一种制备介质滤波器陶瓷制品用的注射成型粘结剂及其应用

文档序号:1196502 发布日期:2020-09-01 浏览:38次 >En<

阅读说明:本技术 一种制备介质滤波器陶瓷制品用的注射成型粘结剂及其应用 (Injection molding binder for preparing dielectric filter ceramic product and application thereof ) 是由 刘子峰 陈晓敏 王文利 王娜娜 丛涛 贺琰 于 2020-05-21 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种制备介质滤波器陶瓷制品用的注射成型粘结剂及其应用,包括树脂组分,树脂组分包括投料质量比为5-12∶1∶0.4-2∶1-3的聚甲醛、非极性聚合物、聚丙烯酸树脂和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物;以质量百分含量计,聚甲醛占粘结剂的50-60%;及由前述粘结剂与陶瓷粉末混合制成的制备介质滤波器陶瓷制品用的喂料混合物;及采用前述喂料混合物挤出造粒制成的制备介质滤波器陶瓷制品用的颗粒物;及采用前述颗粒物制成的介质滤波器陶瓷制品,尤其是5G介质陶瓷滤波器;本发明能够有效改善喂料的流动性,提升亚微米陶瓷粉末的固含量,脱脂效率高且速度快,尤其适用于大尺寸、复杂陶瓷制品例如5G介质陶瓷滤波器的制备。(The invention discloses an injection molding adhesive for preparing a dielectric filter ceramic product and application thereof, wherein the adhesive comprises resin components, wherein the resin components comprise polyformaldehyde, a nonpolar polymer, polyacrylic resin and an ethylene-vinyl acetate copolymer, wherein the feeding mass ratio of the polyformaldehyde to the nonpolar polymer to the polypropylene resin is 5-12: 1: 0.4-2: 1-3; the polyformaldehyde accounts for 50-60% of the binder by mass percentage; and a feeding mixture for preparing the ceramic product of the dielectric filter, which is prepared by mixing the binder and the ceramic powder; and the particles for preparing the ceramic product of the dielectric filter are prepared by adopting the extrusion granulation of the feeding mixture; and a dielectric filter ceramic product made of the particles, especially a 5G dielectric ceramic filter; the invention can effectively improve the fluidity of the feed, improves the solid content of the submicron ceramic powder, has high degreasing efficiency and high speed, and is particularly suitable for preparing large-size and complex ceramic products such as 5G dielectric ceramic filters.)

一种制备介质滤波器陶瓷制品用的注射成型粘结剂及其应用

技术领域

本发明属于功能陶瓷材料领域,尤其是功能陶瓷在电子元器件领域的应用,主要采用注射成型的方式制备近净尺寸滤波器陶瓷制品,具体涉及一种制备介质滤波器陶瓷制品用的注射成型粘结剂及其应用。

背景技术

功能陶瓷制品在制备工艺上,最常采用的是干压成型方式,该方式首先是将造粒粉放入模腔中,采用上下加压的方式,将粉体压制成需要的形状,受限于加压方式,这种工艺只能成型形状简单的制品,对于形状复杂的制品,成型难度大,甚至难以成形,只能通过二次加工的方式保证产品结构和精度,会显著增加制造成本。并且干压成型的上下加压方式,成型时坯体内部存在压力分布不均匀,致密度不均匀,导致烧结后制品收缩不均匀,存在变形,影响良率,因此这种成型工艺不适用于批量生产高精度要求的陶瓷制品。

随着5G技术的发展,功能陶瓷在电子元器件和通讯领域的应用和需求越来越多,对制品的结构要求也越来越复杂,尤其是在制备5G介质陶瓷滤波器产品这类产品结构中,会存在诸多孔、槽、台阶和微孔等复杂结构,且对陶瓷制品的尺寸精度和性能要求也越来越高,尤其是基站上使用的介质陶瓷滤波器,采用上述传统的干压成型方式已不能满足目前的产品要求,需开发一种陶瓷制品的近净尺寸制备技术,陶瓷粉末注射成型技术是解决这个问题的较为理想的工艺技术,其中陶瓷粉末注塑成型所用的粘结剂体系是较为关键的技术之一,其能够在一定程度上决定着陶瓷制品的性能好坏。

目前,陶瓷粉末注塑成型所用的粘结剂体系应用较多的主要为蜡基粘结剂体系,通常体系中含有至少30%以上的低分子蜡类成分,其他还有高分子树脂骨架成分和少量的分散剂成分。在与粉末混合、注射成型后,需通过溶剂脱脂方式,将蜡类成分进行溶解脱除,再进行热脱脂去除剩余的有机成分。这种粘结剂体系的喂料流动性好,但存在如下缺点:1)粘结剂与粉末的结合较差,在注射成型时,容易产生注塑缺陷如熔接纹,鼓泡等,影响烧成后制品的性能;尤其是在制作大尺寸,壁厚的产品时,注塑缺陷越发明显和不可消除;2)采用溶剂脱脂,脱脂效率低,一般需要2~3天的时间才能脱出大部分蜡类,并且采用的有机溶剂不环保;3)生坯在有机溶剂中长时间浸泡,容易产生溶胀引起生坯变形,甚至开裂。因此该粘结剂体系不能很好地匹配到大尺寸,复杂陶瓷制品的制备。

另一种应用较少的制备陶瓷制品用的粘结剂体系为直接热脱脂类型,粘结剂配方中会综合多种极性、非极性长链状有机树脂成分,蜡类成分含量较低,这些树脂的熔融指数一般较高,熔点较低,制成的喂料流动性好,成型后的生坯强度高,可直接进行热脱脂,热脱脂时,不同有机树脂的分解温度不同,能够分阶段排除。这种工艺适用于小尺寸制品,由于采用直接热脱脂的方式排除粘结剂,热脱脂时间一般较长,在3天以上,对于大尺寸壁厚产品,粘结剂较难排出,工艺时间长,不适合大批量生产。例如中国专利CN 109748592A,其公开的一种采用加热脱脂的粘结剂,其组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;石蜡1-30份;微晶蜡1-30份;硬脂酸1-30份;油酸1-30份。此专利需要加热维持56-96个小时才能排出有机物,耗时长且存在加热时间过长引起的开裂现象。

催化脱脂型粘结剂在金属粉末成型上应用较多,采用聚甲醛作为粘结剂的主要成分,比例一般在70%以上,由于POM(聚甲醛)树脂的熔融指数较低,流动性较差,采用该体系制成的粘结剂往往流动性差,应用于金属粉末注射成型,由于金属粉末的粒度较大,在 1~1000μm,固含量可达到90%,但陶瓷制品相对于金属制品在性能上的高要求,使得在原材料选择上需要使用均匀的亚微米级功能陶瓷粉末,其粒度通常处于0.3~2μm,对于高精度高性能要求的制品,使用的陶瓷粉体甚至在纳米级,粉体粒度较小,使得颗粒比较面积较大,采用POM体系进行混合时,往往得不到合适流动性和固含量的喂料,因此催化脱脂型粘结剂在亚微米级陶瓷粉末的注塑成型上并没有得到广泛应用。

例如中国专利CN 101353561A,其公开了一种适合于氧化锆陶瓷粉末注射成型用催化脱脂型粘结剂,它由以下组分组成(体积百分比):90%均聚甲醛500P,4%高密度聚乙烯,3%石蜡,1%醋酸乙烯酯(VA)含量为24的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA),1.5%邻苯二甲酸二丁酯,0.5%硬脂酸锌。本实施例的制备方法:(1)将90%均聚甲醛500P,4%高密度聚乙烯, 1%醋酸乙烯酯(VA)含量为24的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)和53%粉末装载量的氧化锆陶瓷粉末加入三维旋转器,干混1小时,得到均匀的粉末和粘结剂的混合物。(2)将上述均匀的混合物加入密炼机,升温至190℃,混炼25分钟。(3)降低混炼温度到165℃,再将3%石蜡、 1.5%邻苯二甲酸二丁酯和0.5%硬脂酸加入密炼机,混炼30分钟,制得催化脱脂型氧化锆陶瓷喂料。此专利虽然能够在50-68%的粉末装载量前提下实现较好的流变性能,但是在实际应用于介质陶瓷粉末的注射成型中,由于粉体粒度小,POM的粘度和强度高,很难混合均匀,烧结后的介质滤波器陶瓷制品往往存在变形,内部气孔率多等问题,使得其烧结后的介质陶瓷尺寸和介电性能都很难满足滤波器产品的应用要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的一个或多个不足,提供一种改进的制备介质滤波器陶瓷制品用的注射成型粘结剂,其能够有效改善喂料的流动性,提升亚微米陶瓷粉末的固含量,脱脂效率高且速度快,尤其适用于大尺寸、复杂陶瓷制品例如5G介质陶瓷滤波器的制备。

本发明同时还提供了一种采用上述制备介质滤波器陶瓷制品用的粘结剂制成的喂料混合物。

本发明同时还提供了一种采用上述喂料混合物制成的制备介质滤波器陶瓷制品用的颗粒物。

本发明同时还提供了一种采用上述颗粒物制成的介质滤波器陶瓷制品,所述介质滤波器陶瓷制品包括5G介质陶瓷滤波器。

为达到上述目的,本发明采用的一种技术方案是:

一种制备介质滤波器陶瓷制品用的注射成型粘结剂,所述粘结剂包括树脂组分,所述树脂组分包括聚甲醛、非极性聚合物、聚丙烯酸树脂和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,所述聚甲醛、所述非极性聚合物、所述聚丙烯酸树脂和所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的投料质量比为 5-12∶1∶0.4-2∶1-3;其中,以质量百分含量计,所述粘结剂中,所述聚甲醛占所述粘结剂的50-60%。

根据本发明,所述聚丙烯酸树脂的分解温度、所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的分解温度和所述非极性聚合物的分解温度依次梯级分布。

根据本发明的一些优选方面,所述聚丙烯酸树脂、所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和所述非极性聚合物的总投料量占所述粘结剂的15%以上。

更优选地,所述聚丙烯酸树脂、所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和所述非极性聚合物的总投料量占所述粘结剂的20%以上。

进一步优选地,所述聚丙烯酸树脂、所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和所述非极性聚合物的总投料量占所述粘结剂的24%以上。

根据本发明的一些优选方面,以质量百分含量计,所述粘结剂中,所述非极性聚合物的投料量占所述粘结剂的5-10%,所述聚丙烯酸树脂的投料量占所述粘结剂的4-10%,所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的投料量占所述粘结剂的10-15%。

根据本发明的一些优选且具体的方面,所述聚甲醛为均聚甲醛,其熔融指数为 70~90g/10min(根据ISO 1133标准测得)。

根据本发明的一些优选且具体的方面,所述非极性聚合物可以为HDPE,PP,PS中的一种或混合物,其熔融指数为3~15g/10min(根据ISO 1133标准测得)。

根据本发明的一些优选方面,所述非极性聚合物为选自高密度聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯中的一种或两种的组合或三种的组合,包括但不限于单独选择高密度聚乙烯,或聚丙烯,或聚苯乙烯,或高密度聚乙烯与聚丙烯的组合,两者可以以1∶0.1-10的投料质量比组合;或高密度聚乙烯与聚苯乙烯的组合,两者可以以1∶0.1-10的投料质量比组合;;或聚丙烯和聚苯乙烯的组合,两者可以以1∶0.1-10的投料质量比组合;或高密度聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯的组合,三者可以以1∶0.1-10∶0.1-10的投料质量比组合。

根据本发明的一些优选且具体的方面,所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯的含量在20%以下。

根据本发明的一些优选且具体的方面,所述聚丙烯酸树脂的分子量为1.6~4.5W。

根据本发明的一些具体且优选的方面,所述粘结剂还包括助剂,所述助剂包括润滑剂、表面活性剂和增塑剂;

其中,以质量百分含量计,所述粘结剂各组分含量如下:聚甲醛50-60%、非极性聚合物 5-10%、聚丙烯酸树脂4-10%、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10-15%、润滑剂5-12%、表面活性剂 3-8%和增塑剂2-6%。

根据本发明的一些具体方面,所述润滑剂包括石蜡和/或微晶蜡,所述表面活性剂包括硬脂酸锌和/或硬脂酸钠,所述增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯和/或邻苯二甲酸二丁酯。

本发明提供的又一技术方案:一种制备介质滤波器陶瓷制品用的喂料混合物,所述喂料混合物由上述所述的制备介质滤波器陶瓷制品用的注射成型粘结剂与介质陶瓷粉末混合制成。

根据本发明,所述介质陶瓷粉末的平均粒径为0.3-2.0μm。

根据本发明的一些优选方面,以质量百分含量计,所述介质陶瓷粉末占所述喂料混合物的79-85%。

根据本发明的一些优选方面,所述喂料混合物通过将所述粘结剂中所含有的聚甲醛、非极性聚合物、聚丙烯酸树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物混合密炼熔化,再加入剩余组分密炼,捏合而成。

本发明提供的又一技术方案:一种制备介质滤波器陶瓷制品用的颗粒物,所述颗粒物采用上述所述的制备介质滤波器陶瓷制品用的喂料混合物经挤出造粒制成。

本发明提供的又一技术方案:一种介质滤波器陶瓷制品,所述介质滤波器陶瓷制品通过将上述所述的颗粒物经注射成型制成生坯,然后将所述生坯依次经催化脱脂、热脱脂,烧结成型,制成所述陶瓷制品。

根据本发明的一些优选方面,所述催化脱脂在酸性催化气氛下、在温度120-130℃下进行。

根据本发明的一些具体方面,所述酸性催化气氛采用草酸形成。

根据本发明的一些优选方面,所述热脱脂采用分阶段升温方式,从室温升温至800℃,其中各个阶段保温或不保温。

根据本发明的一些优选方面,所述分阶段升温包括以下几个阶段:

阶段一:从室温以1-2℃/min速率升温至170℃;

阶段二:从170℃以0.3-0.8℃/min速率升温至250℃,保温;

阶段三:从250℃以0.3-0.8℃/min速率升温至350℃,保温;

阶段四:从350℃以0.5-1.5℃/min速率升温至500℃,保温;

阶段五:从500℃以1-2℃/min速率升温至800℃,保温。

根据本发明的一些优选方面,所述烧结成型采用的烧结温度为1300-1400℃。

根据本发明一个优选应用方面,所述介质滤波器陶瓷制品为5G介质陶瓷滤波器。

由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:

本发明创新地采用四种特定的聚合物共同构成粘结剂用的树脂组分,同时限定聚甲醛在粘结剂中的含量以及树脂组分之间的相对含量,由此制成的粘结剂能够适用于亚微米级陶瓷粉末的异形件成型,并且两者结合后在制备过程中即使在高固含量(可以高达85%以上)的混合体系前提下仍然能够获得优异的流动性,制备的零件尺寸好、精度高,无需二次加工,降低了生产成本,尤其是制备的陶瓷制品的力学性能以及介电性能较优异,符合对于大尺寸、复杂陶瓷制品例如5G介质陶瓷滤波器的要求。

具体实施方式

随着社会高新技术产业的蓬勃发展,5G技术应运而生,而随着5G技术的发展,功能陶瓷在电子元器件和通讯领域的应用和需求越来越多,对制品的结构要求也越来越复杂,产品结构中会存在诸多孔、槽、台阶和微孔等复杂结构,且对陶瓷制品的尺寸精度和性能要求也越来越高,尤其是基站上使用的介质陶瓷滤波器,采用传统的干压成型方式已不能满足目前的产品要求,需开发一种陶瓷制品的近净尺寸制备技术,陶瓷粉末注射成型技术是解决这个问题的较为理想的工艺技术。但介质陶瓷制品相对于金属制品在性能上的高要求,使得在原材料选择上需要使用均匀的亚微米级粉末,而亚微米陶瓷粉末与注塑成型技术的结合,目前并没有解决流动性和固含量较低问题,进而致使较难制成陶瓷制品或者制成的陶瓷制品或多或少的存在:制备周期长,产品易变形,注塑易开裂,介电性能以及力学性能等不符合要求,等等。

基于上述问题,本发明发明人经过长期实践,创新地提出了一种改进的制备介质滤波器陶瓷制品用的注射成型粘结剂,其能够有效改善混合体系(粘结剂与介质陶瓷粉末的混合) 的流动性,提升亚微米陶瓷粉末的固含量,在制备过程中通过催化脱脂的方式首先可快速去除聚甲醛,在坯体内部形成连通的孔道,进而为后续剩余粘结剂的热脱脂提供孔道,其中本发明采用分解温度梯级分布的聚丙烯酸树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和非极性聚合物复配,一方面使得制成的粘结剂与介质陶瓷粉末具有良好的分散性、润湿性和吸附性,介质陶瓷粉末不易团聚,混料流动性好且固含量高;另一方面,通过分阶段脱脂方式,使得生坯不易变形,保形性好,制备的产品精度高,同时还能防止产品开裂现象的发生,制成的喂料流动性好,注塑成型时易脱模;使得制备的介质滤波器陶瓷制品不仅具有较佳的力学性能,同时电学性能同样优异。

具体地,本发明提供了一种制备介质滤波器陶瓷制品用的注射成型粘结剂,所述粘结剂包括树脂组分,所述树脂组分包括聚甲醛、非极性聚合物、聚丙烯酸树脂和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,所述聚甲醛、所述非极性聚合物、所述聚丙烯酸树脂和所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的投料质量比为5-12∶1∶0.4-2∶1-3;其中,以质量百分含量计,所述粘结剂中,所述聚甲醛占所述粘结剂的50-60%。

根据本发明,所述聚丙烯酸树脂的分解温度、所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的分解温度和所述非极性聚合物的分解温度依次梯级分布。

在本发明的一些优选实施方式中,所述聚丙烯酸树脂、所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和所述非极性聚合物的总投料量占所述粘结剂的15%以上。更优选地,所述聚丙烯酸树脂、所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和所述非极性聚合物的总投料量占所述粘结剂的20%以上。进一步优选地,所述聚丙烯酸树脂、所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和所述非极性聚合物的总投料量占所述粘结剂的24%以上。

在本发明的一些优选实施方式中,以质量百分含量计,所述粘结剂中,所述非极性聚合物的投料量占所述粘结剂的5-10%,所述聚丙烯酸树脂的投料量占所述粘结剂的4-10%,所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的投料量占所述粘结剂的10-15%。

在本发明的一些优选实施方式中,所述聚甲醛为均聚甲醛,其熔融指数为70~90g/10min (根据ISO 1133标准),所述非极性聚合物的熔融指数为3~15g/10min(根据ISO1133标准),所述非极性聚合物为选自高密度聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯中的一种或两种的组合或三种的组合,包括但不限于单独选择高密度聚乙烯,或聚丙烯,或聚苯乙烯,或高密度聚乙烯与聚丙烯的组合,两者可以以1∶0.1-10的投料质量比组合;或高密度聚乙烯与聚苯乙烯的组合,两者可以以1∶0.1-10的投料质量比组合;或聚丙烯和聚苯乙烯的组合,两者可以以1∶0.1-10 的投料质量比组合;或高密度聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯的组合,三者可以以 1∶0.1-10∶0.1-10的投料质量比组合。

在本发明的一些优选实施方式中,所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯的含量在 20%以下,所述聚丙烯酸树脂的分子量为1.6~4.5W。

在本发明的一些优选实施方式中,所述粘结剂还包括助剂,所述助剂包括润滑剂、表面活性剂和增塑剂;其中,以质量百分含量计,所述粘结剂各组分含量如下:聚甲醛50-60%、非极性聚合物5-10%、聚丙烯酸树脂4-10%、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10-15%、润滑剂5-12%、表面活性剂3-8%和增塑剂2-6%,所述润滑剂包括石蜡和/或微晶蜡,所述表面活性剂包括硬脂酸锌和/或硬脂酸钠,所述增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和/或邻苯二甲酸二丁酯 (DBP)。

一种制备介质滤波器陶瓷制品用的喂料混合物,所述喂料混合物由上述所述的制备介质滤波器陶瓷制品用的注射成型粘结剂与介质陶瓷粉末混合制成。

根据本发明,所述介质陶瓷粉末的平均粒径为0.3-2.0μm。

在本发明的一些优选实施方式中,以质量百分含量计,所述介质陶瓷粉末占所述喂料混合物的79-85%。

所述喂料混合物通过将所述粘结剂中所含有的聚甲醛、非极性聚合物、聚丙烯酸树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物混合密炼熔化,再加入剩余组分密炼,捏合而成。

一种制备介质滤波器陶瓷制品用的颗粒物,所述颗粒物采用上述所述的制备介质滤波器陶瓷制品用的喂料混合物经挤出造粒制成。

一种介质滤波器陶瓷制品,所述介质滤波器陶瓷制品通过将上述所述的颗粒物经注射成型制成生坯,然后将所述生坯依次经催化脱脂、热脱脂,烧结成型,制成所述陶瓷制品。

在本发明的一些优选实施方式中,所述催化脱脂在酸性催化气氛下、在温度120-130℃下进行,所述酸性催化气氛采用草酸形成,生成的甲醛气体可直接点火燃烧消除,POM的脱出率在93%以上。

在本发明的一些优选实施方式中,所述热脱脂采用分阶段升温方式,从室温升温至800℃,其中各个阶段保温或不保温,所述分阶段升温包括以下几个阶段:阶段一:从室温以1-2℃/min 速率升温至170℃;阶段二:从170℃以0.3-0.8℃/min速率升温至250℃,保温;阶段三:从 250℃以0.3-0.8℃/min速率升温至350℃,保温;阶段四:从350℃以0.5-1.5℃/min速率升温至500℃,保温;阶段五:从500℃以1-2℃/min速率升温至800℃,保温。

在本发明的一些优选实施方式中,所述烧结成型采用的烧结温度为1300-1400℃。

根据本发明一个优选应用方面,所述介质滤波器陶瓷制品为5G介质陶瓷滤波器。

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明;应理解,这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点,而本发明不受以下实施例的范围限制;实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整,未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

下述实施例中未作特殊说明,所有原料均来自于商购或通过本领域的常规方法制备而得。以下采用的聚甲醛为均聚甲醛,购自日本旭化成,牌号9054;聚丙烯酸树脂,购自日本三菱,牌号BR-116;EVA树脂(VA含量为18%),购自中国的台湾塑胶,牌号7350M;高密度聚乙烯(HDPE),购自埃克森美孚,牌号HTA001HD;聚丙烯,购自巴斯夫,牌号HP500N;聚苯乙烯,购自中国的台湾台化,牌号HD8250。

实施例1

本例提供一种制备介质滤波器陶瓷制品用的注射成型粘结剂及该粘结剂用于Mg-Ca-Ti 体系的5G滤波器用微波介质陶瓷制备,物料配比(质量百分比):介质陶瓷粉末D50为2μm(0.95MgTiO3-0.05CaTiO3),质量占比85%,聚甲醛7.5%;HDPE 0.75%;聚丙烯酸树脂1.5%;EVA树脂2.25%;石蜡1.8%;硬脂酸锌0.9%;DOP 0.3%;

Mg-Ca-Ti体系的5G滤波器用微波介质陶瓷制备:

(1)首先将各组分原料和介质陶瓷粉末按照质量百分比称量备用,介质陶瓷粉末(密度在3.8g/cm3);

(2)将称取的高熔点聚合物(聚甲醛、HDPE、聚丙烯酸树脂、EVA树脂)先在密炼机中熔化,密炼温度在185±1℃,后逐步加入陶瓷粉末粉料和其他低熔点组元,共同密炼2h,后降温30℃,再捏合2h,得到表面光滑,均匀的喂料混合物。

(3)将步骤(2)制备的喂料混合物加入挤出造粒机中进行造粒,得到粒度均匀的注射成型用喂料,即制备介质滤波器陶瓷制品用的颗粒物。

(4)通过注射机将步骤(3)制备的颗粒物注射成所需形状的生坯,坯料强度高,易脱模;

(5)然后将前述制备的生坯进行催化脱脂,催化脱脂选用草酸作为催化气氛,在专用脱脂炉中120~130℃下进行催化反应,生成的甲醛气体可直接点火燃烧消除;

(6)将经催化脱脂后的生坯进行热脱脂,分阶段升温:室温到170℃,1.5℃/min;170℃~250℃,0.5℃/min,保温2h;250~350℃,0.5℃/min,保温3h;350~500℃,1℃/min,保温1h;500~800℃,1.5℃/min,保温1h;自然冷却至室温。

(7)将经过热脱脂的生坯在1350℃下烧结成瓷,升温速率为3℃/min,保温4h,制成所述Mg-Ca-Ti体系的5G滤波器用微波介质陶瓷,测得瓷体密度(测试标准为GBT 25995-2010) 为3.8g/cm3,致密度(根据实际测试密度与理论密度的比值)98%以上,3.5GHz频率下测试介电性能(测试标准为GBT 7265.2-1987):介电常数为19.7,Q*f≈56422GHz,τf≈3.4ppm/℃。

实施例2

本例提供一种制备介质滤波器陶瓷制品用的注射成型粘结剂及该粘结剂用于Mg-Ca-Ti 体系的5G滤波器用微波介质陶瓷制备,物料配比(质量百分比):介质陶瓷粉末D50为2μm (0.95MgTiO3-0.05CaTiO3),质量占比79%,聚甲醛12.6%;HDPE 1.68%;聚丙烯酸树脂1.05%;EVA树脂2.31%;石蜡1.68%;硬脂酸锌0.63%;DOP 1.05%;

制得的喂料流动性好,方法同实施例1,测得密度达到3.82g/cm3,致密度为99%,3.5GHz 频率下测试介电性能:介电常数为20.1,Q*f≈64341GHz,τf≈2.1ppm/℃。

实施例3

本例提供一种制备介质滤波器陶瓷制品用的注射成型粘结剂及该粘结剂用于Mg-Ca-Ti 体系的5G滤波器用介质陶瓷的制备,物料配比为(质量百分比):介质陶瓷粉末D50为0.5μm (0.95MgTiO3-0.05CaTiO3),质量占比79%,聚甲醛11.55%;HDPE 1.05%;聚丙烯酸树脂 1.47%;EVA树脂2.73%;石蜡2.1%;硬脂酸锌1.05%;DOP 1.05%;

制得方法同实施例1,制成的所述Mg-Ca-Ti体系的5G滤波器用介质陶瓷,瓷体密度达到3.8g/cm3,致密度在98%以上,3.5GHz下测试介电性能:介电常数为20,Q*f≈58354GHz,τf≈1.9ppm/℃。

实施例4

本例提供一种制备介质滤波器陶瓷制品用的注射成型粘结剂及该粘结剂用于Mg-Ca-Ti 体系的5G滤波器用介质陶瓷的制备,物料配比为(质量百分比):介质陶瓷粉末D50为1μm (0.95MgTiO3-0.05CaTiO3),质量占比81%,聚甲醛10.45%;HDPE 1.9%;聚丙烯酸树脂0.95%;EVA树脂2.85%;石蜡0.95%;硬脂酸锌0.76%;DOP 1.14%;

制得方法同实施例1,制成的所述Mg-Ca-Ti体系的5G滤波器用介质陶瓷,瓷体密度达到3.8g/cm3,致密度在98%以上,3.5GHz下测试介电性能:介电常数为19.7,Q*f≈56179GHz,τf≈2.7ppm/℃。

实施例5

本例提供一种制备介质滤波器陶瓷制品用的注射成型粘结剂及该粘结剂用于Mg-Ca-Ti 体系的5G滤波器用介质陶瓷的制备,物料配比为(质量百分比):介质陶瓷粉末D50为1μm (0.95MgTiO3-0.05CaTiO3),质量占比85%,聚甲醛9%;HDPE 1.2%;聚丙烯酸树脂0.7%; EVA树脂1.8%;石蜡1.2%;硬脂酸锌0.7%;DOP 0.4%;

制得方法同实施例1,制成的所述Mg-Ca-Ti体系系的5G滤波器用介质陶瓷,瓷体密度达到3.83g/cm3;致密度为98%以上,3.5GHz下测试介电性能:介电常数为20.5, Q*f≈58321GHz,τf≈-1.53ppm/℃。

实施例6

本例提供一种制备介质滤波器陶瓷制品用的注射成型粘结剂及该粘结剂用于Mg-Ca-Ti 体系的5G滤波器用微波介质陶瓷制备,物料配比(质量百分比):介质陶瓷粉末D50为2μm (0.95MgTiO3-0.05CaTiO3),质量占比85%,聚甲醛7.5%;聚丙烯0.75%;聚丙烯酸树脂1.5%; EVA树脂2.25%;石蜡1.8%;硬脂酸锌0.9%;DOP 0.3%;制得方法同实施例1。

实施例7

本例提供一种制备介质滤波器陶瓷制品用的注射成型粘结剂及该粘结剂用于Mg-Ca-Ti 体系的5G滤波器用微波介质陶瓷制备,物料配比(质量百分比):介质陶瓷粉末D50为2μm (0.95MgTiO3-0.05CaTiO3),质量占比85%,聚甲醛7.5%;HDPE 0.65%;聚苯乙烯0.1%;聚丙烯酸树脂1.5%;EVA树脂2.25%;石蜡1.8%;硬脂酸锌0.9%;DOP 0.3%;制得方法同实施例1。

实施例8

本例提供一种制备介质滤波器陶瓷制品用的注射成型粘结剂及该粘结剂用于Mg-Ca-Ti 体系的5G滤波器用微波介质陶瓷制备,物料配比(质量百分比):介质陶瓷粉末D50为2μm (0.95MgTiO3-0.05CaTiO3),质量占比85%,聚甲醛7.5%;聚苯乙烯0.75%;聚丙烯酸树脂1.5%;EVA树脂2.25%;石蜡1.8%;硬脂酸锌0.9%;DOP 0.3%;制得方法同实施例1。

对比例1

本例提供一种制备介质滤波器陶瓷制品用的注射成型粘结剂及该粘结剂用于Mg-Ca-Ti 体系的5G滤波器用介质陶瓷的制备,介质陶瓷粉末D50为0.5μm(0.95MgTiO3-0.05CaTiO3),质量占比79%,剩余21%粘结剂中:聚甲醛占比45%;HDPE 15%;聚丙烯酸树脂15%;EVA 树脂10%;石蜡9%;硬脂酸锌3%;DOP 3%;可以制得流动性较好的喂料,但在催化脱脂时,难以形成连通孔洞,导致热脱脂周期长,且易变形,不能满足近净尺寸产品制作,烧结的瓷体密度在3.7g/cm3以下,内部气孔明显增多;3.5GHz下测试陶瓷的品质因素有明显降低 Q*f≈38367GHz,介电常数为19.1,τf≈5.8ppm/℃。

对比例2

本例提供一种制备介质滤波器陶瓷制品用的注射成型粘结剂及该粘结剂用于Mg-Ca-Ti 体系的5G滤波器用介质陶瓷的制备,介质陶瓷粉末D50为0.5μm(0.95MgTiO3-0.05CaTiO3),质量占比85%,剩余15%粘结剂中:聚甲醛占比70%;HDPE 5%;聚丙烯酸树脂5%;EVA 树脂10%;石蜡2%;硬脂酸锌3%;DOP 5%;混合的喂料粘度高,介质陶瓷粉末出现团聚,难以完全润湿,制得的喂料柔韧性差,注塑易开裂,而即使注塑成型后,经催化脱脂,热脱脂,烧结后,瓷体密度在3.7g/cm3以下;3.5GHz下测试陶瓷的品质因素有明显降低Q*f≈31893GHz,介电常数为20.3,τf≈6.9ppm/℃。

对比例3

基本同实施例1,其区别仅在于:不加聚丙烯酸树脂,并相应调整HDPE的含量为2.25%。混炼时陶瓷粉料容易出现团聚现象,不能均匀分散,烧结成瓷后,测得瓷体密度为3.6g/cm3,致密度在95%以下,3.5GHz频率下测试介电性能:介电常数为20.5,Q*f≈36042GHz,τf≈6.3ppm/℃。

对比例4

基本同实施例1,其区别仅在于:不加聚丙烯酸树脂和EVA树脂,并相应调整HDPE的含量为4.5%。难以混炼成均匀一致的喂料,陶瓷粉料不能被完全分散,有团聚现象,注射生坯时,生坯强度过低,难以流入后工序。

对比例5

基本同实施例1,其区别仅在于:制备方法中不采用分阶段升温,而是直接以在1.5℃/min 的速率升温至800℃,保温7h。烧结瓷体中出现微裂纹,强度严重降低,测得瓷体密度为 3.67g/cm3,致密度在95%以下。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

12页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种刚玉莫来石质铂金坩埚保护衬套及其制备方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!