[发明专利]一种柔性复合陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合陶瓷材料领域，具体涉及一种柔性复合陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

陶瓷材料具有优异的耐磨性、杰出的耐热性、良好的耐蚀性。除此之外，功能性陶瓷还具有良好的电性能、光性能、热性能以及生物性能。陶瓷材料已经广泛应用于建筑、军事、交通、航空航天、汽车等通用领域。

传统的陶瓷材料的制备是先将特定的陶瓷粉体塑型，然后放入高温炉中进行烧结成型。然而，在制作期间不仅需要消耗大量的电能、热能，而且存在着对烧结设备的要求较高，综合投入较高等缺点。利用部分有机物改性陶瓷，不仅可以大大降低制作过程中使用的电、热能，减少设备的综合投入，还能赋予复合性陶瓷一些新性能特点。如传统陶瓷的最大不足就是材料的脆性，但通过部分有机成分可以大大降低陶瓷材料的脆性，从而可以获得结构性和功能性优良的柔性陶瓷材料。而柔性陶瓷材料相比于传统的硬性陶瓷具有更为广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的，即在于提供一种柔性复合陶瓷材料，具有传统陶瓷材料的耐磨性、耐蚀性、电性能，同时还具有优良的韧性、抗冲击性，以及相较于同类其它有机树脂改性的耐温性能。其抗拉强度≥30N/mm²，弯曲强度≥10N/mm²，且在300℃下不黄变。产品可以广泛地应用于3D电路、线圈防护、柔性基材等领域。另外，本发明还提供了一种柔性复合陶瓷材料的制备方法方法。

本发明是这样实现的：

一种柔性复合陶瓷材料，包括下述组成材料：

10-50重量份的树脂，

50-85重量份的陶瓷粉体，

0-10重量份的溶剂，

1-2重量份的固化剂，

1-3重量份的助剂，

其中：

所述树脂为丙烯酸树脂、环氧树脂和有机硅树脂中的一种或几种，

所述陶瓷粉体的粒径为1-10um，

所述溶剂为醇类、酯类、烷烃类、醚类、酮类和苯类中的一种或几种，

所述固化剂为铂系催化剂、胺类、苯胺类、多元醇类、酚类、酸酐类、过氧化物类和咪唑类中的一种或几种，

所述助剂为分散剂、消泡剂和抑制剂中的一种或几种。

优选地，所述丙烯酸树脂为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸缩水甘油酯、α-氰基丙烯酸甲酯、α-氰基丙烯酸乙酯和α-氰基丙烯酸丁酯中的一种或几种。

优选地，所述环氧树脂为酚醛类改性环氧树脂、有机硅改性环氧树脂和脂肪酸甘油酯环氧树脂中的一种或几种。

优选地，所述有机硅树脂为单组分缩合胶或双组分加成胶。

优选地，所述陶瓷粉体为氧化物陶瓷粉体、氮化物陶瓷粉体、硼化物陶瓷粉体和碳化物陶瓷粉体中的一种或几种。

优选地，所述氧化物陶瓷粉体为Al₂O₃，

所述氮化物陶瓷粉体为AlN、BN、Si₃N₄和ZrN中的一种或几种，

所述碳化物陶瓷粉体为B₄C、SiC、ZrC、TiC和WC中的一种或几种，

所述硼化物陶瓷粉体为ZrB₂和TiB₂中的一种或两种。

优选地，所述醇类溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇和戊醇中的一种或几种，

所述酯类溶剂为甲酸乙酯、乙酸乙酯、醋酸正丁酯和醋酸异丁酯中的一种或几种，

所述烷烃类溶剂为正已烷、环已烷、正辛烷和异辛烷中的一种或几种，

所述醚类溶剂包括，乙醚、四氢呋喃、苯乙醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚和丙二醇乙醚中的一种或几种，

所述酮类溶剂为丙酮、环已酮和甲乙酮中的一种或几种，

所述苯类溶剂为甲苯和二甲苯中的一种或两种。

优选地，所述分散剂为有机硅系分散剂或聚多元醇，所述消泡剂为有机硅系消泡剂，所述抑制剂为炔醇类。

根据本发明的另一方面，一种制备上述的柔性复合陶瓷材料的方法，包括以下步骤：

S1：称取树脂和溶剂于球磨罐中，搅拌均匀；

S2：加入陶瓷粉体，搅拌均匀，得到浆液；

S3：将固化剂和助剂加入到浆液中，并将浆液转移至球磨机中进行球磨；

S4：将球磨好的浆液进行过滤，得到磨好后的组分；

S5：将组分真空脱泡，后进行固化烧结，得到柔性复合陶瓷材料。

优选地，所述步骤S3中球磨机的转速为300-500转/分钟，球磨时间为30-60分钟；