聚乙烯醇縮異醛用于陶瓷配制品的用圖
【專利說(shuō)明】聚乙婦醇縮異醇用于陶瓷配制品的用途
[0001] 本發(fā)明設(shè)及支化的聚乙締醇縮異醒在用于陶瓷應(yīng)用的配制品中的用途，所述支化 的聚乙締醇縮異醒通過(guò)聚乙締醇與支化的醒的反應(yīng)獲得。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 由呈粉末和液態(tài)載體形式的陶瓷材料組成的陶瓷泥釉料用作制備陶瓷的起始材 料。所述泥釉料成型為所謂的生巧后，隨后通過(guò)熱處理轉(zhuǎn)化為陶瓷。用于制備陶瓷所使用的 陶瓷泥釉料被稱為W下同義詞："陶瓷配制品"、"漿料"、"生片"、"生膜(Gruenfolien)"或 "用于陶瓷應(yīng)用的配制品"。
[0003] 陶瓷材料具有悠久的傳統(tǒng)，但現(xiàn)代高性能陶瓷或技術(shù)陶瓷近年來(lái)獲得廣泛的應(yīng)用 范圍，因?yàn)橛捎谒鼈兊挠捕群退鼈兊幕瘜W(xué)和熱穩(wěn)定性使其優(yōu)于其它材料。目前運(yùn)類高性能 陶瓷主要應(yīng)用于機(jī)械制造和汽車制造、電氣工程或醫(yī)療技術(shù)中。
[0004] 在電氣工程中，為制備所謂的MLCC(多層陶瓷電容器)例如通過(guò)所謂的膜誘注方法 來(lái)制備陶瓷膜。為了制備運(yùn)樣的膜，將陶瓷細(xì)粉末研磨，并轉(zhuǎn)化成溶液、分散體、懸浮液或凝 膠。運(yùn)些前體的一個(gè)重要成分是作為加工助劑在之后的過(guò)程中被燒盡的合適的粘合劑。
[000引在陶瓷膜或板的情況下，使用刮刀將運(yùn)些前體從所謂的誘注器誘注到用作載體材 料的環(huán)繞帶上。將運(yùn)樣形成的呈膜(也稱為帶)形式的陶瓷生巧，在后續(xù)過(guò)程中進(jìn)行熱處理， W為隨后的燒結(jié)過(guò)程除去所有有機(jī)成分(包括粘合劑）。
[0006] -種用于陶瓷應(yīng)用的粘合劑具有眾多功能特性。在電子器件的小型化的范圍內(nèi)， 對(duì)越來(lái)越高效的系統(tǒng)的需求增加，運(yùn)也影響對(duì)所使用的粘合劑的高效性能的要求。 現(xiàn)有技術(shù)
[0007] 聚乙締醇縮醒，尤其是聚乙締醇縮下醒(PVB)作為用于陶瓷應(yīng)用的聚合物粘合劑 的用途早已是公知的。對(duì)此在公開uFortschrittsberichte der Dt. Keram. Ges. 18 (2004) 35-42"中描述了用于基于有機(jī)溶劑的膜誘注的PVB的用途。在運(yùn)種情況下，PVB在制 備生膜的過(guò)程中用作臨時(shí)粘合劑。為此目的是，在使用盡可能少的粘合劑含量的情況下通 常實(shí)現(xiàn)在陶瓷泥釉(漿料）中高充填度，且同時(shí)產(chǎn)生高的機(jī)械穩(wěn)定性。在聚乙締醇縮醒的制 備中，已知選擇聚乙締醇作為原料，使用反應(yīng)性醒-通常是正下醒-將其縮醒化。已知的基于 聚乙締醇縮下醒的聚乙締醇縮醒例如用于特別薄的陶瓷膜的陶瓷漿料的用途是受限的。薄 膜需要高的機(jī)械穩(wěn)定性，其在使用已知的基于例如縮正下醒的聚乙締醇縮醒的情況中僅可 通過(guò)提高分子量或聚合度來(lái)實(shí)現(xiàn)。在此的缺點(diǎn)是，使用具有高分子量的聚乙締醇縮醒一方 面顯著增加了粘合劑溶液的粘度和因此也顯著增加了漿料粘度，因此不允許足夠的可加工 性，和另一方面由于很大程度的增稠使得陶瓷漿料不能達(dá)到需要的充填度。由于不足的充 填度不能制備或僅能很困難制備特定的生膜。
[000引在DE 103 20 969 A1中描述了陶瓷組合物，其包含聚乙締醇縮醒，特別地其特征 在于，具有65-99 mol-%的殘余-聚乙締醇-含量。
[0009]肝2012-072256 A公開了用于陶瓷漿料的聚乙締醇縮醒，其由環(huán)氧基團(tuán)改性。
[0010] 從WO 2011/102197的教導(dǎo)中已知聚乙締醇縮醒用于陶瓷生膜的用途，所述聚乙締 醇縮醒具有3000-5000的聚合度，4-23 mol-%的乙締醋含量和60-80 mol-%的縮醒化度。
[0011] 在運(yùn)些出版物中公開了基于正下醒的聚乙締醇縮醒或復(fù)雜改性的聚乙締醇縮醒。 可使用運(yùn)些體系使陶瓷生巧的機(jī)械穩(wěn)定性、充填度和陶瓷漿料的粘度能夠得到改善。
[001引發(fā)明目的 本發(fā)明的目的是提供一種用于陶瓷應(yīng)用的高效的粘合劑，其特征在于，具有與陶瓷泥 釉料的其它成分非常好的相容性，和此外在泥釉配制品的相對(duì)低的粘度的情況下確保固體 的高充填度。另一個(gè)目的是，所述粘合劑確保由泥釉料得到的生巧的高機(jī)械穩(wěn)定性。此外， 制備方法應(yīng)與用于已知的聚乙締醇縮下醒的制備方法沒(méi)有顯著不同，W使得能夠大規(guī)模生 產(chǎn)。
[0013] 解決方案/描述 本發(fā)明的目的由此來(lái)實(shí)現(xiàn):使用聚乙締醇縮醒作為粘合劑用于制備陶瓷生巧，所述聚 乙締醇縮醒在其縮醒單元中具有結(jié)構(gòu)上的支化。
[0014] 通過(guò)使用支化的醒例如異下醒對(duì)聚乙締醇的縮醒化所制備的聚乙締醇縮下醒是 已知的化合物（例如來(lái)自Fitzhu曲，Crozier, J. Pol. Sci. Vol. VIII，No.2, S. 225-241 或化kamura,如z址i, J.化 1. Sci.，Vol. 34，S 3319-3328(1996))，但由于異下醒 的相比正下醒小的工業(yè)可用性而沒(méi)有技術(shù)意義。
[0015] 令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，基于α-支化的醒或幾基化合物的聚乙締醇縮醒使得陶瓷生巧具 有出色的機(jī)械穩(wěn)定性。同時(shí)由于在較高分子量的情況下意想不到的、相對(duì)低的漿料粘度使 得陶瓷漿料能夠被充分加工。由于改善的可加工性還可實(shí)現(xiàn)較高的漿料充填度。
[0016] 發(fā)明說(shuō)明 本發(fā)明設(shè)及聚乙締醇縮異醒作為配制品中的粘合劑用于制備陶瓷材料的用途，其中聚 乙締醇縮異醒的縮醒基團(tuán)由一種或多種具有4至10個(gè)碳原子的脂族幾基化合物形成，所述 幾基化合物在幾基的α-或0-位置上具有至少一個(gè)支鏈，其中所述聚乙締醇縮異醒具有0.1-6重量％的殘余乙酸醋含量和超過(guò)1300g/mol的聚合度Pw。
[0017] 通過(guò)根據(jù)本發(fā)明地將聚乙締醇縮異醒用于陶瓷應(yīng)用中，得出的優(yōu)點(diǎn)是，在相同的 粘合劑含量(具有未支化的基團(tuán)例如縮正醒基團(tuán)的聚乙締醇縮醒的可比較的用途）的情況 下，陶瓷生巧例如陶瓷生膜的機(jī)械穩(wěn)定性運(yùn)樣提高，W使得可W得到較薄的模制品。運(yùn)例如 在制備層厚度小于25 pm的薄陶瓷生膜時(shí)起到作用。此外，使用本發(fā)明的聚乙締醇縮異醒使 得能夠獲得陶瓷漿料的高充填度和粘度，如其通常僅使用低分子量的已知的聚乙締醇縮醒 獲得。
[0018] 所W在陶瓷漿料的預(yù)定目標(biāo)粘度的情況中，陶瓷填料和粘合劑的量不可隨意增 加。在具有相同分子量的情況下具有較低粘度的粘合劑也較少地有助于總粘度的增加。因 此可W由高分子量的材料來(lái)獲得高度充填的漿料，其還允許可加工性。
[0019] 本發(fā)明的聚乙締醇縮異醒優(yōu)選通過(guò)聚乙締醇與一種或多種的醒的反應(yīng)獲得，所述 醒具有4至16個(gè)碳原子并且在幾基的α-位置上具有至少一個(gè)支鏈。
[0020] 在本發(fā)明的范圍內(nèi)優(yōu)選使用聚乙締醇縮醒，它們的縮醒基團(tuán)由一種或多種脂族醒 或W下群組的幾基化合物形成:異下醒、新戊醒、環(huán)己基甲醒、苯甲醒、取代的苯甲醒。
[0021] 任選地，聚乙締醇縮異醒可通過(guò)使聚乙締醇同時(shí)間與W下反應(yīng)形成 a) -種或多種脂族幾基化合物，其具有4至16個(gè)碳原子并且在幾基的α-位置上具有至 少一個(gè)支鏈，和 b) -種或多種其它脂族幾基化合物，其具有2至10個(gè)碳原子。
[0022] 來(lái)自具有4至16個(gè)碳原子并且在幾基的α-位置上具有至少一個(gè)支鏈的幾基化合物 的聚乙締醇縮異醒的縮醒基團(tuán)的比例可基于來(lái)自具有2至10個(gè)碳原子的其它脂族幾基化合 物的聚乙締醇縮醒的縮醒基團(tuán)為20至95 Mol%，優(yōu)選50-90 Mol%。
[0023] 優(yōu)選使用乙醒和/或正下醒作為其它的脂族幾基化合物。
[0024] 本發(fā)明所使用的聚乙締醇縮異醒優(yōu)選具有超過(guò)1300,優(yōu)選超過(guò)2000的聚合度Pw或 50.000-600.000 g/mol，優(yōu)選60.000-400.000 g/mo巧P特別優(yōu)選 100.000-400.000 g/mol 的分子量，各經(jīng)由GPC測(cè)得。
[0025] 針對(duì)陶瓷應(yīng)用，除（臨時(shí))粘合劑外，還包含陶瓷顆粒，例如金屬氧化物、分散介質(zhì) 諸如例如溶劑、染料和/或顏料和任選的添加劑，例如增塑劑、消泡劑、分散添加劑、UV-和/ 或氧化穩(wěn)定劑、蠟、干燥延遲劑或-促進(jìn)劑和/或助粘合劑。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明使用基于陶瓷配制品的比例為0.1-25重量％的聚乙締醇縮異醒。在一 個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，使用0.5-20重量％，特別優(yōu)選1-10重量％。
[0027] 在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可W使用聚乙締醇縮異醒和現(xiàn)有技術(shù)已知的具有縮正醒基團(tuán) 的聚乙締醇縮醒的混合物作為粘合劑用于制備陶瓷漿料。
[0028] 本發(fā)明的其它目的因此為使用聚乙締醇縮異醒與至少另一種聚乙締醇縮醒的混 合物作為漿料配制品中的粘合劑，其中聚乙締醇縮異醒的縮醒基團(tuán)由一種或多種具有4至 10個(gè)碳原子并且在幾基的α-位置上具有至少一個(gè)支鏈的脂族幾基化合物形成，并且所述至 少另一種聚乙締醇縮醒通過(guò)聚乙締醇與一種或多種其它的具有2至10個(gè)碳原子的脂族幾基 化合物的反應(yīng)獲得。
[0029] 為使用聚乙締醇縮異醒所描述的特別的實(shí)施方案同樣適用在與常用的聚乙締醇 縮醒的混合物中的使用中。
[0030] 因此聚乙締醇縮異醒優(yōu)選通過(guò)聚乙締醇與異下醒的反應(yīng)獲得和聚乙締醇縮醒通 過(guò)聚乙締醇與正下醒的反應(yīng)獲得。
[0031] 在一個(gè)特別的實(shí)施方案中，所述聚乙締醇縮異醒通過(guò)聚乙締醇與異下醒的反應(yīng)獲 得和聚乙締醇縮醒通過(guò)聚乙締醇與正下醒的反應(yīng)獲得，其中所述聚乙締醇縮異醒和所述聚 乙締醇縮醒分別具有0.1-6重量%的殘余乙酸醋含量和超過(guò)1300 g/mol的摩爾量Pw。
[0032] 優(yōu)選地其它聚乙締醇縮醒通過(guò)例如乙醒和/或正下醒與聚乙締醇的反應(yīng)獲得。反 應(yīng)條件對(duì)應(yīng)聚乙締醇縮異醒的那些。特別地使用通過(guò)聚乙締醇與支化的幾基化合物的反應(yīng) 獲得的聚乙締醇縮異醒和通過(guò)聚乙締醇與正下醒的反應(yīng)獲得的聚乙締醇縮醒的混合物。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明使用的混合物優(yōu)選包含10至90重量％的聚乙締醇縮異醒和90至10重 量%的其它聚乙締醇縮醒，尤其是各為50重量％。
[0034] 聚乙締醇縮異醒的制備方法與具有縮正醒基團(tuán)的聚乙締醇縮醒的制備方法沒(méi)有 太大的差別。根據(jù)本發(fā)明使用的聚乙締醇縮異醒可通過(guò)至少一種聚乙締醇與至少一種上述 幾基化合物在酸催化下的反應(yīng)獲得。該反應(yīng)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知并可例如從W0 2009/ 132987 A1 或EP 09175666.8中得知。
[0035] 通常在制備聚乙締醇縮醒時(shí)首先使聚乙締醇在加熱下溶于水并置于在約0至20°C 的溫度下的反應(yīng)容器中。對(duì)此在第一方法變型中添加酸化C1、HN化或此S〇4)或在另一變型中 添加一種或多種幾基化合物或醒。作為幾基化合物或醒優(yōu)選使用來(lái)自在幾基的α-位置具有 至少一個(gè)支鏈的幾基化合物的群組W獲得根據(jù)本發(fā)明的聚乙締醇縮異下醒。
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