專利名稱：一種無鉛銀電極漿料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無鉛銀電極漿料及其制備方法，特別涉及一種可作為在 玻璃或陶瓷基體上的導(dǎo)電電極的無鉛銀電極漿料及其制備方法。
背景技術(shù)：
銀電極漿料由超細銀粉、玻璃粘結(jié)劑、有機粘結(jié)劑和添加劑等原料配制 加工而成。超細銀粉在電極中起導(dǎo)電作用；玻璃粘結(jié)劑在燒結(jié)時熔化，將金 屬導(dǎo)電粉附著在基體表面，形成均勻的導(dǎo)電膜，導(dǎo)電膜的厚度為10 12"m; 有機載體起分散作用，同時使?jié){料具有一定流動性、觸變性等，使?jié){料呈一 種比較穩(wěn)定的懸浮體，可以較長時間放置而不產(chǎn)生沉淀；添加劑的作用是改 善燒結(jié)后導(dǎo)電膜層的附著力、表面形貌和結(jié)構(gòu)。
目前所用銀電極漿料中的玻璃粘結(jié)劑是一種硼一硅一鉛玻璃料，這種玻 璃料具有熔點較低、高溫熔化時流動性好、與基體材料的浸潤性好等特點。 但該材料含有很大比例的鉛，鉛含量在玻璃成分中通常都超過了50%以上。 因此，這種漿料的使用對環(huán)境造成了較大的污染。
目前，全世界都在尋找一種新的玻璃料來代替硼一硅一鉛玻璃料。但普 通無鉛玻璃料的熔點一般較高，與陶瓷的浸潤性不好，使電極的附著力很小。 因此，要找到一種適合于陶瓷基體上燒結(jié)的無鉛銀電極漿料是一個急需要解 決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是要提供一種無鉛銀電極漿料，該漿料能在85(TC下進 行燒結(jié)，并具有很好的附著力和優(yōu)良的電氣性能。該無鉛銀電極漿料也可通 過玻璃料的配方調(diào)節(jié)，得到60(TC 85(TC范圍內(nèi)燒結(jié)的電極漿料。
本發(fā)明的技術(shù)方案為
一種無鉛銀電極漿料，其特征在于所述漿料的重量配比如下 超細銀粉 60 75重量份；
無鉛玻璃粘結(jié)劑 2 10重量份；氧化物 2 5 重量份；
有機粘結(jié)劑 10 30重量份。
所述無鉛玻璃粘結(jié)劑的重量配比分別為:
Si02 5 15重量份；
B20:i 5 15重量份；
B"O., 50 80重量份；
A120.( 1 8重量份；
ZnO 4 8重量份；
Zr02 1 2重量份。
所述氧化物為Bi203。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述超細銀粉為球形和多晶枝狀，平 均粒徑為O. 4um，松裝密度為l. lg/cm3。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述有機粘結(jié)劑包括2 15重量份的有 機樹脂和50 90重量份的有機溶劑。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述有機樹脂選用乙基纖維素、聚乙 烯醇縮丁醛、松香、硝酸纖維素中的一種或幾種；所述有機溶劑選用松節(jié)油、 松油醇、蓖麻油、鄰苯二甲酸二丁脂、環(huán)己酮、壬基酚聚氧乙烯醚中的一種 或幾種。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述無鉛銀電極漿料的制備方法。
本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案達到的
一種無鉛銀電極漿料的制造方法，其步驟如下
1)無鉛玻璃粘結(jié)劑的配制
無鉛玻璃粘結(jié)劑的配比為
Si02 5 15重量份；
B203 5 15重量份；
Bi203 50 80重量份;
A120:, 1 8重量份；
ZnO 4 8重量份；
Zr02 1 2重量份。將上述原料按重量比進行稱料，經(jīng)研磨混合均勻后放置于鉑金坩堝中，
在馬弗爐中加熱至1100 150(TC，保溫時間30 60min，將熔化的玻璃淬火處 理得到細小的玻璃顆粒，對玻璃顆粒進行球磨粉碎，使其粒徑達到〈10um;
2) 有機粘結(jié)劑的配制
將有機樹脂2 15重量份、有機溶劑50 90重量份進行稱重，攪拌混合均 勻，然后將混合物加熱至80 10(TC，直至樹脂溶解；然后在500 800目的濾 網(wǎng)上過濾除雜，得到有機粘結(jié)劑；
3) 漿料的配制
按超細銀粉60 75重量份，無鉛玻璃粘結(jié)劑2 10重量份，氧化物2 5重 量份進行稱量，經(jīng)混料器混合均勻后，與稱量好的有機粘結(jié)劑10 30重量份 在攪拌器中充分攪拌分散均勻后，置于三輥研磨機上混軋，得到均勻分散的 漿料，漿料的細度〈10ym，粘度IOO Pa. s 300Pa. s。
本發(fā)明的無鉛銀電極漿料可作為在玻璃或陶瓷基體上的導(dǎo)電電極通過刷 涂或絲網(wǎng)印刷工藝，使?jié){料均勻地附著在基體的表面，通過烘干、燒結(jié)等工 藝，在陶瓷基體的表面形成優(yōu)良的電極層，表現(xiàn)出優(yōu)良的導(dǎo)電性能。
有益效果
由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明的優(yōu)點在于
本發(fā)明用的硅一硼一鉍系無鉛玻璃料，完全能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有鉛玻璃料，
這種新玻璃料能在60(TC燒結(jié)下熔化并有較好的流動性，而且能夠與陶瓷基體
很好的潤濕，性能表現(xiàn)穩(wěn)定，電氣性能好。
本發(fā)明還通過一定的制造工藝和配方設(shè)計，制造出了一種性能優(yōu)良、工 藝性能好的無鉛銀電極漿料。
具體優(yōu)點如下
1) 通過選用硅一硼一鉍系無鉛玻璃料作為無機粘結(jié)劑，實現(xiàn)了銀電極漿料的 無鉛化。同時確保了玻璃料的化學(xué)穩(wěn)定性、附著力及優(yōu)良的電氣性能。
2) 選擇合適的有機粘結(jié)劑，使?jié){料體系具有很好的工藝性，完全滿足生產(chǎn)的 工藝要求。
3) 漿料中添加了金屬氧化物，改善了燒結(jié)后電極層的附著力、可焊性、電氣性能。4)銀電極燒結(jié)層具有較小的電阻。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。 實施例l
一種無鉛銀電極漿料(100g)，其生產(chǎn)工藝如下
1. 無鉛玻璃粘結(jié)劑配方(配制100g) : Si02 10g， BA llg， Bi20:! 66g， AlA 7g， ZnO 4. 5g， Zr02 1. 5g。
2. 玻璃熔制及球磨工藝按上述重量稱料，在研磨罐中研磨混合10min， 放置于鉑金坩堝中，在馬弗爐中加熱至130(TC，保溫時間60min，在高純水中 淬火得到細小的玻璃顆粒，玻璃顆粒用星型球磨機進行粉碎8h，平均粒徑小 于IO u m。
3. 超細銀粉形貌為球形和片狀，平均粒徑為0.4iim，松裝密度為 1. lg/cm'1。
4. 有機粘結(jié)劑的配制(配制100g)
按乙基纖維素10g，松油醇70g，蓖麻油15g，環(huán)己酮5g進行稱量，攪拌混 合均勻，然后將混合物加熱至8(TC，直至樹脂溶解，在500目的濾網(wǎng)上過濾除 雜，得到有機粘結(jié)劑。
5. 漿料的配制
按超細銀粉72g，無鉛玻璃料5g， Bi20:i5g，有機粘結(jié)劑18g，在容器中充 分攪拌分散均勻后放置于瑪瑙碾缽中研磨30min。
6. 漿料性能
細度<10um
粘度150 180 Pa. s (25°C)
附著力〉40N/2X2mm2
方阻〈3 6m歐姆/平方米/密耳(Q/口)
燒結(jié)溫度600°C。
實施例2
一種無鉛銀電極漿料(100g)，其生產(chǎn)工藝如下1. 無鉛玻璃料配方(配制100g) : Si0s 10g， 13g， Bi20.s 64g， A1203 6g， ZnO 5g， Zr02 2g。
2. 玻璃熔制及球磨工藝按上述重量稱料，在研磨罐中研磨混合10min， 放置于鉑金坩堝中，在馬弗爐中加熱至150(TC，保溫時間30min，在高純水中 淬火得到細小的玻璃顆粒，玻璃顆粒用行星球磨機進行粉碎4h，粒徑小于 10 y m。
3. 超細銀粉選用形貌為球形和片狀，平均粒徑為0.4iim，松裝密度為 1. 1g/cm3。
4. 有機粘結(jié)劑的配制(配制100g)
按聚乙烯醇縮丁醛15g，松節(jié)油60g，蓖麻油15g，鄰苯二甲酸二丁酯10g 進行稱量，攪拌混合均勻，然后將混合物加熱至10(TC，直至樹脂溶解，在500 目的濾網(wǎng)上過濾除雜，得到有機粘結(jié)劑。
5. 漿料的配制
按超細銀粉75g，無鉛玻璃料4g， Bi20:i4g，有機粘結(jié)劑17g，在容器中充 分攪拌分散均勻后放置于瑪瑙碾缽中研磨30min。
6. 漿料性能
細度<10Mm
粘度180 200 Pa. s (25°C )
附著力〉40N/2X2mm2
方阻〈2 3m歐姆/平方米/密耳(Q/口)
燒結(jié)溫度850°C。
實施例3
一種無鉛銀電極漿料(100g)，其生產(chǎn)工藝如下
1. 無鉛玻璃料配方(配制100g): Si02 5g，BA 15g，Bi203 67g， A1203 8g， ZnO 4g， Zr02 lg。
2. 玻璃熔制及球磨工藝按上述重量稱料，在研磨罐中研磨混合10min， 放置于鉑金坩堝中，在馬弗爐中加熱至150(TC，保溫時間30min，在高純水中 淬火得到細小的玻璃顆粒，玻璃顆粒用行星球磨機進行粉碎4h，粒徑小于IOU m。
3. 超細銀粉選用形貌為球形和片狀，平均粒徑為0.4ym，松裝密度為 1. lg/cm.!。
4. 有機粘結(jié)劑的配制(配制60g)
按硝酸纖維素lg，松香lg，松節(jié)油38g，蓖麻油10g，壬基酚聚氧乙烯醚 10g進行稱量，攪拌混合均勻，然后將混合物加熱至9(TC，直至樹脂溶解，在 800目的濾網(wǎng)上過濾除雜，得到有機粘結(jié)劑。
5. 漿料的配制
按超細銀粉60g，無鉛玻璃料10g， Bi20:( 5g，有機粘結(jié)劑25g,在容器中 充分攪拌分散均勻后放置于瑪瑙碾缽中研磨30min。
6. 漿料性能
細度〈10um
粘度280 300 Pa. s (25°C )
附著力>40N/2X2mm2
方阻〈4 6m歐姆/平方米/密耳(Q/口)
燒結(jié)溫度80(TC。
實施例4
一種無鉛銀電極漿料(100g)，其生產(chǎn)工藝如下
1. 無鉛玻璃料配方(配制80g): Si02 15g， B20, 5g， Bi203 50g， A1A 4g， ZnO 4g， Zr02 2g。
2. 玻璃熔制及球磨工藝按上述重量稱料，在研磨罐中研磨混合10min， 放置于鉑金坩堝中，在馬弗爐中加熱至110(TC，保溫時間60min，在高純水中 淬火得到細小的玻璃顆粒，玻璃顆粒用行星球磨機進行粉碎4h，粒徑小于 lOu m。
3. 超細銀粉選用形貌為球形和片狀，平均粒徑為0.4ixm，松裝密度為 1. lg/cm、
4. 有機粘結(jié)劑的配制(配制80g)
按乙基纖維素4g，聚乙烯醇縮丁醛2g，松香2g，松節(jié)油50g，鄰苯二甲酸二丁酯15g，壬基酚聚氧乙烯醚7g進行稱量，攪拌混合均勻，然后將混合物加
熱至85'C，直至樹脂溶解，在600目的濾網(wǎng)上過濾除雜，得到有機粘結(jié)劑。
5. 漿料的配制
按超細銀粉66g，無鉛玻璃料2g， Bi20:, 2g，有機粘結(jié)劑30g，在容器中充 分攪拌分散均勻后放置于瑪瑙碾缽中研磨30min。
6. 漿料性能
細度〈lOtim
粘度100 120 Pa. s (25°C )
附著力〉40N/2X2mm2
方阻〈2 3m歐姆/平方米/密耳(Q/口)
燒結(jié)溫度650°C。
實施例5
一種無鉛銀電極漿料(100g)，其生產(chǎn)工藝如下
1. 無鉛玻璃料配方(配制100g) : Si02 5g， B20, 5g， BiA 80g， Al20:i lg， ZnO 8g， Zr02 lg。
2. 玻璃熔制及球磨工藝按上述重量稱料，在研磨罐中研磨混合10rain， 放置于鉑金坩堝中，在馬弗爐中加熱至120(TC，保溫時間40min，在高純水中 淬火得到細小的玻璃顆粒，玻璃顆粒用行星球磨機進行粉碎4h，粒徑小于 10ti m。
3. 超細銀粉選用形貌為球形和片狀，平均粒徑為0.4um，松裝密度為 1. lg/cm'!。
4. 有機粘結(jié)劑的配制(配制60g)
按硝酸纖維素5g，松香5g，松節(jié)油40g，環(huán)己酮10g，進行稱量，攪拌混 合均勻，然后將混合物加熱至90。C，直至樹脂溶解，在500目的濾網(wǎng)上過濾除 雜，得到有機粘結(jié)劑。
5. 漿料的配制
按超細銀粉75g，無鉛玻璃料10g， Bi203 5g，有機粘結(jié)劑10g，在容器中 充分攪拌分散均勻后放置于瑪瑙碾缽中研磨30min。6.漿料性能
細度<10um
粘度200 220 Pa. s (25°C )
附著力>40N/2X2mm2
方阻〈2 3m歐姆/平方米/密耳(Q/口)
燒結(jié)溫度60(TC。
權(quán)利要求
1、一種無鉛銀電極漿料，其特征在于所述漿料的重量配比如下超細銀粉 60～75重量份；無鉛玻璃粘結(jié)劑2～10重量份；氧化物2～5重量份；有機粘結(jié)劑10～30重量份；所述無鉛玻璃粘結(jié)劑的重量配比分別為SiO2 5～15重量份；B2O3 5～15重量份；Bi2O350～80重量份；Al2O31～8重量份；ZnO 4～8重量份；ZrO2 1～2重量份；所述氧化物為Bi2O3。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的無鉛銀電極漿料 細銀粉為球形和多晶枝狀，平均粒徑為O. 4um，
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無鉛銀電極漿料 機粘結(jié)劑包括2 15重量份的有機樹脂和50 90重量份的有機溶劑。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無鉛銀電極漿料，其特征在于所述有 機樹脂選用乙基纖維素、聚乙烯醇縮丁醛、松香、硝酸纖維素中的一 種或幾種；所述有機溶劑選用松節(jié)油、松油醇、蓖麻油、鄰苯二甲酸 二丁脂、環(huán)己酮、壬基酚聚氧乙烯醚中的一種或幾種。
5、 一種無鉛銀電極漿料的制造方法，其步驟如下 1)無鉛玻璃粘結(jié)劑的配制 無鉛玻璃粘結(jié)劑的配比為其特征在于所述超 松裝密度為l. lg/cm3。其特征在于所述有Si02 B2035 15重量份: 5 15重量份:BiA 50 80重量份；A1203 1 8重量份；ZnO 4 8重量份；Zr02 1 2重量份。將上述原料按重量比進行稱料，經(jīng)研磨混合均勻后放置于鉬金坩 堝中，在馬弗爐中加熱至1100 150(TC，保溫時間30 60min，將熔化 的玻璃淬火處理得到細小的玻璃顆粒，對玻璃顆粒進行球磨粉碎，使 其粒徑達到〈10u m;2) 有機粘結(jié)劑的配制將有機樹脂2 15重量份、有機溶劑50 90重量份進行稱重，攪拌 混合均勻，然后將混合物加熱至80 10(TC，直至樹脂溶解；然后在 500 800目的濾網(wǎng)上過濾除雜，得到有機粘結(jié)劑；3) 漿料的配制按超細銀粉60 75重量份，無鉛玻璃粘結(jié)劑2 10重量份，氧化物 2 5重量份進行稱量，經(jīng)混料器混合均勻后，與稱量好的有機粘結(jié)劑 10 30重量份在攪拌器中充分攪拌分散均勻后，置于三輥研磨機上混 軋，得到均勻分散的漿料，漿料的細度〈10um，粘度IOO Pa.s 300Pa. s。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無鉛銀電極漿料及其制備方法，其特征在于所述漿料的重量配比如下超細銀粉60～75重量份；無鉛玻璃粘結(jié)劑2～10重量份；氧化物2～5重量份；有機粘結(jié)劑10～30重量份。本發(fā)明的無鉛銀電極漿料，完全能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有鉛玻璃料，這種無鉛銀電極漿料能在600℃燒結(jié)下熔化并有較好的流動性，而且能夠與陶瓷基體很好的潤濕，性能表現(xiàn)穩(wěn)定，電氣性能好。
文檔編號H01B13/00GK101609724SQ20081011533
公開日2009年12月23日 申請日期2008年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日
發(fā)明者聰 吳, 曦 張, 李茂良, 梁敬博, 昕 賀, 嶠 陳, 斐 陳 申請人:北京有色金屬研究總院;有研億金新材料股份有限公司