[发明专利]一种用于纳米氧化锆陶瓷的分散粘结剂组合及其用途

说明书

本发明公开了一种用于纳米氧化锆陶瓷的分散粘结剂组合，其特征在于，包括：A组分，所述A组分为如式1所示的聚合物或如式2所示的聚合物当中的任意一种；B组分，所述B组分为如式3或式4或式5当中任意一种所示的含有脂肪酸酰胺的多羧基化合物；所述B组分的添加量为纳米氧化锆粉的用量的0.8‑5％，将所述A组分与所述B组分按量混合后进行分散粘接。本发明还公开了其用途。本发明所制备的纳米氧化锆陶瓷，能够将烧结密度提高6.03‑6.07到接近理论密度6.09，提供最佳的强度韧性同时具有出色的烧结过程中的低温收缩均匀性和高温下的形状保持，良品率大幅提高至95％以上。

技术领域

本发明涉及氧化锆陶瓷分散粘接领域，具体涉及一种用于纳米氧化锆陶瓷的分散粘结剂组合及其用途。

背景技术

无机陶瓷尤其是氧化锆陶瓷具有非常出色的力学和电学方面的性能，在现在工业和人们的生活中得到了广泛的应用。与金属相比，氧化锆陶瓷的耐磨性更好，且表面光洁，质感好，不氧化等优点，应用于手表的表链和一些高档背包的装饰品；将氧化锆粉与贵金属合金粉末混合烧制，并经过数道精密严格的工序和多次机器打磨抛光，可能最终融入珠宝设计中。这类陶瓷不仅轻盈耐磨，还具有抗敏感的特性，佩戴舒适。这些陶瓷饰品是通过氧化锆粉成型进行烧结而成，由于终端用途对精密度的要求不高，所以对陶瓷烧结的力学性能和成型密度没有比较高的要求。

而用于一些需要精密度高的领域如汽车、飞机等机械设备需要热传导系数小和耐磨性非常优异的领域，对陶瓷烧结过程中的成型具有比较高的要求，不仅仅对氧化锆陶瓷本身所需要的氧化锆粉的要求比较高，对进行成型和烧结过程中的粘接成型剂和其他种类的助剂都具有更高的要求，需要能够达到成型均匀，烧结过程中形状保持，收缩成型均一的效果。

氧化锆陶瓷的无信号屏蔽、耐摔耐磨耐折，高强度、高韧性、耐腐蚀、耐磨损这些优异的性能可以很好的满足在电子领域和广电通讯领域的性能要求，尤其是无信号屏蔽的功能在进入5G时代具有更佳的性能优势。这是由于5G的频段更高，波长更短，在2G，3G，4G所使用的金属的通讯设备都会对5G信号产生更大屏蔽和干扰，造成信号变得更差的现象。尤其是在手机和信息通讯设备日益重要的现在社会，在4G的阶段普遍采用的增加边界塑料组件的方式来保证信号的畅通，但是5G的频段更高，造成信号会进一步变差，比较合适的方式是使用玻璃这种不会频段产生干扰的材料，但是玻璃易碎，抗性比较差，无法达到高强度和高使用寿命的要求，也容易造成通讯设备的毁坏。氧化锆陶瓷是一个理想的选择，不影响信号，有具有极高的硬度和强度，通过对氧化锆的组分进行改性，目前也能达到比较出色的韧性。

但是使用氧化锆陶瓷有一个难以解决的问题，氧化锆成型需要进行分散，研磨，干燥，成型和烧结，尤其是在烧结阶段，很容易造成烧结密度过低而形成的废品，另外氧化锆陶瓷需要使用粘结剂保证在烧结过程中的形状的保持，也容易造成烧结收缩不均匀而形成的原件的变形，所以目前使用氧化锆陶瓷的制备精密和薄层的原件良品率非常低，通常低于50％。造成了严重的浪费和高昂的成本。

专利CN102070336公开了一种氧化锆陶瓷的制备方法，通过使用含有N，N-二甲基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酸铵、甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酰胺中的一种作为预混液单体，然后使用N，N-亚甲基双丙烯酰胺作为为交联剂，然后再使用磷酸盐或者聚丙烯酸盐的分散剂，通过引发剂进行引发，再注入磨具中，加热得到干胚，之后再烧结形成陶瓷。此文献中使用了这种水溶性单体再自由基引发预交联的方式制备胚体，引发后的形成的胚体里面含有比较多的水，在烧结过程中会产生比较的收缩，无法进行比较薄和比较精细的胚体和陶瓷件的制备。根据本发明作者大量的实验的数据，发现使用含有丙烯酰胺类的单体，由于在氧化锆表面性能的保护层的硬度太大，在应用于等静压方式进行胚体制备后，烧结后的密度都比较低，往往低于5.9以下。