[发明专利]一种硅碳氧陶瓷微珠及其制备方法、应用

说明书

本发明涉及一种硅碳氧陶瓷微珠及其制备方法、应用，创造性的选取含有硅氢键及碳碳不饱和键的有机化合物前驱体为前驱体，利用该前驱体室温下为液态，有从液态到固态变化这一特性，将其与高沸点且高黏度乳化体系混合，利用前驱体在乳化体系中会因为表面张力作用成球这一特性，实现球形结构的生成，然后利用热固化处理维持该球形不变，再经加热使之陶瓷化制备陶瓷微珠，制备过程操作简单，所需原材料无须进口，易于本土化生产，成本低，制备周期短，可短至2天，所得陶瓷微珠粒径小，粒径范围分布窄，但硬度高(10％K值8000N/mmsupgt;2/supgt;)，热稳定性好，1000℃不分解，而且本身就是黑色，自身不透光，无光漏现象。

技术领域

本发明涉及陶瓷微球制备技术，尤其涉及一种硅碳氧陶瓷微珠及其制备方法、应用。

背景技术

液晶显示LCD是一种利用液晶偏折控制透光度来实现色彩显示的技术。液晶填充在在LCD的液晶盒中，且必须维持一定的有效厚度保证对光的偏折能力，液晶盒上下面板之间填充固定尺寸的间隔物，在外力作用下可抵抗变形回复形变。间隔物的尺寸严重影响液晶面板的质量，所以需要高度均一。常用的间隔物包括聚酰亚胺粒子，光纤粒子，二氧化硅微球等，材质上和形状上各有不同，包括球形与柱形，其中，球形的二氧化硅微球作为最优选。

目前陶瓷微球制备技术主要包括两种：第一种是日本开发的玻璃粉末高温熔融法，产品一次成球率低、球形度和粒径均匀性很差，后期需要长达6个月的粒径分级，因此生产成本高，售价在每公斤几万到几十万元人民币。第二种是苏州纳微科技开发的种子溶胀法，以纳米微球为种子经过长达6天的液相生长才能达到2-10微米尺寸，工艺复杂，原料需要进口，目前还没有应用报道。

虽然间隔物产品占液晶面板材料成本的比例很低，但却是不可缺少的重要原材料，之前国内也有多家高校和科研院所等单位尝试开发，由于种种原因，并没有量产成功。目前，中国国内企业因为其庞大的市场支撑，也很少研究间隔物微球的国产化。另外，间隔物必须满足粒径高度均一、分散性好、高纯度、优异的弹性和硬度，好的耐热耐寒性等严格的要求，制备技术难度极大，因此具有有很高的技术壁垒。具体要求如下所示：

a.高度均一的粒径；

b.适宜的微球尺寸，4～8μm最佳；

c.微球在液晶材料内均匀的分散性，不重叠或凝聚；

d.组分超纯的微球，不含碱金属否则会污染液晶材料；

e.较高的压缩强度和压缩弹性，因压力产生的变形小且可恢复；

f.与液晶匹配的热膨胀系数，否则温度变化时会发生微球移动。

2017年，中国大陆的液晶面板出货量达到全球的33％，产业规模约千亿美元，位居全球第一。作为一个LCD产业必不可少的部件，间隔物微球每年的市场容量为几千公斤，市场总值为几十亿元(不包括黑色、粘性和3D眼镜用间隔物)。此前该产品一直被日本积水、早川和触媒等少数日本企业寡占，连液晶屏产业发达的韩国和中国台湾地区也没有实现本土化。在我国密集布局液晶面板生产线的情况下，缺乏核心技术和原材料是制约中国LCD产业发展的主要问题，随着LCD行业竞争的加剧，行业的整体利润率将逐渐下滑，为降低成本，提升竞争力，掌握核心技术，实现国产化原材料是我国显示屏生产厂家必然的选择，否则将给我国平板显示产业的健康发展带来了隐患。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种硅碳氧陶瓷微珠及其制备方法、应用。

根据本发明的一个方面，提供了一种硅碳氧陶瓷微珠的制备方法，包括以下步骤：