CN1072699A

CN1072699A - 一种新型功能涂层

Info

Publication number: CN1072699A
Application number: CN 91110873
Authority: CN
Inventors: 尹维平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-11-22
Filing date: 1991-11-22
Publication date: 1993-06-02

Abstract

一种新型功能涂层，由银、氧化铅、氧化磷、氧化硼、氧化硅、氧化铜(或氧化钴)所组成。采用喷涂、刷涂、丝网印刷等厚膜工艺，制备在金属或非金属底材表面用作导电涂层、抗静电涂层、导电电极、电接触涂层、局部表面焊点、PTC热敏元件电极等。上述的涂层，电极或焊点都可以直接焊锡。本项发明具有耐温、耐湿、不老化、与底材结合牢固、导电性极好、涂层表面可直接焊锡等优点，是一种应用广泛的功能涂层。

Description

本项发明属于掺合型无机导电涂层，涂层表面可以焊锡。

迄今人们常用的导电涂层分为二大类：（1）掺合型导电涂层;（2）本征型导电涂层。掺合型导电涂层大多采用有机高分子树脂为粘合剂，粘合剂本身不导电，掺入导电粉末材料，靠导电粉末颗粒之间的相互搭接而形成微观网络式导电通道。掺合型导电涂层存在的主要缺点：粘合剂是有机高分子树脂，吸湿率高、涂层导电性不稳定、耐温性能差、易热老化。本征型导电涂层不需要掺入导电粉末材料，而是靠高分子树脂本身所具有的导电性。但这种导电高分子树脂的合成难度极大，工艺很复杂，成本太高，而且本征型高分子导电涂层的膜电阻一般在兆欧以上，在耐温、耐湿、耐老化等方面还存在严重的问题。上述两类导电涂层的表面都不能焊锡，由于存在上述缺点，极大地限制了有机高分子树脂为粘合剂的两类导电涂层的推广应用。

本项发明的目的在于提出一种新型功能涂层，即掺合型无机导电涂层，它克服了现有的两类有机高分子树脂导电涂层的缺陷，它是在导电粉末材料中加入含有多种氧化物的无机粘合剂，经烧结使导电粉末颗粒相互搭接而形成微观网络式导电通道来实现的。

本项发明的组份是：银（Ag）、氧化磷（P₂O₅）、氧化铅（PbO）、氧化硼（B₂O₃）、氧化硅（SiO₂）和氧化铜（CuO）（或氧化钴CoO）。其组份重量百分含量为：银（Ag）97.1%-99.0%、氧化磷（P₂O₅）0.1%-0.5%、氧化铅（PbO）1.0%-2.0%、氧化硼（B₂O₃）0.2%-0.4%、氧化硅（SiO₂）0.1%-0.3%和氧化铜（CuO）（或氧化钴CoO）0.01%-0.05%。其中银是金属导电填料和锡焊填料，氧化铅、氧化磷、氧化硼、氧化硅、氧化铜（或氧化钴）经高温烧熔，球磨过筛制成粉末无机粘合剂，其作用是在导电涂层烘干、烧结过程中软化流动并与银浸润粘合而烧结成与底材结合牢固的导电涂层。

本项发明的制备方法：根据组份重量百分含量称取氧化铅、氧化磷、氧化硼、氧化硅、氧化铜（或氧化钴）混均后于高温下烧熔，烧熔温度为750℃-1250℃，烧熔时间为15分钟-75分钟。烧熔好的料块经40-55小时球磨，过300目标准筛，制成粉末无机粘合剂，尔后，根据组份重量百分含量称取银粉与制成的粉末无机粘合剂混匀，加入适量松油醇，调制成粘度适当的浆料，采用喷涂、刷涂、刮涂、浸涂或丝印等厚膜工艺，在经预处理的底材表面制膜，尔后，于150℃-200℃下烘干8-20分钟于450℃-620℃下烧结7-30分钟，即可制成高性能的导电涂层。无机粘合剂的组份可以直接采用组份重量百分含量中给出的氧化物，也可以用化学当量的其他化合物为原料，其中氧化铅（PbO）可以用化学当量的PbO₂、PbCO3.2Pb（OH）₂或Pb₃O₄为原料，氧化硼（B₂O₃）可以用化学当量的H₃BO₃为原料，氧化硅（SiO₂）可以用纯度在98.5%以上的石英砂为原料，氧化磷（P₂O₅）可用化学当量的Ca₃（PO₄）₂或Mg₃（PO₄）₂为原料，氧化铜（CuO）可用化学当量Cu₂O或CuCO₃为原料，氧化钴（CoO）可用化学当量的Co₂O₃为原料。导电涂层中的银粉，其颗粒直径为4μ-60μ，纯度为95%-99.5%，也可以用氧化银（Ag₂O）或碳酸银（Ag₂CO₃）作为银的原料。松油醇是用来调整浆料粘度的稀释剂。在烘干、烧结过程中，稀释剂完全挥发干净，稀释剂的加入量（重量%）为25%-65%，以浆料粘度适于采用厚膜工艺制膜为准，可选用的稀释剂还有：甘油、丙二醇、二丁脂、松节油、樟脑油、食用油、润滑油等，可以任选其中一种，也可以混合使用。本项发明可以直接涂制在金属或非金属底材表面，永不脱落。导电涂层表面可以直接焊锡，采用锡焊工艺进行导电连接十分方便。

本项发明的技术参数：

涂层方块导电：≤0.0001Ω/□;

长期耐温：400℃;

短期耐温：500℃;

耐湿：≥95%;

膜厚：0.05mm-0.60mm;

牢固度（划格法）：100%;

可焊锡性：100%

本项发明的用途：

①：制备高导电涂层，特别适于制备耐温高导电涂层;

②：制备防静电涂层;

③：制备各种厚膜导电电极;

④ 制备电接触涂层;

⑤ 制备局部表面焊点;

⑥ 制备PTC热敏元件电极;

用本项发明制备的导电涂层、电极或焊点都可以直接焊锡。

本项发明与现有技术相比较具有的显著优点：

①全部基础材料均属非金属无机材料，无老化现象。

②经烧结，无机粘合剂不仅可以成膜而且与底材烧结成一体，形成牢固的合金化的结合，只能采用化学腐蚀或机械抛光方法才能将涂层从底材表面去除。

③吸湿率低（≤0.1%），比一般有机高分子树脂导电涂层吸湿率低一个数量级以上。

④耐温性能高于一般有机高分子树脂导电涂层，长期耐温可达400℃，短期耐温可达500℃。

⑤本项发明的表面可以直接焊锡。

⑥导电性极好，大电流负荷能力强。

以下结合附图对本项发明作进一步详细描述。

附图1-本项发明结构原理示意图

1-无机导电涂层;

2-底材;

3-焊锡层。

附图2-管状电阻元件

4-电阻涂层;

5-无机导电涂层，用作电极可以直接焊锡;

6-管状底材（玻璃或陶瓷）。

附图3-本项发明工艺流程图

实施例：（以制料1公斤为例）

称取17.7克氧化铅（PbO）、1.5克氧化磷（P₂O₅）、3.6克氧化硼（B₂O₃）、1.5克氧化硅（SiO₂）、0.1克氧化铜（CuO）混均后于950℃下烧熔35分钟，制成料块，经55小时球磨，过300目标准筛，制成粉末无机粘合剂。再称取975.6克银粉与制成的无机粘合剂混均匀，加入700克松油醇调制成浆料，采用喷涂或刷涂工艺在金属或非金属底材表面制膜，于170℃下烘干14分钟，于515℃下烧结11分钟，即可制成无机导电涂层。

Claims

1、一种新型功能涂层，其特征是含有(重量%)：

银(Ag) 97.1%-99.0%；

氧化铅(PbO) 1.0%-2.0%；

氧化磷(P2O5) 0.1%-0.5%；

氧化硼(B2O3) 0.2%-0.4%；

氧化硅(SiO2) 0.1%-0.3%；

氧化铜(CuO)(或氧化钴CoO) 0.01%-0.05%

2、根据权力要求1所述的功能涂层，其特征是银的原料可采用银粉或氧化银（Ag₂O）或碳酸银（Ag₂CO₃）。

3、根据权力要求1所述的功能涂层的制备方法，其特征是将氧化铅、氧化磷、氧化硼、氧化硅、氧化铜（或氧化钴）混匀并烧熔制成料块，经球磨过筛后制成粉末无机粘合剂。然后加入适量的银和稀释剂调制成粘度适当的浆料，采用喷涂、刷涂、刮涂、浸涂、丝网印刷等厚膜工艺制膜，然后烘干，烧结即成。

4、根据权力要求3所述的制备方法，其特征是烧熔温度为750℃-1250℃，烧熔时间为15分钟-75分钟。

5、根据权力要求3所述的制备方法，其特征是烧结温度450℃-620℃，烧结时间为7-30分钟。

6、根据权力要求1所述的功能涂层，其特征是涂层膜厚为0.05-0.60mm。

7、根据权力要求3所述的稀释剂，其特征是可以用松油醇、甘油、丙二醇、二丁脂、松节油、樟脑油、食用油和润滑油作为稀释剂，可以任选其中一种，也可以混合使用。