一种用于制备氧化锆流延片的分散剂及其应用的制作方法 [0002] 汽车尾气排放对环境造成的污染是大气污染的主要来源，世界各国对此越来越重 视，排放标准越来越提高，现在采取的降低汽车尾气污染的主要措施是用氧传感器来检测 尾气氧含量以控制发动机的空燃比。常用的平板式氧传感器在氧化锆流延片制备过程中， 由于分散剂不合适，造成氧化锆流延片易产生裂纹，强度低，显著影响了平板式传感器的机 械性能和成品率。
[0003] 本发明的目的是提供一种用于制备氧化锆流延片的分散剂，能够使陶瓷粉末在流 延浆料中处于悬浮状态，分散效果好，有利于获得具有较高机械强度、较小气孔率的氧化锆 流延片。 [0004] 本发明的再一目的是提供采用所述分散剂制备氧化锆流延片的方法，采用该方法 获得的氧化锆流延片表面光滑平整，无裂纹，具有很好的机械强度。 [0005] 本发明的另一目的是提供所述氧化锆流延片在制备平板式氧传感器方面的应用。
[0006] 本发明的目的采用如下技术方案实现。
[0007] -种用于制备氧化锆流延片的分散剂，所述分散剂为大豆油。
[0008] 所述分散剂优选为氧化后的大豆油，粘度为150-500mPa · s。
[0009] 所述氧化后的豆油制备方法为：将大豆油和双氧水混合，在光照和有氧条件下放 置8-10小时，得到氧化后的豆油。
[0010] 本发明还提供采用所述分散剂制备氧化锆流延片的方法，包括如下步骤： (1)制备流延浆料：在钇掺杂氧化锆粉陶瓷粉中加入占所述陶瓷粉重量0-2%的分散 齐[J、5-8%粘合剂、0-3%塑化剂和0-3%的润滑剂，通过球磨方法制成流延浆料； (2 )流延：将流延浆料在流延机上经刮刀在衬带上刮成厚度均匀的膜片，再经干燥后脱 膜得到氧化锆流延片。
[0011] 所述粘合剂为聚乙烯醇缩丁醛，所述塑化剂为邻苯二甲酸丁苄酯，所述润滑剂为 聚乙二醇。
[0012] 所述氧化锆流延片为传感器片、中间片或加热片。
[0013] 本发明还提供上述方法制备的氧化锆流延片。
[0014] 本发明还提供上述方法制备的氧化锆流延片在制备平板式氧传感器方面的应用。
[0015] 本发明制备氧化锆流延片的分散剂，能够使陶瓷粉末在流延浆料中处于悬浮状 态，分散效果好，有利于获得具有较高机械强度、较小气孔率的氧化锆流延片。
[0016] 采用本发明制备氧化锆流延片的方法获得的氧化锆流延片，表面光滑平整，无裂 纹，具有很好的机械强度，成品率高。
[0017] 采用本发明氧化锆流延片制备平板式氧传感器，具有较高机械强度、较小气孔率， 成品率高。




[0018] 图1显示了不同条件下氧化后的大豆油粘度。
[0019] 图2浆料的沉积高度与豆油氧化条件的关系。
[0020] 图3氧化锆流延片的照片，其中（a)为改性豆油作分散剂制得的氧化锆流延片； (b)为玉米油作分散剂制得的氧化锆流延片。
[0021] 图4氧化锆流延片的断口形貌，其中（a)以改性豆油为分散剂制备的氧化锆流延 片，（b)以玉米油为分散剂制备的氧化锆流延片。


[0022] 实施例1分散剂的筛选 陶瓷粉末在流延浆料中的分散均一性直接影响素坯的质量及烧结特性，从而影响烧结 体的致密性、气孔率和机械强度等一系列特性。在本实验中采用了三乙醇胺、玉米油、三油 酸甘油酯和改性豆油进行对比实验。
[0023] 首先进行大豆油氧化实验。取市售新鲜大豆油（密封容器首次打开取油）和双氧 水按质量比为95: 5混合，置于60°C的水浴锅中恒温反应，分别考察黑暗、光照条件下，大豆 油的黏度变化。光照条件：保持室内黑暗，在水浴锅上方设置功率4(T100W的白炽灯源，这 样大豆油随着氧化时间的延长可以不同程度的改性。以上各反应条件均设两组平行试验， 每隔3h取样分析，静置后除去水层，油层用2%NaCl溶液洗至无活性氧，每组平行采样4次， 结果取平均值。氧化后的大豆油，用旋转式粘度计测定粘度，同时采用沉降法观察浆料稳定 性，用25ml量筒(便于观察高度)取三乙醇胺、玉米油、三油酸甘油酯和经过不同处理的大豆 油各〇. 1克，再加入l〇ml溶剂，用超声波分散5分钟，然后加入5克Zr02粉末，用超声波分 散20分钟，分散后用保鲜膜将量筒口封好，沉积24h后观察记录沉积高度，以沉积高度表征 料浆的分散稳定性。
[0024] 氧化后的大豆油（改性大豆油）粘度随氧化时间的变化如图1所示。由图1可看 出，随着氧化时间的延长改性大豆油粘度先缓慢增大，接着急剧增大，光照条件下的改性大 豆油粘度增加效果要明显高于黑暗条件下的，粘度增加说明大豆油被氧化程度增大。因为 光照可以明显促进氧化，所以改性效果比较明显。随着时间的增加，改性大豆油粘度还会增 力口，但并不是粘度越大越好，粘度过大会影响到大豆油在溶剂中的溶解度，如果大豆油不能 被溶解或者溶解量很少，就不能达到分散的目的，因此改性大豆油的粘度有个最佳值，下面 通过浆料的沉积高度来测定最佳粘度。
[0025] 浆料的沉积高度与大豆油改性程度的关系如图2所示。在图2中，两条曲线是大 豆油在光照和黑暗条件下氧化不同时间后对浆料沉积高度的影响。可以看出，光照条件下 改性大豆油分散效果要明显好于黑暗条件下氧化后的大豆油，未改性大豆油的沉积高度 5. 4mm，光照条件下氧化9h后的大豆油的分散效果最好，沉积高度为2mm。随着时间的延长， 沉积高度先是快速下降，然后趋于平缓，并且光照条件下有上升的趋势。光照条件下之所以 有上升趋势，是因为改性大豆油粘度过大，影响到它在溶剂的溶解度，达不到分散的目的， 在实验中我们也看到了在量筒中有大量未溶解的高粘度大豆油。
[0026] 再将改性大豆油的分散效果同其它分散剂作比较，表1为光照条件下氧化9h后的 大豆油(对应表1中改性豆油）与其它分散剂的比较。可以看出，改性大豆油的分散程度要 好于其它分散剂。
[0027] 表1不同分散剂对YSZ的沉积高度的影响