电子陶瓷常用分散剂有哪些？分散机理是？

分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂，可以增加油性以及水性组分在同一体系中的相容性。分散剂在电子陶瓷如氧化铝、压电陶瓷、燃料电池材料电解质、氮化铝基片、氮化硅基片、LTCC、HTCC、MLCC、氮氧传感器芯片等材料的湿法和干法成形中起到润湿、分散作用，只有粉料颗粒表面包括合适厚度的分散剂时，才能够解决浆料在储存、使用过程中的团聚问题，烧结后达到晶粒细小的目的。可以说分散剂是制备高性能陶瓷的必要条件。

在制备电子陶瓷浆料的历史进程中，最初使用的是易获得的天然油脂类分散剂，到后面改进合成了专用分散剂，不仅分散效率高，而且用量少。下面给大家介绍电子陶瓷用分散剂的分散机理及常用分散剂的性能结构特点。

表面活性剂溶于水时，能离解成离子的称作离子型表面活性剂；不能离解成离子的称作非离子表面活性剂。而离子型表面活性剂按其在水中生成的表面活性离子的种类，又可分为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性表面活性剂等。在电子陶瓷浆料中常用的水基分散剂是阴离子表面活性剂；在有机溶剂体系中常用的分散剂是非离子表面活性剂。

粉料颗粒通过静电斥力保持浆料体系稳定。静电稳定理论，即DLVO理论，适用于高极性溶剂（通常为水）制备的浆料体系中。该理论认为固体颗粒表面吸附一层带电荷的高聚物分子层，带电的高分子层既通过自身的电荷排斥周围粒子，又通过位阻效应阻止颗粒由于布朗运动引起的碰撞，产生复合稳定效应。颗粒之间距离较大时，双电层产生斥力，以静电稳定机制为主；距离较小时，空间位阻阻碍粒子运动靠近，以空间稳定机制为主。该理论适合以水为溶剂的电子陶瓷料浆的分散稳定。

胶体体系中加入高分子聚合物能显著提高悬浮体稳定性，该现象无法由DLVO理论解释。因为该体系不存在电解质，且体系为非极性溶剂，不存在由表面电荷引起的静电斥力。因而提出了空间位阻稳定理论，该理论认为聚合物的锚固集团吸附在颗粒表面，其溶剂化链在介质中充分扩展，形成位阻吸附层。当两个有聚合物吸附层的颗粒彼此靠近时，在颗粒表面间的距离小于吸附层的厚度2倍时，两个吸附层就相互作用。该理论适合有机溶剂为溶剂的稳定分散体系。

（1）聚丙烯酸铵阴离子分散剂
在水基体系中，聚丙烯酸铵分散剂广泛最常用于电子陶瓷料浆的润湿分散，如干压成形用的氧化铝陶瓷造粒粉，水基凝胶成形氧化铝陶瓷基板，干压成形氧化锌压敏电阻用造料粉以及压电陶瓷干压成形造粒粉等。其具有用量少，分散效果好的特点，作用机理是静电位阻效应。

该系列分散剂包括聚丙烯酸、聚丙烯酸钠以及聚丙烯酸铵分散剂，分别含有润湿性良好的羧酸基、钠离子、铵基，可以很好的润湿陶瓷粉料颗粒，通过静电斥力及空间位阻两种效应保持粉料颗粒分散稳定。由于聚丙烯酸铵呈弱碱性，对材料绝缘性能没有影响，所以广泛用于水性电子陶瓷浆料润湿分散。

聚丙烯酸铵分散剂（来源：白医药化工）

（2）聚丙烯酰胺分散剂

聚丙烯酰胺(PAM)的分子链中含有羧基，有降低表面张力的作用，有利于纤维、填料等在水中的分散。PAM加入到浆料后，可使纤维、埴料表面形成双分子结构，由于PAM与水有较强亲和力，可增加固体粒子被水润湿的程度，而后因静电斥力而远离，达到良好的分散效果。如对于使用水性粘结剂的锂离子电池正极材料LiFePO4，以PAM为分散剂,可改善电极表面的均匀性，防止颗粒团聚，浆料的分散效果较好，并且在静置后基本上不发生团聚。

聚丙烯酰胺分散剂（来源：河南水方程）

在有机体系陶瓷浆料中，常采用非离子表面活性剂，通过吸附不饱和高分子有机物来达到稳定分散，分散机理是空间位阻效应。油脂类物质是传统电子印刷浆料最常用的分散剂，这类物质含有不饱和脂肪酸，容易吸附在颗粒表面，可达到稳定分散目的。常用分散剂如下：
（1）卵磷脂

可分为大豆卵磷脂和蛋黄卵磷脂。由于磷脂酰胆碱PC（卵磷脂）是分散剂的有效成分，而蛋黄卵磷脂经多次提纯后卵磷脂含量更高，可达95%以上，故常用蛋黄卵磷脂作分散剂。有研究人员在制备无机陶瓷孔膜时，添加了卵磷脂分散剂，用很少量就可将浆料中的氧化铝微粉良好分散，极大地减少粒子的聚积现象，可避免浆料中的氧化铝微粒出现团聚，制得的膜管的孔径分布不均匀等问题。

蛋黄卵磷脂，磷脂酰胆碱PC98%（来源：拉那白化工）

（2）司班-85（Span-85）

Span-85是一种非离子型表面活性剂，能分散于热水，溶于热油和一般有机溶剂。其分子中含有的不饱和羟基可以吸附在颗粒表面，使其成为优良分散剂，可用于分离分析含氧化合物。

司班-85

（3）NP-10（壬基酚聚氧乙烯醚）

NP-10分子里含有的羟基和胺基使NP-10与颗粒表面具有良好润湿性，不饱和双键基使NP-10与颗粒表面牢固吸附在一起，使其成为一种广泛使用的分散剂，可改善浆料的亲水性，其分子吸附于浆料表面时可形成较厚的吸附膜，可产生较大的空间位阻效应,使得浆体稳定性较好。

NP-10（来源：济南耀达化工）

从以上电子陶瓷常用分散剂，可以总结出如下特点：为了达到稳定分散的目的，要求分散剂的分子量要合适；由于传统油脂类分散剂无效分散成分高，用量较大，可以向用量少，分散效率高的高效专用分散剂发展。

DCS308分散剂（来源：好电科技）

目前，在电子陶瓷中可选择的分散剂种类很多，但现比较广泛使用的分散剂为水基体系用分散剂，特别是在锂离子电池正负极材料的制备中，可改善电极表面的均匀性，防止颗粒团聚等，使制备出的产品性能更优异，如在正极浆料的制备过程加入一定量的分散剂DCS308，可以改善导电剂颗粒在极片中的分布状态，使导电剂颗粒分散得更均匀。因此，我们可以根据各类电子陶瓷特点选择合适的分散剂，同时，根据现有分散剂性能结构特点，可以选择新型分散剂来使用。

参考来源：

1、电子陶瓷用分散剂，王靖，李宏杰，冀亮君，王敏（陶瓷）；

2、不同分散剂对SiC泡沫陶瓷水基浆料性能的影响，黄晶，张军战，张颖，石鑫（铸造）；

3、PAM在锂离子电池正极材料LiFePO4中的应用，宋延华，张胜利，李维，李娟（电池）。

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