[發明專利]一種制備介質濾波器陶瓷制品用的注射成型粘結劑及其應用

有效

• 申請號: 202010438179.4
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111606722B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 劉子峰;陳曉敏;王文利;王娜娜;叢濤;賀琰
• 申請（專利權）人: 蘇州瑞瑪精密工業股份有限公司
• 主分類號: C04B35/634
• 分類號: C04B35/634;C04B35/632;C04B35/626;C04B35/638;C04B35/64;C04B35/465
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 向亞蘭

本發明公開了一種制備介質濾波器陶瓷制品用的注射成型粘結劑及其應用，包括樹脂組分，樹脂組分包括投料質量比為5?12∶1∶0.4?2∶1?3的聚甲醛、非極性聚合物、聚丙烯酸樹脂和乙烯?醋酸乙烯酯共聚物；以質量百分含量計，聚甲醛占粘結劑的50?60%；及由前述粘結劑與陶瓷粉末混合制成的制備介質濾波器陶瓷制品用的喂料混合物；及采用前述喂料混合物擠出造粒制成的制備介質濾波器陶瓷制品用的顆粒物；及采用前述顆粒物制成的介質濾波器陶瓷制品，尤其是5G介質陶瓷濾波器；本發明能夠有效改善喂料的流動性，提升亞微米陶瓷粉末的固含量，脫脂效率高且速度快，尤其適用于大尺寸、復雜陶瓷制品例如5G介質陶瓷濾波器的制備。

技術領域

本發明屬于功能陶瓷材料領域，尤其是功能陶瓷在電子元器件領域的應用，主要采用注射成型的方式制備近凈尺寸濾波器陶瓷制品，具體涉及一種制備介質濾波器陶瓷制品用的注射成型粘結劑及其應用。

背景技術

功能陶瓷制品在制備工藝上，最常采用的是干壓成型方式，該方式首先是將造粒粉放入模腔中，采用上下加壓的方式，將粉體壓制成需要的形狀，受限于加壓方式，這種工藝只能成型形狀簡單的制品，對于形狀復雜的制品，成型難度大，甚至難以成形，只能通過二次加工的方式保證產品結構和精度，會顯著增加制造成本。并且干壓成型的上下加壓方式，成型時坯體內部存在壓力分布不均勻，致密度不均勻，導致燒結后制品收縮不均勻，存在變形，影響良率，因此這種成型工藝不適用于批量生產高精度要求的陶瓷制品。

隨著5G技術的發展，功能陶瓷在電子元器件和通訊領域的應用和需求越來越多，對制品的結構要求也越來越復雜，尤其是在制備5G介質陶瓷濾波器產品這類產品結構中，會存在諸多孔、槽、臺階和微孔等復雜結構，且對陶瓷制品的尺寸精度和性能要求也越來越高，尤其是基站上使用的介質陶瓷濾波器，采用上述傳統的干壓成型方式已不能滿足目前的產品要求，需開發一種陶瓷制品的近凈尺寸制備技術，陶瓷粉末注射成型技術是解決這個問題的較為理想的工藝技術，其中陶瓷粉末注塑成型所用的粘結劑體系是較為關鍵的技術之一，其能夠在一定程度上決定著陶瓷制品的性能好壞。

目前，陶瓷粉末注塑成型所用的粘結劑體系應用較多的主要為蠟基粘結劑體系，通常體系中含有至少30％以上的低分子蠟類成分，其他還有高分子樹脂骨架成分和少量的分散劑成分。在與粉末混合、注射成型后，需通過溶劑脫脂方式，將蠟類成分進行溶解脫除，再進行熱脫脂去除剩余的有機成分。這種粘結劑體系的喂料流動性好，但存在如下缺點：1)粘結劑與粉末的結合較差，在注射成型時，容易產生注塑缺陷如熔接紋，鼓泡等，影響燒成后制品的性能；尤其是在制作大尺寸，壁厚的產品時，注塑缺陷越發明顯和不可消除；2)采用溶劑脫脂，脫脂效率低，一般需要2～3天的時間才能脫出大部分蠟類，并且采用的有機溶劑不環保；3)生坯在有機溶劑中長時間浸泡，容易產生溶脹引起生坯變形，甚至開裂。因此該粘結劑體系不能很好地匹配到大尺寸，復雜陶瓷制品的制備。

另一種應用較少的制備陶瓷制品用的粘結劑體系為直接熱脫脂類型，粘結劑配方中會綜合多種極性、非極性長鏈狀有機樹脂成分，蠟類成分含量較低，這些樹脂的熔融指數一般較高，熔點較低，制成的喂料流動性好，成型后的生坯強度高，可直接進行熱脫脂，熱脫脂時，不同有機樹脂的分解溫度不同，能夠分階段排除。這種工藝適用于小尺寸制品，由于采用直接熱脫脂的方式排除粘結劑，熱脫脂時間一般較長，在3天以上，對于大尺寸壁厚產品，粘結劑較難排出，工藝時間長，不適合大批量生產。例如中國專利CN 109748592A，其公開的一種采用加熱脫脂的粘結劑，其組成及重量份含量如下：丙烯酸1-50份；聚氨酯1-10份；甲基丙烯酸甲酯1-50份；丁二烯1-10份；苯乙烯1-50份；松香油脂1-50份；石蠟1-30份；微晶蠟1-30份；硬脂酸1-30份；油酸1-30份。此專利需要加熱維持56-96個小時才能排出有機物，耗時長且存在加熱時間過長引起的開裂現象。