[发明专利]二氧化锆基氧传感器用电极铂浆的制备及烧结方法

说明书

本发明公开了一种二氧化锆基氧传感器用电极铂浆的制备及烧结方法，包括以下步骤：将10～90％有机溶剂和10～90％粘结剂搅拌溶解制备得到有机载体，将0～30％金属氧化物或非金属氧化物、1～10％触变剂和60～99％铂粉超声分散制备得到混合粉体，将10～40％有机载体和60～90％混合粉体预混合制备得到浆料，对浆料进行研磨轧制和脱泡制备得到铂浆，将铂浆印刷在二氧化锆基氧传感器的电极面上进行烧结。本发明的有益之处在于：(1)将多工序分为一个一个独立的过程，实现了每道流程的工序控制；(2)混合时长短，减少了制备过程中溶剂的挥发；(3)制备得到的铂浆可重复性高，具有良好的印刷性能，与基体附着力强。

技术领域

本发明涉及电极铂浆的制备及烧结方法，具体涉及二氧化锆基氧传感器用电极铂浆的制备及烧结方法，属于铂电极技术领域。

背景技术

氧化锆基氧传感器广泛应用于汽车、化工、医疗等领域，源于氧化锆在650℃下能够部分电解产生移动氧离子，成为固态氧电解质。氧化锆基氧传感器需要有铂电极对其进行催化和实现电气连接。铂电极的优劣直接影响着氧化锆基氧传感器的响应特性。

目前，制备多孔铂电极的方法主要包括氯铂酸分解法、溅射法和铂浆法。这些工艺方法相比较而言，铂浆法可低成本制备出电极活性高的多孔铂电极。

但是，现有的铂浆制备方法较为繁琐且制备过程需连续，整个过程很难进行工序把控，导致很难保证浆料制备的可重复性，并且整个过程耗时较长，效率较低，甚至还会通过球磨等引入其他杂质。此外，制备得到的铂浆常常会存在因浆料分散性差导致印刷堵塞网板、有机物挥发不彻底等现象。这就要求对铂浆的制备及烧结工艺进行改良。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种二氧化锆基氧传感器用电极铂浆的制备及烧结方法，其中，制备方法不仅耗时缩短，而且还能减少制备过程中溶剂的挥发；最关键的是，能够实现每道流程的工序控制，从而更好地保证浆料制备的可重复性，保证批量制造过程中浆料性能参数一致性。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种二氧化锆基氧传感器用电极铂浆的制备及烧结方法，其特征在于，包括以下步骤：

Step1：将有机溶剂和粘结剂加入到乳化反应釜中，按质量百分比计，有机溶剂的用量占10～90％，余量为粘结剂，油浴温度设置为90℃，搅拌溶解，制备得到有机载体；

Step2：将金属氧化物或非金属氧化物、触变剂和铂粉加入到混料杯中，按粉体总质量百分比为100％计，金属氧化物或非金属氧化物的用量占0～30％、触变剂的用量占1～10％、铂粉的用量占60～99％，超声分散，制备得到均匀分散的混合粉体；

Step3：将前面制备得到的有机载体和混合粉体加入到混料机中，按质量百分比计，有机载体的用量占10～40％，余量为混合粉体，预混合，制备得到浆料；

Step4：待浆料温度降至室温后，将浆料铲入三辊机通道内，对浆料进行研磨轧制，待浆料的细度和黏度达到要求后，对浆料进行脱泡处理，制备得到铂浆；

Step5：将铂浆通过印刷网板印刷在二氧化锆基氧传感器的电极面上，于120℃红外烘箱内烘20min，然后升温至400～600℃并保温2～4h完成排胶工序，最后再升温至1300～1500℃并保温5～30min进行烧结。

优选的，在Step1中，所述有机溶剂为松油醇、乙二醇丁醚乙酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、乙醇和甲基乙基酮中的任意一种或多种的混合；所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素和邻苯二甲酸二乙酯中的任意一种或多种的混合。