[发明专利]无机导电端头膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电极膜技术领域，尤其涉及一种无机导电端头膜及其制备方法。

背景技术

目前市场上应用于电热电器设备、仪器和电热元件中的各种电压、大小电流电接触元件的无机导电端头膜，主要以氧化铅作为主要成分。氧化铅作为无机导电端头膜层的中间体不可或缺，缺少氧化铅不可成膜。制备无机导电端头膜时氧化铅的含量达到70％-80％以上，因此，制备过程中会产生大量的废水、废气、废料等污染物，会对生态环境造成破坏，严重影响人体健康。更为严重的是，由于无机导电端头膜层的使用领域与人类的生活直接相关，例如：作为电热电器设备、仪器和电热元件中的各种电压、大小电流电接触元件的导电电极膜层使用。铅及其化合物为剧毒重金属化合物，是RoHS明确禁止的六种剧毒化合物之一。高含铅量对人类和环境危害很大，同时，含铅等有害物质对人体和环境有危害的这类产品，在欧美等发达国家市场已经面临无铅性的技术贸易壁垒，因此，降低含铅化合物的用量、甚至不使用含铅物质一直是无机导电端头膜层的发展方向。此外，现在常用的无机导电端头膜层的热性能、导电性能、材料结合力、热膨胀系数等性能表现不一致，难以统一应用于云母基板、钢化玻璃基板、高硼硅玻璃基板、微晶玻璃基板、石英玻璃基板、陶瓷基板、搪瓷基板等多种绝缘载体上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无机导电端头膜及其制备方法，旨在解决现有无机导电端头膜使用含铅物质危害人体健康和生活环境的问题，以及现有无机导电端头膜层的热性能、导电性能、材料结合力、热膨胀系数等性能表现不一致，难以统一应用于云母基板、钢化玻璃基板、高硼硅玻璃基板、微晶玻璃基板、石英玻璃基板、陶瓷基板、搪瓷基板等多种绝缘载体上的问题。

本发明是这样实现的，一种无机导电端头膜，由基体材料和液体介质制成，所述基体材料由如下重量份数的下列原料组成：

其中，所述超细钯粉的粒径≤500目。

以及，一种无机导电端头膜的制备方法，包括以下步骤：

按照上述无机导电端头膜的配方称取各组分；

将氧化铋、氧化锌、三氧化二锑、硼酸、氧化铝、氧化镁、石英砂、碳酸锂、碱式碳酸铜加热熔融，冷却后进行研磨、过筛，加入银粉、超细钯粉混合，得到基材混合物；

在所述基材混合物中，加入占基体材料和液体介质总重量的10-30％的有机介质，混合得到混合浆料；

提供基板，将所述混合浆料印刷在所述基板上，进行干燥、烧结处理，得到无机导电端头膜。

本发明提供的无机导电端头膜，首先，取消了高性能无机导电端头膜层中氧化铅的使用，添加了超细钯粉。由于超细钯粉的添加使用，促使无机导电端头膜层承载电流更大、可焊性更好、导电性能更佳、耐磨、耐腐蚀、耐老化、电极膜层与端头膜层相互搭接更加牢靠、热膨胀系数小，适应于匹配于各种载体的膨胀系数，电气性能更加稳定。

其次，本发明采用大量的氧化铋作为无机导电端头膜原料，避免了含铅物质的使用，一方面，所述氧化铋低碳环保，有益于人体健康和对生态环境的保护；另一方面，所述氧化铋具有更好的附着力，有利于在基板上更好地附着，增强增韧，从而提供更好地成品的机械强度。此外，所述氧化铋价格相对低廉，有利于降低无机导电端头膜的成本。

再次，以氧化铋、氧化锌、三氧化二锑作为主要成膜物质，使得无机导电端头膜的膜层能够形成具有较好强度的连续干膜；进一步的，无机导电端头膜中还添加其他金属氧化物，如氧化镁、石英砂、碳酸锂和碱式碳酸铜。一方面，如氧化镁、石英砂、碳酸锂和碱式碳酸铜作为成膜物质参与成膜；另一方面，上述物质作为功能添加剂，能相互协同，弥补以氧化铋、氧化锌、三氧化二锑作为主要成膜物质的电阻膜的功能上的不足。具体的，所述氧化铋、氧化锌、三氧化二锑相互配合，可以提高石墨电阻膜的工作温度和电气性能的稳定性；同时，所述氧化镁、石英砂、碳酸锂和碱式碳酸铜配合作用，进一步提高了电阻膜的附着力、表面强度和耐磨性，避免无机导电端头膜在烧结过程中出现开裂现象(龟裂、起皮)，以及在使用或储存过程的划伤。

再次，本发明提供的无机导电端头膜，主要骨架材料为无机高温金属氧化物材料制作，电气性能更加稳定，导电性能好。无机导电端头膜以氧化铋、二氧化硅等材料为骨架材料，材料软化点温度明显提高，其所制备的石墨电阻膜，应用范围更加广泛。同时使用三氧化二锑、氧化锌和碳酸锂作为原料，所述三氧化二锑和氧化锌用于有效提高产品与载体之间的附着力，进而提高结合效果，所述碳酸锂可调和三氧化二锑、氧化锌和其他原料成分之间的融合性，从而保证上述效果的实现。