分散劑是一種在分子內(nèi)同時具有親油性和親水性兩種相反性質(zhì)的界面活性劑，可以增加油性以及水性組分在同一體系中的相容性。分散劑在電子陶瓷如氧化鋁、壓電陶瓷、燃料電池材料電解質(zhì)、氮化鋁基片、氮化硅基片、LTCC、HTCC、MLCC、氮氧傳感器芯片等材料的濕法和干法成形中起到潤濕、分散作用，只有粉料顆粒表面包括合適厚度的分散劑時，才能夠解決漿料在儲存、使用過程中的團聚問題，燒結(jié)后達到晶粒細小的目的。可以說分散劑是制備高性能陶瓷的必要條件。

在制備電子陶瓷漿料的歷史進程中，最初使用的是易獲得的天然油脂類分散劑，到后面改進合成了專用分散劑，不僅分散效率高，而且用量少。下面給大家介紹電子陶瓷用分散劑的分散機理及常用分散劑的性能結(jié)構(gòu)特點。

一、電子陶瓷用分散劑分散機理

表面活性劑溶于水時，能離解成離子的稱作離子型表面活性劑；不能離解成離子的稱作非離子表面活性劑。而離子型表面活性劑按其在水中生成的表面活性離子的種類，又可分為陰離子型表面活性劑、陽離子型表面活性劑、兩性表面活性劑等。在電子陶瓷漿料中常用的水基分散劑是陰離子表面活性劑；在有機溶劑體系中常用的分散劑是非離子表面活性劑。

1、在水溶劑中用的陰離子表面活性劑

粉料顆粒通過靜電斥力保持漿料體系穩(wěn)定。靜電穩(wěn)定理論，即DLVO理論，適用于高極性溶劑（通常為水）制備的漿料體系中。該理論認為固體顆粒表面吸附一層帶電荷的高聚物分子層，帶電的高分子層既通過自身的電荷排斥周圍粒子，又通過位阻效應(yīng)阻止顆粒由于布朗運動引起的碰撞，產(chǎn)生復合穩(wěn)定效應(yīng)。顆粒之間距離較大時，雙電層產(chǎn)生斥力，以靜電穩(wěn)定機制為主；距離較小時，空間位阻阻礙粒子運動靠近，以空間穩(wěn)定機制為主。該理論適合以水為溶劑的電子陶瓷料漿的分散穩(wěn)定。

2、空間位阻理論

膠體體系中加入高分子聚合物能顯著提高懸浮體穩(wěn)定性，該現(xiàn)象無法由DLVO理論解釋。因為該體系不存在電解質(zhì)，且體系為非極性溶劑，不存在由表面電荷引起的靜電斥力。因而提出了空間位阻穩(wěn)定理論，該理論認為聚合物的錨固集團吸附在顆粒表面，其溶劑化鏈在介質(zhì)中充分擴展，形成位阻吸附層。當兩個有聚合物吸附層的顆粒彼此靠近時，在顆粒表面間的距離小于吸附層的厚度2倍時，兩個吸附層就相互作用。該理論適合有機溶劑為溶劑的穩(wěn)定分散體系。

空間位阻效應(yīng)（來源：秒懂百科-愛芝士生產(chǎn)者聯(lián)盟）

二、電子陶瓷中常用分散劑

1、水基體系用分散劑

（1）聚丙烯酸銨陰離子分散劑

在水基體系中，聚丙烯酸銨分散劑廣泛最常用于電子陶瓷料漿的潤濕分散，如干壓成形用的氧化鋁陶瓷造粒粉，水基凝膠成形氧化鋁陶瓷基板，干壓成形氧化鋅壓敏電阻用造料粉以及壓電陶瓷干壓成形造粒粉等。其具有用量少，分散效果好的特點，作用機理是靜電位阻效應(yīng)。

該系列分散劑包括聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉以及聚丙烯酸銨分散劑，分別含有潤濕性良好的羧酸基、鈉離子、銨基，可以很好的潤濕陶瓷粉料顆粒，通過靜電斥力及空間位阻兩種效應(yīng)保持粉料顆粒分散穩(wěn)定。由于聚丙烯酸銨呈弱堿性，對材料絕緣性能沒有影響，所以廣泛用于水性電子陶瓷漿料潤濕分散。

聚丙烯酸銨分散劑（來源：白醫(yī)藥化工）

（2）聚丙烯酰胺分散劑

聚丙烯酰胺(PAM)的分子鏈中含有羧基,有降低表面張力的作用，有利于纖維、填料等在水中的分散。PAM加入到漿料后，可使纖維、埴料表面形成雙分子結(jié)構(gòu)，由于PAM與水有較強親和力，可增加固體粒子被水潤濕的程度，而后因靜電斥力而遠離，達到良好的分散效果。如對于使用水性粘結(jié)劑的鋰離子電池正極材料LiFePO₄,以PAM為分散劑,可改善電極表面的均勻性,防止顆粒團聚,漿料的分散效果較好,并且在靜置后基本上不發(fā)生團聚。

聚丙烯酰胺分散劑（來源：河南水方程）

2、有機體系用分散劑

在有機體系陶瓷漿料中，常采用非離子表面活性劑，通過吸附不飽和高分子有機物來達到穩(wěn)定分散，分散機理是空間位阻效應(yīng)。油脂類物質(zhì)是傳統(tǒng)電子印刷漿料最常用的分散劑，這類物質(zhì)含有不飽和脂肪酸，容易吸附在顆粒表面，可達到穩(wěn)定分散目的。常用分散劑如下：

（1）卵磷脂

可分為大豆卵磷脂和蛋黃卵磷脂。由于磷脂酰膽堿PC（卵磷脂）是分散劑的有效成分，而蛋黃卵磷脂經(jīng)多次提純后卵磷脂含量更高，可達95%以上，故常用蛋黃卵磷脂作分散劑。有研究人員在制備無機陶瓷孔膜時，添加了卵磷脂分散劑，用很少量就可將漿料中的氧化鋁微粉良好分散，極大地減少粒子的聚積現(xiàn)象，可避免漿料中的氧化鋁微粒出現(xiàn)團聚，制得的膜管的孔徑分布不均勻等問題。

蛋黃卵磷脂，磷脂酰膽堿PC98%（來源：拉那白化工）

（2）司班-85（Span-85)

Span-85是一種非離子型表面活性劑，能分散于熱水，溶于熱油和一般有機溶劑。其分子中含有的不飽和羥基可以吸附在顆粒表面，使其成為優(yōu)良分散劑，可用于分離分析含氧化合物。

司班-85

（3）NP-10（壬基酚聚氧乙烯醚）

NP-10分子里含有的羥基和胺基使NP-10與顆粒表面具有良好潤濕性，不飽和雙鍵基使NP-10與顆粒表面牢固吸附在一起，使其成為一種廣泛使用的分散劑，可改善漿料的親水性,其分子吸附于漿料表面時可形成較厚的吸附膜,可產(chǎn)生較大的空間位阻效應(yīng),使得漿體穩(wěn)定性較好。

NP-10（來源：濟南耀達化工）

總結(jié)：

從以上電子陶瓷常用分散劑，可以總結(jié)出如下特點：為了達到穩(wěn)定分散的目的，要求分散劑的分子量要合適；由于傳統(tǒng)油脂類分散劑無效分散成分高，用量較大，可以向用量少，分散效率高的高效專用分散劑發(fā)展。

DCS308分散劑（來源：好電科技）

目前，在電子陶瓷中可選擇的分散劑種類很多，但現(xiàn)比較廣泛使用的分散劑為水基體系用分散劑，特別是在鋰離子電池正負極材料的制備中，可改善電極表面的均勻性,防止顆粒團聚等,使制備出的產(chǎn)品性能更優(yōu)異，如在正極漿料的制備過程加入一定量的分散劑DCS308,可以改善導電劑顆粒在極片中的分布狀態(tài)，使導電劑顆粒分散得更均勻。因此，我們可以根據(jù)各類電子陶瓷特點選擇合適的分散劑，同時，根據(jù)現(xiàn)有分散劑性能結(jié)構(gòu)特點，可以選擇新型分散劑來使用。

參考來源：

1、電子陶瓷用分散劑，王靖,李宏杰,冀亮君,王敏（陶瓷）；

2、不同分散劑對SiC泡沫陶瓷水基漿料性能的影響，黃晶,張軍戰(zhàn),張穎,石鑫（鑄造）；

3、PAM在鋰離子電池正極材料LiFePO₄中的應(yīng)用，宋延華,張勝利,李維,李娟（電池）。

粉體圈芷凌整理

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