1203、 8. 5%的 Ζη0、0. 5%的]\%0、5%的1(20、17%的 Na20、0. 5%的 Li2O 和 14%的 Bi2O3 混合，然后 將該混合物置于1000°C左右的加熱爐中熔化一小時(shí)，將熔化后的物料倒入冷水中水淬，將 水淬后的物料按照水淬后材料球水比為1 1 1. 2 1 1. 2比例混合之后置于剛 玉球磨罐中球磨一小時(shí)，然后過(guò)200目篩，再經(jīng)烘干即可得到介質(zhì)材料；將介質(zhì)材料100份、 有機(jī)溶劑32份、高嶺土 2份混合后置于剛玉球磨罐中球磨2小時(shí)左右即得到印刷漿料；將 印刷漿料用60目篩印刷在表面處理過(guò)的鋁基板上，經(jīng)80°C左右烘干，600°C燒結(jié)3 5分鐘 后即可得到成品無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料。
7.一種無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料，其成分按重量百分比包括以下各組分 二氧化硅SiO2 25 % 35 %氧化硼B(yǎng)2O3:11% 18%二氧化鈦TiO2: 8% 14% 三氧化二鋁Al2O3: 5% 氧化鋅ZnO:5% 10%氧化鎂MgO:0.5% 3%氧化鉀K2O:5% 9%氧化鈉Na2O:15% 22%氧化鋰Li2O:0.5% 3%三氧化二鉍Bi2O3: 9% 15%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種純鋁或者鋁合金上使用的無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料及制備方法，首先將SiO2、B2O3、TiO2、Al2O3、ZnO、MgO、K2O、Na2O、Li2O、Bi2O3，按照一定比例混合后在加熱爐中1000℃熔化后水淬，再在剛玉球磨罐中濕磨一小時(shí)烘干后即得到這種介質(zhì)材料；然后將介質(zhì)材料和一定量的有機(jī)溶劑混合后置于剛玉球磨罐中球磨得到印刷材料；將印刷材料印刷到純鋁或是鋁合金上，再經(jīng)烘干燒結(jié)即可。本發(fā)明的無(wú)鉛鋁介質(zhì)材料具有對(duì)環(huán)境無(wú)鉛污染、耐酸堿腐蝕、硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、能與鋁基板良好的結(jié)合、高絕緣性能等特點(diǎn)，適用于鋁基板上各種顏色的表面裝飾和絕緣耐電壓保護(hù)。
文檔編號(hào)C03C3/066GK101817637SQ20101016073
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者吳勝紅, 孫淑云, 李京章, 鄧泰均 申請(qǐng)人:泰陽(yáng)電子(東莞)有限公司