MLCC(Multi-Layer Ceramic Capacitor,多层陶瓷电容器)是电子信息产业的基础被动元件,广泛应用于智能手机、汽车电子、5G通信、航空航天等领域。据统计,一部高端智能手机中使用MLCC的数量超过1000只,一辆电动汽车中更是超过10000只。近年来,在新能源汽车、5G基站、物联网设备的强劲需求带动下,MLCC市场规模持续扩大,国内MLCC产能也在快速扩张。
然而,MLCC的生产工艺复杂,对原材料性能要求极高。流延成型是MLCC生产的关键工序之一,浆料的分散稳定性直接决定了陶瓷薄片的致密度、均匀性和最终产品的电气性能。长期以来,高性能流延浆料分散剂被日本、德国等少数国际化工巨头垄断,国内MLCC企业对进口原料依赖严重,供应链安全隐患突出。天津赫普菲乐新材料有限公司旗下涂易乐®(Toynol®)品牌推出的RAFT分散剂产品,为国内MLCC企业提供了国产替代的新选择。
MLCC流延浆料为什么要分散剂
MLCC流延成型是将陶瓷粉体与有机载体混合制备成流动性良好的浆料,通过流延机在载带上形成均匀的薄陶瓷层(厚度通常为1至10微米),再经干燥、叠层、烧结等工序制成成品。浆料中陶瓷粉体的分散状态直接决定了薄片的致密度和均匀性。
如果浆料中的陶瓷粉体发生团聚,会造成以下问题:一是薄片表面出现颗粒凸起或凹陷,影响后续叠层精度;二是团聚体在烧结过程中会产生内部应力,导致陶瓷开裂;三是影响陶瓷的介电性能,造成容值偏差和漏电流增大;四是浆料稳定性下降,储存过程中容易沉降分层,影响工艺重现性。
为解决上述问题,浆料中需要添加分散剂来改善陶瓷粉体的润湿分散状态。分散剂分子通过锚定在粉体表面,形成空间位阻或静电排斥效应,阻止粉体颗粒的再团聚,维持浆料的分散稳定性。
传统磷酸酯分散剂的应用局限
在MLCC流延浆料领域,磷酸酯类分散剂是应用最广泛的产品类型。磷酸酯分子通过磷酸酯基团与陶瓷粉体表面的羟基形成化学键合,吸附在粉体表面;长链烷基部分提供空间位阻效应,防止颗粒靠近团聚。磷酸酯分散剂对氧化铝、氮化铝等陶瓷粉体具有优异的分散效果,长期以来是MLCC浆料的主流分散剂选择。
然而,传统磷酸酯分散剂存在以下应用局限:
耐温性能不足。 磷酸酯分子中的P-O-C键在高温下容易发生断裂,导致分散剂失效。在流延机的热风干燥区(通常在60至100摄氏度),部分磷酸酯会出现轻度热分解,影响分散效果。
对水解敏感。 磷酸酯分子中的酯键在有水存在的情况下会发生水解,尤其在南方潮湿环境下,浆料储存过程中分散剂性能会逐渐衰减。部分MLCC企业反映,使用磷酸酯分散剂的浆料在储存3至6个月后,分散性能出现明显下降。
进口产品垄断,价格居高不下。 高性能磷酸酯分散剂的核心技术被日本化成(Japan Paint)、花王(Kao)等少数企业掌握,国内企业议价能力弱,采购成本高昂。一吨进口磷酸酯分散剂的价格通常在15至30万元人民币,增加了MLCC企业的生产成本。
供应链安全隐患。 在国际贸易形势复杂多变的背景下,过度依赖进口原料给国内MLCC企业的供应链安全带来隐患。2019年以来,国内MLCC行业曾多次面临关键原材料供应紧张的问题,加速推进国产替代已成为行业共识。
RAFT分散剂的技术优势
可逆加成-断裂链转移(Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer,RAFT)聚合技术是一种活性聚合方法,通过在聚合物链段中引入双硫酯基团,实现对聚合物分子量、结构的精确控制。将RAFT聚合技术应用于分散剂开发,可以合成出结构独特、性能优异的分散剂产品。
涂易乐®系列RAFT分散剂采用先进的RAFT聚合工艺,分子结构经过精心设计,在MLCC流延浆料应用中展现出显著的性能优势:
更强的锚定能力。 RAFT分散剂分子中引入双键结构的锚定基团,对陶瓷粉体表面的羟基具有更强的化学亲和力,吸附更加牢固。即使在高温干燥条件下,RAFT分散剂分子也不易从粉体表面脱附,保持持久的分散效果。
更高的空间位阻效应。 通过RAFT聚合精确控制分子量分布,RAFT分散剂形成更均匀、更稳定的空间位阻层。位阻层的厚度和密度可通过分子结构设计进行调控,适配不同粒径和比表面积的陶瓷粉体。
优异的水解稳定性。 RAFT分散剂分子主链为碳碳键结构,不含磷酸酯那样的P-O-C酯键,对水解完全不敏感。在pH值4至10、温度25至80摄氏度的范围内,RAFT分散剂的分子结构保持稳定,储存24个月后性能衰减小于5%。
与有机载体的兼容性更好。 RAFT分散剂分子结构设计灵活,可以根据浆料体系(醇酯体系或水性体系)调整分子极性,与有机载体的相容性更好,不会在储存过程中发生相分离或析出。
涂易乐®RAFT分散剂典型技术参数
项目 | 指标 | 测试方法 |
产品类型 | RAFT聚合型聚羧酸酯 | — |
外观 | 淡黄色至黄色透明液体 | 目测 |
固含量 | 50±2% | GB/T 1677 |
旋转黏度(25℃) | 200-800 mPa·s | Brookfield DV2T |
分子量(Mn) | 3000-8000 | GPC测定 |
分子量分布(PDI) | ≤1.2 | GPC测定 |
pH值(5%水溶液) | 6.5-7.5 | GB/T 6368 |
热分解温度 | ≥280℃ | TGA测定 |
水解稳定性 | ≥98%(80℃,168h) | 高温老化测试 |
分散性能测试数据:
测试项目 | 进口磷酸酯A | 进口磷酸酯B | 涂易乐®RAFT-D1 |
浆料黏度(5%固含量) | 320 mPa·s | 380 mPa·s | 280 mPa·s |
浆料触变指数 | 2.8 | 3.2 | 1.9 |
储存稳定性(60天) | 黏度上升15% | 黏度上升22% | 黏度上升3% |
分散剂添加量 | 2.5% | 2.8% | 1.8% |
流延膜表面粗糙度Ra | 0.42 μm | 0.58 μm | 0.31 μm |
测试数据表明,涂易乐®RAFT-D1分散剂在多个关键指标上优于进口磷酸酯产品:浆料黏度更低、触变性能更好、储存稳定性优异、添加量更少、流延膜表面质量更佳。
涂易乐®RAFT分散剂应用指南
涂易乐®RAFT分散剂适用于MLCC流延浆料体系,推荐使用方法如下:
添加量: 建议添加量为陶瓷粉体重量的1.5%至3.0%。具体用量应根据粉体种类、粒径、比表面积以及浆料固含量进行优化。建议通过阶梯实验确定最佳添加量:以0.5%为间隔配制系列浆料,测定黏度和细度,确定性能拐点对应的添加量。
添加方式: 推荐将分散剂与有机载体预混后,再加入陶瓷粉体进行研磨。分散剂应在前段混合工序充分润湿粉体,避免后期补加导致的分散不均。研磨介质建议选用氧化锆珠,研磨时间30至60分钟,转速300至500rpm。
与有机载体的匹配: 涂易乐®RAFT分散剂适用于醇酯体系和部分水性体系的MLCC浆料。对于PVB体系的醇酯浆料,建议使用乙酸乙酯/乙醇/丁醇混合溶剂溶解分散剂;对于水性体系的聚丙烯酸酯浆料,分散剂可直接溶于水相。
储存条件: 产品应储存于5至35摄氏度的避光环境中,避免与强氧化剂混存。原包装密封保存,保质期24个月。储存过程中如出现轻度分层或絮凝,搅拌均匀后不影响使用效果。
国产分散剂替代进口的经济价值
使用涂易乐®RAFT分散剂替代进口磷酸酯,可为国内MLCC企业带来显著的经济效益:
直接成本降低。 涂易乐®RAFT分散剂的价格较同等性能的进口产品低20%至40%,按年采购量100吨计算,每年可节约采购成本300至600万元。
用量减少降本。 涂易乐®RAFT分散剂的有效活性成分更高,添加量通常比进口产品少20%至30%。这不仅降低了分散剂本身的采购成本,还减少了分散剂对浆料有机组分的影响,优化了配方成本。
减少进口依赖风险。 在国际贸易形势不确定的背景下,国产分散剂保障了供应链的稳定性,避免因进口断货导致的生产停滞风险。
技术服务响应更快。 天津赫普菲乐技术团队可提供本地化技术服务,根据客户的具体工艺条件进行配方优化,响应速度和服务深度优于进口供应商。
天津赫普菲乐的技术服务支持
天津赫普菲乐新材料有限公司是国家高新技术企业,专注于精细化学品研发十余年。公司技术团队在分散剂开发和应用领域拥有丰富的经验,可为MLCC浆料企业提供以下技术服务:
浆料配方优化:根据客户使用的陶瓷粉体种类和目标浆料性能,推荐合适的分散剂型号和添加量;分散剂性能评测:提供样品进行浆料性能测试,包括黏度、触变性、储存稳定性、流延性能等;工艺问题诊断:对客户现有的分散问题进行诊断分析,提出改进建议;定制化开发:对于有特殊性能要求的客户,可提供分散剂产品的定制化开发服务。
涂易乐®RAFT分散剂已在国内多家MLCC企业完成应用验证,产品性能得到客户认可。如需了解更多关于涂易乐®RAFT分散剂的技术资料和应用案例,欢迎联系天津赫普菲乐专业技术团队。
公司名称:天津赫普菲乐新材料有限公司



