本發(fā)明涉及介電陶瓷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性電子陶瓷材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

電子陶瓷材料主要是指的一類具有電磁等功能的陶瓷，它的介電性能和導(dǎo)電性能調(diào)節(jié)范圍較寬，是特種陶瓷材料中最具活力的材料之一，被人們廣為關(guān)注。它可以應(yīng)用在電子、通訊、自動(dòng)控制、信息計(jì)算機(jī)、汽車、航空等眾多領(lǐng)域當(dāng)中，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前電子信息的發(fā)展越來(lái)越迅速，對(duì)電子元器件的要求也越來(lái)越高，微型化、薄膜化、多功能等成為未來(lái)發(fā)展的方向，而目前電子陶瓷材料制備流程繁瑣，生產(chǎn)能耗高、含有pb等有害元素，不利于環(huán)保，因此，需要改善。

鋁礬土又稱礬土或鋁土礦，主要成分是氧化鋁，系含有雜質(zhì)的水合氧化鋁，是一種土狀礦物，改性后的鋁礬土具有重量輕，耐高溫，熱穩(wěn)定性好，導(dǎo)熱率低，熱容小和耐機(jī)械震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，將其應(yīng)用于介電陶瓷技術(shù)領(lǐng)域，具有積極有利的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種改性電子陶瓷材料及其制備方法，該種電子陶瓷材料制備簡(jiǎn)單方便，低溫快燒，生產(chǎn)所需能耗低，價(jià)格低廉，不含有害元素pb，符合環(huán)境友好型材料的要求，且電容變化率隨溫度升高趨于穩(wěn)定，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種改性電子陶瓷材料，包括以下按重量份計(jì)的原料：改性鋁礬土20-30份、煅燒凹凸棒粘土15-25份、鈦酸鋇2-4份、碳纖維4-8份、加氣鋁粉1-3份、水楊酸鈉1-3份、硅酸鋯2-4份、硬脂酸鋅2-4份、氧化鐵紅1-3份、氧化鎢1-3份、木素磺酸鈣0.5-0.9份、聚苯醚樹(shù)脂0.6-1.0份、增塑劑1-3份、粘接劑1-3份、分散劑1-2份和抗靜電劑1-3份；

所述改性鋁礬土由以下按重量份數(shù)計(jì)的成分制得：鋁礬土30份、8-12％氫氧化鈉溶液50份、松香粉5份、羧甲基纖維素鈉3份；其制備方法是將鋁礬土加入到體積濃度為8-12％氫氧化鈉溶液浸泡2-3h，再調(diào)節(jié)ph至中性；之后取出烘干至含水量3-5％，最后與松香粉以及羧甲基纖維素鈉混合研磨過(guò)200-300目篩即得。

進(jìn)一步地，所述電子陶瓷材料包括以下按重量份計(jì)的原料：改性鋁礬土25份、煅燒凹凸棒粘土20份、鈦酸鋇3份、碳纖維6份、加氣鋁粉2份、水楊酸鈉2份、硅酸鋯3份、硬脂酸鋅3份、氧化鐵紅2份、氧化鎢2份、木素磺酸鈣0.7份、聚苯醚樹(shù)脂0.8份、增塑劑2份、粘接劑2份、分散劑1.5份和抗靜電劑2份。

優(yōu)選地，所述增塑劑為五氯硬脂酸甲酯或氯甲氧基油酸甲酯。

優(yōu)選地，所述粘接劑為乙基三甲氧基硅烷、n-羥甲基丙烯酰胺或馬來(lái)酸酐改性聚乙烯中的一種。

優(yōu)選地，所述分散劑為六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉或十二烷基硫酸鈉中的一種。

優(yōu)選地，所述抗靜電劑為乙氧基化烷基胺或乙氧基月桂酷胺。

進(jìn)一步地，所述煅燒凹凸棒粘土是先將凹凸棒粘土在90～110℃溫度下預(yù)烘干，之后輸送至煅燒爐中，在溫度為280～300℃溫度下煅燒1-2h，然后再輸送至沖擊式磨粉機(jī)中研磨，冷卻后陳化即得。

上述的一種改性電子陶瓷材料的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：

(1)按所述重量份配比稱取原料；

(2)將原料混合加入原料總重量60-80％的去離子水在球磨機(jī)中研磨混勻，得漿料；

(3)將漿料注入模具中，隨后將模具放置于空氣干燥箱中固化處理40-50min，固化后脫模得到濕坯，將濕坯置于真空干燥箱中干燥2-3h，得素坯；

(4)將素坯在燒結(jié)爐中加熱燒結(jié)處理4-6h，燒結(jié)溫度為680-720℃，隨爐溫冷卻至室溫即可。

本發(fā)明具有如下的有益效果：

(1)本發(fā)明的改性電子陶瓷材料制備簡(jiǎn)單方便，原料來(lái)源廣泛，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)原料及工藝的改進(jìn)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的低溫快燒，大大降低了生產(chǎn)所需能耗及成本，且本發(fā)明成分中不含pb等有害元素，符合環(huán)境友好型材料的要求，適宜推廣應(yīng)用；

(2)本發(fā)明的改性電子陶瓷材料室溫下介電常數(shù)大于2300，介電損耗低于0.045，電容變化率為4-6ppm/℃，且在室溫到高溫280℃均有良好的溫度穩(wěn)定性(tcc＜10％)，斷裂伸長(zhǎng)率高，使用壽命長(zhǎng)，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述，以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

一種改性電子陶瓷材料，稱取以下原料待制備：改性鋁礬土20kg、煅燒凹凸棒粘土15kg、鈦酸鋇2kg、碳纖維4kg、加氣鋁粉1kg、水楊酸鈉1kg、硅酸鋯2kg、硬脂酸鋅2kg、氧化鐵紅1kg、氧化鎢1kg、木素磺酸鈣0.5kg、聚苯醚樹(shù)脂0.6kg、增塑劑1kg、粘接劑1kg、分散劑1kg和抗靜電劑1kg；

所述改性鋁礬土由以下成分制得：鋁礬土30kg、8％氫氧化鈉溶液50kg、松香粉5kg、羧甲基纖維素鈉3kg；其制備方法是將鋁礬土加入到體積濃度為8％氫氧化鈉溶液浸泡2h，再調(diào)節(jié)ph至中性；之后取出烘干至含水量3％，最后與松香粉以及羧甲基纖維素鈉混合研磨過(guò)200目篩即制得本發(fā)明原料所需的改性鋁礬土。

其中，上述的增塑劑采用五氯硬脂酸甲酯；粘接劑采用乙基三甲氧基硅烷；分散劑采用六偏磷酸鈉；抗靜電劑采用乙氧基化烷基胺。

另外，所述煅燒凹凸棒粘土是通過(guò)以下步驟制得的：稱取15kg凹凸棒粘土在90℃溫度下預(yù)烘干，之后輸送至煅燒爐中，在溫度為280℃溫度下煅燒1h，然后再輸送至沖擊式磨粉機(jī)中研磨，冷卻后陳化即制得本發(fā)明原料所需的煅燒凹凸棒粘土。

上述的一種改性電子陶瓷材料的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：

(1)先將原料混合加入原料總重量60％的去離子水在球磨機(jī)中研磨混勻，得漿料；

(2)再將漿料注入模具中，隨后將模具放置于空氣干燥箱中固化處理40min，固化后脫模得到濕坯，將濕坯置于真空干燥箱中干燥2h，得素坯；

(3)最后將素坯在燒結(jié)爐中加熱燒結(jié)處理4h，燒結(jié)溫度為680℃，隨爐溫冷卻至室溫即制得本發(fā)明的改性電子陶瓷材料。

實(shí)施例2

一種改性電子陶瓷材料，稱取以下原料待制備：改性鋁礬土25kg、煅燒凹凸棒粘土20kg、鈦酸鋇3kg、碳纖維6kg、加氣鋁粉2kg、水楊酸鈉2kg、硅酸鋯3kg、硬脂酸鋅3kg、氧化鐵紅2kg、氧化鎢2kg、木素磺酸鈣0.7kg、聚苯醚樹(shù)脂0.8kg、增塑劑2kg、粘接劑2kg、分散劑1.5kg和抗靜電劑2kg；

所述改性鋁礬土由以下成分制得：鋁礬土30kg、10％氫氧化鈉溶液50kg、松香粉5kg、羧甲基纖維素鈉3kg；其制備方法是將鋁礬土加入到體積濃度為10％氫氧化鈉溶液浸泡2.5h，再調(diào)節(jié)ph至中性；之后取出烘干至含水量4％，最后與松香粉以及羧甲基纖維素鈉混合研磨過(guò)250目篩即制得本發(fā)明原料所需的改性鋁礬土。

其中，上述的增塑劑采用氯甲氧基油酸甲酯；粘接劑采用n-羥甲基丙烯酰胺；分散劑采用焦磷酸鈉；抗靜電劑采用乙氧基月桂酷胺。

另外，所述煅燒凹凸棒粘土是通過(guò)以下步驟制得的：稱取20kg凹凸棒粘土在100℃溫度下預(yù)烘干，之后輸送至煅燒爐中，在溫度為290℃溫度下煅燒1.5h，然后再輸送至沖擊式磨粉機(jī)中研磨，冷卻后陳化即制得本發(fā)明原料所需的煅燒凹凸棒粘土。

上述的一種改性電子陶瓷材料的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：

(1)先將原料混合加入原料總重量70％的去離子水在球磨機(jī)中研磨混勻，得漿料；

(2)再將漿料注入模具中，隨后將模具放置于空氣干燥箱中固化處理45min，固化后脫模得到濕坯，將濕坯置于真空干燥箱中干燥2.5h，得素坯；

(3)最后將素坯在燒結(jié)爐中加熱燒結(jié)處理5h，燒結(jié)溫度為700℃，隨爐溫冷卻至室溫即制得本發(fā)明的改性電子陶瓷材料。

實(shí)施例3

一種改性電子陶瓷材料，稱取以下原料待制備：改性鋁礬土30kg、煅燒凹凸棒粘土25kg、鈦酸鋇4kg、碳纖維8kg、加氣鋁粉3kg、水楊酸鈉3kg、硅酸鋯4kg、硬脂酸鋅4kg、氧化鐵紅3kg、氧化鎢3kg、木素磺酸鈣0.9kg、聚苯醚樹(shù)脂1.0kg、增塑劑3kg、粘接劑3kg、分散劑2kg和抗靜電劑3kg；

所述改性鋁礬土由以下成分制得：鋁礬土30kg、12％氫氧化鈉溶液50kg、松香粉5kg、羧甲基纖維素鈉3kg；其制備方法是將鋁礬土加入到體積濃度為12％氫氧化鈉溶液浸泡3h，再調(diào)節(jié)ph至中性；之后取出烘干至含水量5％，最后與松香粉以及羧甲基纖維素鈉混合研磨過(guò)300目篩即制得本發(fā)明原料所需的改性鋁礬土。

其中，上述的增塑劑采用五氯硬脂酸甲酯；粘接劑采用馬來(lái)酸酐改性聚乙烯；分散劑采用十二烷基硫酸鈉；抗靜電劑采用乙氧基化烷基胺。

另外，所述煅燒凹凸棒粘土是通過(guò)以下步驟制得的：稱取25kg凹凸棒粘土在110℃溫度下預(yù)烘干，之后輸送至煅燒爐中，在溫度為300℃溫度下煅燒2h，然后再輸送至沖擊式磨粉機(jī)中研磨，冷卻后陳化即制得本發(fā)明原料所需的煅燒凹凸棒粘土。

上述的一種改性電子陶瓷材料的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：

(1)先將原料混合加入原料總重量80％的去離子水在球磨機(jī)中研磨混勻，得漿料；

(2)再將漿料注入模具中，隨后將模具放置于空氣干燥箱中固化處理50min，固化后脫模得到濕坯，將濕坯置于真空干燥箱中干燥3h，得素坯；

(3)最后將素坯在燒結(jié)爐中加熱燒結(jié)處理6h，燒結(jié)溫度為720℃，隨爐溫冷卻至室溫即制得本發(fā)明的改性電子陶瓷材料。

實(shí)施例4

一種改性電子陶瓷材料，稱取以下原料待制備：改性鋁礬土25kg、煅燒凹凸棒粘土20kg、鈦酸鋇3kg、碳纖維6kg、加氣鋁粉2kg、水楊酸鈉2kg、硅酸鋯3kg、硬脂酸鋅3kg、氧化鐵紅2kg、氧化鎢2kg、木素磺酸鈣0.7kg、聚苯醚樹(shù)脂0.8kg、增塑劑2kg、粘接劑2kg、分散劑1.5kg和抗靜電劑2kg；

所述改性鋁礬土由以下成分制得：鋁礬土30kg、8％氫氧化鈉溶液50kg、松香粉5kg、羧甲基纖維素鈉3kg；其制備方法是將鋁礬土加入到體積濃度為8％氫氧化鈉溶液浸泡2h，再調(diào)節(jié)ph至中性；之后取出烘干至含水量5％，最后與松香粉以及羧甲基纖維素鈉混合研磨過(guò)200目篩即制得本發(fā)明原料所需的改性鋁礬土。

其中，上述的增塑劑采用五氯硬脂酸甲酯；粘接劑采用乙基三甲氧基硅烷；分散劑采用十二烷基硫酸鈉；抗靜電劑采用乙氧基化烷基胺。

另外，所述煅燒凹凸棒粘土是通過(guò)以下步驟制得的：稱取20kg凹凸棒粘土在90℃溫度下預(yù)烘干，之后輸送至煅燒爐中，在溫度為300℃溫度下煅燒1h，然后再輸送至沖擊式磨粉機(jī)中研磨，冷卻后陳化即制得本發(fā)明原料所需的煅燒凹凸棒粘土。

上述的一種改性電子陶瓷材料的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：

(1)先將原料混合加入原料總重量60％的去離子水在球磨機(jī)中研磨混勻，得漿料；

(2)再將漿料注入模具中，隨后將模具放置于空氣干燥箱中固化處理50min，固化后脫模得到濕坯，將濕坯置于真空干燥箱中干燥2h，得素坯；

(3)最后將素坯在燒結(jié)爐中加熱燒結(jié)處理6h，燒結(jié)溫度為680℃，隨爐溫冷卻至室溫即制得本發(fā)明的改性電子陶瓷材料。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。