釔穩(wěn)定氧化鋯漿料、其制備方法及釔穩(wěn)定氧化鋯薄膜的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種釔穩(wěn)定氧化鋯漿料、其制備方法及釔穩(wěn)定氧化鋯薄膜的制備方 法。
【背景技術】
[0002] 在片式汽車氧傳感器中的釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)信號層、中間層、加熱層的成型以及 堆疊式SOFC電解質基片的成型多使用流延的方式成型，在膜片成型后按照片式元件制備的 傳統(tǒng)工藝經(jīng)層壓、切割、燒結的方式形成陶瓷基體。在流延的工序中多使用有機溶劑配制具 有一定粘度、固含量、流動性的漿料，一般通過薄膜流延或者鋼帶流延的方式進行膜片生 產(chǎn)。這種方法的優(yōu)點在于制備的膜片具有較大的抗拉伸強度、膜片的表面光滑、易于干燥、 流延工藝參數(shù)控制較為簡單。然而，由于使用大量易揮發(fā)、易燃易爆的有機溶劑，在生產(chǎn)過 程中會產(chǎn)生影響環(huán)境及人員身心健康的污染氣體的問題，且有機溶劑成本高，具有較為嚴 重的火災、爆炸隱患，有機溶劑的存放安全等級規(guī)格高，需要極其苛刻的管理規(guī)程，這些都 體現(xiàn)了有機溶劑型流延漿料的缺點。

【發(fā)明內容】

[0003] 基于此，有必要提供一種較為環(huán)保的釔穩(wěn)定氧化鋯漿料、其制備方法及釔穩(wěn)定氧 化鋯薄膜的制備方法。
[0004] -種釔穩(wěn)定氧化鋯漿料，按照重量百分比計，包括以下組分： 釔穩(wěn)定氧化鋯粉體 50%~85%; 水 10% ~40%; 粉體改性劑 0.1%~0.5%;
[0005] 成膜劑 0.1 %~(15%; 消泡劑 0.2%~1 %; 分散劑 0.5%~丨.5%; 增稠劑 0.1%~0.3%;
[0006]中和剤 0.1%~0.6%;及 粘合劑 3%~10%;
[0007]其中，所述粉體改性劑為鋯類偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑及鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一至少一 種;所述成膜劑為醇醚類成膜劑;所述粘合劑選自水性丙烯酸乳液及水性聚乙烯醇中的至 少一種。
[0008] 在其中一個實施例中，所述消泡劑為有機硅消泡劑或無硅消泡劑。
[0009] 在其中一個實施例中，所述分散劑為聚丙烯酸類分散劑。
[0010]在其中一個實施例中，所述增稠劑為聚氨酯類增稠劑。
[0011] 在其中一個實施例中，所述中和劑選自氨水及乙醇胺中的至少一種。
[0012] 在其中一個實施例中，所述釔穩(wěn)定氧化鋯粉體的粒度D50為0. Ιμπι~0.4μπι。
[0013]在其中一個實施例中，所述成膜劑選自醇酯-12、二乙二醇單乙醚及二丙二醇甲醚 中的至少一種。
[0014] 上述任一項所述的紀穩(wěn)定氧化錯衆(zhòng)料的制備方法，包括以下步驟：
[0015] 將所述釔穩(wěn)定氧化鋯粉體、水、粉體改性劑、成膜劑、消泡劑、分散劑及增稠劑混合 后球磨12小時~24小時得到預混料;及
[0016] 將所述中和劑和粘合劑加入所述預混料中繼續(xù)球磨12小時~24小時得到紀穩(wěn)定 氧化鋯漿料。
[0017] -種釔穩(wěn)定氧化鋯薄膜的制備方法，將上述任一項所述的釔穩(wěn)定氧化鋯漿料流延 成型。
[0018] 在其中一個實施例中，所述流延成型采用PET薄膜流延或者鋼帶流延，所述流延成 型的流延厚度為50μηι~200μηι。
[0019] 上述釔穩(wěn)定氧化鋯漿料，以水作為溶劑，不使用有機溶劑，解決了環(huán)境污染、人員 身心健康毒害、消除有機溶劑火災、爆炸隱患以及難于存放的問題，大大降低了生產(chǎn)成本和 管理成本。同時，上述釔穩(wěn)定氧化鋯漿料的固含量為50~85%，漿料粘度為100~600cps，固 含量較高，粘度較低，適合進行厚度為50μι~200μπι的厚膜的制備，由于流延的厚度增加，大 大減少了制備過程中需要層疊的數(shù)量，簡化了制備工藝。
【具體實施方式】
[0020] 下面主要結合具體實施例對釔穩(wěn)定氧化鋯漿料、其制備方法及釔穩(wěn)定氧化鋯薄膜 的制備方法作進一步詳細的說明。
[0021] -實施方式的釔穩(wěn)定氧化鋯漿料，按照重量百分比計，包括以下組分： 釔穩(wěn)定氧化鋯粉體 50%~85%; 水 10% ~40%; 粉體改性劑 α:ι%~〇,5%:; 成膜劑 0.1 %~0.5%;
[0022] 消泡劑 ~1%; 分散劑 0.5%~1.5%; 增稠劑 中和劑 0.1 %~0.6%;及 粘合劑 3%~10%;
[0023]其中，粉體改性劑為鋯類偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑及鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一至少一種;成 膜劑為醇醚類成膜劑;粘合劑為水性丙烯酸乳液。
[0024]優(yōu)選的，紀穩(wěn)定氧化錯粉體的粒度D50為0. ΙμL?~0.4μηι。進一步優(yōu)選的，紀穩(wěn)定氧 化錯粉體的最大粒度不超過3μηι。
[0025]優(yōu)選的，水為超純水，級別不低于二級，具體的，水的指標符合GB6682-2008中有關 規(guī)定。
[0026] 粉體改性劑的主要目的是增強釔穩(wěn)定氧化鋯粉體在水中的分散性能，粉體改性劑 為鋯類偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑及鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一至少一種。優(yōu)選的，粉體改性劑選自含鋁 酸鋯的低分子無機聚合物偶聯(lián)劑、帶乙烯基和甲氧基的硅烷偶聯(lián)劑、單烷氧基型的鈦酸酯 偶聯(lián)劑中的至少一種，更具體的，粉體改性劑選自選自南京品寧的DL-411-Α、嘉世泰化工的 L-I，嘉世泰化工L-1A，嘉世泰化工L-IH及澳達化工的AD666中的至少一種。
[0027] 成膜劑的目的是增強釔穩(wěn)定氧化鋯漿料的成膜能力，方便流延成型。優(yōu)選的，成膜 劑為醇醚類成膜劑，更優(yōu)選的，成膜劑選自醇酯-12、二乙二醇單乙醚及二丙二醇甲醚中的 至少一種。具體的，成膜劑可以為錦山化工的JS-PPh。
[0028] 消泡劑選自有機硅消泡劑和無硅消泡劑中的至少一種。優(yōu)選的，有機硅消泡劑選 自大田化學的ΑΤ-910、大田化學的ΑΤ-670、德豐DF-853及德豐DF-8531中的至少一種。無硅 消泡劑選自迪高Foamex Κ3及迪高Foamex830中的至少一種。
[0029] 優(yōu)選的，分散劑為聚丙烯酸類分散劑。進一步優(yōu)選的，選自大東化學的840、迪高分 散劑610、迪高分散劑610S、迪高分散劑700、迪高分散劑710、迪高分散劑740W、BYK-011、 BYK-012、BYK-014、BYK-016、BYK-017、BYK-018、BYK-019、BYK-020、BYK-021、BYK-022、BYK- 023、BYK-024、BYK-025、BYK-028、，德謙分散劑903、德謙分散劑904、德謙分散劑904S、德謙 分散劑912、德謙分散劑923、德謙分散劑926、德謙分散劑929、德謙分散劑931、德謙分散劑 983、德謙分散劑9100、德謙分散劑657、德謙分散劑9086、德謙分散劑9250、德謙分散劑9300 及德謙分散劑9850中的至少一種。
[0030] 優(yōu)選的，增稠劑為聚氨酯類增稠劑。進一步優(yōu)選的，增稠劑為締合型聚氨酯增稠 劑、水改性堿溶性乳液型增稠劑及聚氨酯締合增稠劑中的至少一種。
[0031] 優(yōu)選的，中和劑選自氨水及乙醇胺中的至少一種。進一步的，氨水的質量濃度為 25%~28%，其中氨水的質量濃度指的是NH 3的質量濃度。
[0032] 優(yōu)選的，粘合劑選自水性丙烯酸乳液及水性聚乙烯醇中的至少一種。進一步優(yōu)選 的，水性丙烯酸乳液的固含量為30 %~44 %。具體的，粘合劑選自源澤RX-20，源澤RM-4081， 瑪格森105及瑪格森DB21中的至少一種。
[0033] 優(yōu)選的，釔穩(wěn)定氧化鋯漿料呈弱堿性，pH值為7.1~8。
[0034]優(yōu)選的，釔穩(wěn)定氧化鋯漿料的固含量為50~85%，漿料為100~600cps，密度為1.5 ~4.5g/cm3。
[0035]上述釔穩(wěn)定氧化鋯漿料，以水作為溶劑，不使用有機溶劑，解決了環(huán)境污染、人員 身心健康毒害、消除有機溶劑火災、爆炸隱患以及難于存放的問題，大大降低了生產(chǎn)成本和 管理成本。同時，上述釔穩(wěn)定氧化鋯漿料的固含量為50~85%，漿料粘度為100~600cps，固 含量較高，粘度較低，適合進行厚度為50μηι~200μηι的厚膜的制備。由于使用水作為溶劑，可 以很好的降低漿料成本，相對于有機溶劑，成本降低15%以上，并且可以降低后續(xù)工藝的環(huán) 境要求，如可以降低生產(chǎn)環(huán)境的溫濕度要求，降低生產(chǎn)車間的安全等級等。
[0036] 上述釔穩(wěn)定氧化鋯漿料的制備方法，包括如下步驟：
[0037] 步驟S110、將釔穩(wěn)定氧化鋯