一种氧传感器用填充浆料及浆料和空气通道的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氧传感器用填充浆料，以重量份计，其由以下组分组成：碳粉35～60份；分散剂2～4份；有机载体30～65份。碳粉经分散剂分散后在有机载体中均匀分布，浆料具有良好的流变性，适合印刷工艺，其黏度可控且适中，附着力大，形成填充层后具有一定强度和韧性，在与氧传感器的信号层和加热层叠压后不会变形，烧结过程中不会开裂，显著提高了氧传感器芯片的使用寿命和生产效率。还公开了一种填充浆料的制备方法和利用浆料制备氧传感器空气通道的方法，浆料制备工艺步骤简单，条件温和，有利于工业化生产，可用于大规模推广应用，空气通道的形成过程简单易行，烧结过程中浆料层不会开裂，制得的氧传感器芯片性能优异。

【技术实现步骤摘要】
一种氧传感器用填充浆料及浆料和空气通道的制备方法
本专利技术属于氧传感器
，涉及一种氧传感器芯片制作材料，具体地说涉及一种氧传感器用填充浆料及其和氧传感器空气通道的制备方法。
技术介绍
随着汽车技术的发展，汽车产量快速增长，伴随而来的尾气排放污染问题日益严重。为了达到节能减排和降低环境污染的目的，人们发展了三元催化转换技术，用来将燃料的不完全燃烧产物转化为无害的气体。但是该技术所对应的三元催化转换器需要在窄范围的空燃比(A/F)下才能高效工作，通过氧传感器可以快速地检测汽车尾气以控制发动机空燃比，确保三元催化转化器对排气中的碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化合物三种污染物都有最大的转化效率，最大程度地进行排放污染物的转化和净化。氧传感器的核心元件多为多孔氧化锆陶瓷管，氧化锆氧传感器可分为加热型和非加热型，而加热型氧化锆氧传感器又分为管状传感器和片状传感器，其中片状传感器基于氧浓差电池的原理，在高温下，氧化锆是氧离子导体，高氧势一侧的氧以O2-经氧化锆中的氧空位向低氧势侧迁移形成离子电导，产生浓差电势。片式氧传感器主要是把传感器片、中间片和加热片集成为一个整体，中间片含有一端封闭的空气通道和参比电极。通常空气通道的制作方法是使用高分子膜填充片，该填充片虽然可以扩大保护范围，但是不能有效防止印刷浆料干燥时引起的坯片变形，因此针对这一问题，有必要研制一种具有更好印刷性能，叠压烧结过程中防止坯片变形的填充层浆料。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于传统高分子在浆料烧结时易引起坯片变形，从而提出一种可有效防止烧结时变形的填充层浆料及其制备工艺。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：本专利技术提供一种氧传感器用填充浆料，以重量份计，所述浆料由以下组分组成：碳粉35～60份；分散剂2～4份；有机载体30～65份。进一步地，以重量份计，所述有机载体由以下组分组成：有机印刷载体50～90份；流延胶10～50份。进一步地，以重量份计，所述有机印刷载体由以下组分组成：松油醇80～85份；乙基纤维素4～5份；邻苯二甲酸丁苄酯3.5～4份；乙二醇甲醚3.5～4份；山梨醇酐三油酸酯4～5份；氢化蓖麻油0.25～0.3份。更进一步地，以重量份计，所述流延胶由以下组分组成：松油醇73～77份；聚乙烯醇BL-115～18份；邻苯二甲酸丁苄酯3.5～4份；乙二醇甲醚3.5～4份；山梨醇酐三油酸酯4～5份；氢化蓖麻油0.75～0.9份。进一步地，所述分散剂为鲑鱼油与三乙醇胺中的至少一种。进一步地，所述碳粉的粒径为1-2μm。本专利技术还提供一种氧传感器用填充浆料的制备方法，其包括如下步骤：a、制备有机印刷载体，按比例将松油醇、乙基纤维素、邻苯二甲酸丁苄酯、乙二醇甲醚、山梨醇酐三油酸酯、氢化蓖麻油混合后密封，40～80℃下加热2～12小时后搅拌至无沉淀，密封备用；b、制备流延胶，按比例将松油醇、聚乙烯醇、邻苯二甲酸丁苄酯、乙二醇甲醚、山梨醇酐三油酸酯、氢化蓖麻油混合后密封，40～80℃下加热2～12小时后搅拌至无沉淀，密封备用；c、预分散碳粉，按比例将碳粉与分散剂混合，研磨后烘干待用；d、向预分散后的碳粉中按照比例加入有机印刷载体和流延胶，研磨至碳粉溶解于有机印刷载体和流延胶中，轧制3～4次即得填充浆料。本专利技术还提供一种氧传感器空气通道的制备方法，其包括如下步骤：S1、将填充浆料按照预设的图样印刷成为填充层；S2、烘干所述填充层后，将所述填充层置于传感器信号层和加热层之间，叠压后高温烧结，去除所述填充浆料层，即得空气通道。进一步地，所述步骤S2中，所述高温烧结的温度为1300～1500℃，烧结时间为1～4h。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：(1)本专利技术所述的氧传感器用填充浆料，以重量份计，浆料由以下组分组成：碳粉35～60份；分散剂2～4份；有机载体30～65份。碳粉经分散剂分散后在有机载体中均匀分布，浆料具有良好的流变性，适合印刷工艺，其黏度可控且适中，附着力大，形成填充层后具有一定强度和韧性，在与氧传感器的信号层和加热层叠压后不会变形，烧结过程中不会开裂，显著提高了氧传感器芯片的使用寿命和生产效率。(2)本专利技术所述的氧传感器用填充浆料，有机载体由50-90份的有机印刷载体和10-50份的流延胶组成，其中流延胶中采用聚乙烯醇作为粘结剂，其可调节浆料的粘度、改善浆料的印刷性能，同时保证了浆料固化后的强度和韧性。(3)本专利技术所述的氧传感器用填充浆料的制备方法，工艺步骤简单，条件温和，有利于工业化生产，可用于大规模推广应用。(4)本专利技术所述的氧传感器空气通道的制备方法，将制备好的浆料按照空气通道的形状印刷到载体上，干燥后与氧传感器的信号层和加热层叠压、高温烧结将浆料去除，即得空气通道，空气通道的形成过程简单易行，烧结过程中浆料层不会开裂，制得的氧传感器芯片性能优异，可大规模批量化生产。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中图1是本专利技术实施例所述的氧传感器芯片中间层的结构示意图。图中附图标记表示为：1-中间承载片；2-填充层；3-光片。具体实施方式实施例1本实施例提供一种氧传感器用填充浆料，以重量份计，所述浆料由以下组分组成：35份粒径为1μm的碳粉，4份鲑鱼油分散剂,30份有机载体。其中，所述有机载体由50份有机印刷体和10份流延胶组成，进一步地，所述有机印刷载体由80份松油醇、5份乙基纤维素、3.5份邻苯二甲酸丁苄酯、4份乙二醇甲醚、4份山梨醇酐三油酸酯、0.3份氢化蓖麻油；所述流延胶由73份松油醇、18份聚乙烯醇BL-1、3.5份邻苯二甲酸丁苄酯、4份乙二醇甲醚、4份山梨醇酐三油酸酯、0.9份氢化蓖麻油组成。本实施例还提供一种氧传感器用填充浆料的制备方法，其包括如下步骤：a、制备有机印刷载体，按照上述重量份将松油醇、乙基纤维素、邻苯二甲酸丁苄酯、乙二醇甲醚、山梨醇酐三油酸酯、氢化蓖麻油混合均匀后用保鲜膜密封，并在40℃下恒温加热12h，然后搅拌至无絮状沉淀，密封备用；b、制备流延胶，按上述重量比将松油醇、聚乙烯醇BL-1、邻苯二甲酸丁苄酯、乙二醇甲醚、山梨醇酐三油酸酯、氢化蓖麻油混合后用保鲜膜密封，40℃下加热12h后搅拌至无絮状沉淀，密封备用；c、预分散碳粉，按照上述比例将碳粉与鲑鱼油混合，加入一定量酒精甲苯溶液，球磨8h后在150℃下烘干待用；d、向预分散后的碳粉中安比例加入所述有机印刷载体和流延胶，研磨至碳粉完全溶解，在轧辊机上轧制3-4次即得填充浆料。进一步地，本实施例还提供了一种利用所述填充浆料制备氧传感器空气通道的方法，包括如下步骤：S1、将所述填充浆料按照预设的图样在一氧化铝中间承载片1上印刷为填充层2，并将中间承载片1与一光片3贴合制得中间层，所述中间层的结构如图1所示，中间承载片1与光片3的结合面为远离填充层2的一面；S2、将填充层烘干后，将中间层置于传感器信号层和加热层之间，叠压后在1300℃下高温烧结1h，填充浆料层在高温烧结下汽化被去除，即得到了空气通道。实施例2本实施例提供一种氧传感器用填充浆料，以重量份计，所述浆料由以下组分组成：60份粒径为2μm的碳粉，2份三乙醇胺分散剂,65份有机载体。其中，所述有机载体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧传感器用填充浆料，其特征在于，以重量份计，所述浆料由以下组分组成：碳粉 35～60份；分散剂 2～4份；有机载体 30～65份。

【技术特征摘要】
1.一种氧传感器用填充浆料，其特征在于，以重量份计，所述浆料由以下组分组成：碳粉35～60份；分散剂2～4份；有机载体30～65份。2.根据权利要求1所述的氧传感器用填充浆料，其特征在于，以重量份计，所述有机载体由以下组分组成：有机印刷载体50～90份；流延胶10～50份。3.根据权利要求2所述的氧传感器用填充浆料，其特征在于，以重量份计，所述有机印刷载体由以下组分组成：松油醇80～85份；乙基纤维素4～5份；邻苯二甲酸丁苄酯3.5～4份；乙二醇甲醚3.5～4份；山梨醇酐三油酸酯4～5份；氢化蓖麻油0.25～0.3份。4.根据权利要求3所述的氧传感器用填充浆料，其特征在于，以重量份计，所述流延胶由以下组分组成：松油醇73～77份；聚乙烯醇15～18份；邻苯二甲酸丁苄酯3.5～4份；乙二醇甲醚3.5～4份；山梨醇酐三油酸酯4～5份；氢化蓖麻油0.75～0.9份。5.根据权利要求1-4任一项所述的氧传感器用填充浆料，其特征在于，所述分散剂为鲑鱼油与三乙醇胺中的至少一种。6.根据权利要求5所述的氧传感器用填充浆料，其特征在于，所述碳粉的粒径...

【专利技术属性】
技术研发人员：江澍，石亮，张舟，
申请(专利权)人：深圳市普利斯通传感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44