磁性基板用水系流延浆料及其制备方法、磁性基板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种磁性基板用水系流延浆料和其制备方法以及利用所述磁性基板 用水系流延浆料制备的磁性基板。
【背景技术】
[0002] 近场通信技术（NearFieldCommunication,NFC)是由飞利浦公司发起、诺基亚、 索尼等著名厂商联合推出的一项以手机为载体，把非接触式1C卡应用结合于手机中，以 卡、阅读器、点对点三种应用模式，实现手机支付、数据传输、积分兑换、电子票务、身份识 另IJ、防伪、广告等多种应用的技术服务。NFC最初是射频识别（RFID)技术与网络技术的简单 合并，是基于频率为13. 56MHz的射频识别技术，现已经演变成一种短距离无线通信技术， 发展态势相当迅速。但是，射频识别对某些介质很敏感，如水、金属等都会影响NFC的识别， 同时电磁波在媒介表面或内部的反射、折射、衰减等效应往往会使标签的读写距离缩短，从 而影响整个系统的性能。为了保证集成了NFC功能的移动手持设备对发射机信号的正常读 取，目前采用的方法是在金属（环境）与天线之间增加一层软磁屏蔽材料，起隔断金属（环 境）产生的感应电涡流的作用，同时保持信号强度，实现高的磁性收敛效果，提高天线的接 受灵敏度和NFC读写器的接收灵敏度，增大标签的读写距离。
[0003] 无线充电技术（WirelessChargingTechnology,WCT)指的是电能的无线传输技 术，通俗的说，就是不借助实物连线实现电能的无线传达。与传统的有线充电相比，无线 充电具有方便、快捷、节约资源、减少在苛刻条件下使用电缆带来的危险性等优点。无线充 电共有三种实现方式：电磁感应式、无线电波式和磁场共振式。电磁感应式是通过改变两个 对准线圈中一个的电场或磁场，从而在另一线圈中感应出电流，实现对电池充电，传输功率 大，能达几百千瓦但充电距离有限，极限是l〇cm，当距离变大时，效率会急剧下降。无线电波 式是微波发射端将电能以微波的形式发射，微波接受端将接受的微波转换成电流，它的充 电距离可达l〇m，但是功率小、损耗大、效率低。磁场共振式无线充电以磁场为媒介相互耦合 传递能量，其特点是不具有敏感的方向性，传输距离为可穿越非磁性物质进行能量传输，只 有相同频率的谐振耦合体消耗能量，因此这种方式的无线电能传输具有较高的传输效率。
[0004] 在上述NFC和WCT技术中，磁铁氧体均是关键的组件。具体地，在NFC技术中，NFC 磁性基板则是NFC天线能够在金属环境中正常工作的重要组件。在WCT技术的无线充电 技术的具体应用中，在发射端和接收端设置软磁铁氧体片用以增高感应磁场和屏蔽线圈干 扰，提尚无线充电效率。
[0005] 由于现代电子设备小型化、轻便化和集成化的要求，因此磁性基板的厚度必须十 分薄，不能占用太大的空间且要求磁性基板具有一定的柔韧性，能与器件紧密贴合。由于微 米级厚度的磁性基板生坯片几乎不可能或很难通过压制或挤制成型，而通过流延成型可以 方便有效、大面积的制备出薄型坯片。流延成型作为一种重要的成型方法，已被广泛应用于 陶瓷基片（包括NFC磁性基板）及多层结构材料制备中，且成型的好坏在很大程度上影响 着材料的微观组织结构，决定了产品的性能、应用和价格。按照浆料的溶剂类型可将流延成 型分为水基和非水基流延成型。
[0006] 非水基流延成型工艺目前已经比较成熟，可以制备各种氧化物、非氧化物的片式 多层器件。流延工艺中常用的溶剂有乙醇、丁酮、三氯乙烯、甲苯等。有机溶剂的分子量较 小，容易挥发，在成膜过程中挥发完全。在实际生产中使用混合溶剂比较普遍，尤其是二元 或三元共沸体。工业中用的分散剂主要包括磷酸脂、乙氧基化合物、三油酸甘油脂和鱼油。 浆料中常用的粘结剂为聚乙烯醇丁醛（PVB)、聚丙烯酸甲酯和乙基纤维素等。常用的增塑剂 有聚乙二醇、邻苯二甲酸酯和乙二醇等。采用非水基流延成型工艺制备的膜片干燥速度快， 表面光滑，微观结构均匀，膜片质量可以得到很好的控制。但是，有机物含量较高，导致膜片 烧结后密度低，生产条件恶劣，对人体和环境造成很大危害。同时其溶剂都是易燃品，生产 过程中存在很大的安全隐患，且生产成本较高，因此，研究以安全、清洁、低成本为特征的水 系流延成型技术已经成为不可逆转的趋势。
[0007] 水基流延成型工艺使用水作为溶剂替代有机溶剂，目前大多数研究均处在实验阶 段。而由于水分子是极性分子且表面张力大，而分散剂、粘结剂、塑化剂、助剂等是有机添加 剂，与水分子之间存在相容性问题。因此，造成水系流延成型中水对粉料的湿润性较差、挥 发慢和干燥时间长，浆料脱泡困难，流延膜柔韧性较差，成型后易开裂、易翘曲、强度低等缺 陷。
[0008] 如在现有一具体实施例中，在CN104177077A中公开了一种NFC磁性基板用水基 流延浆料和NFC磁性基板。其水基流延浆料是以水为溶剂，含有铁氧体粉体、分散剂、粘结 剂、增塑剂等组分。其中，分散剂为聚丙烯酸（PAA)、粘结剂为聚乙烯醇（PVA)和聚丙烯酸、 增塑剂为聚乙二醇。先用量筒量取蒸馏水，按配比称量分散剂、粘结剂和增塑剂，后加入烧 杯中制备溶液。在搅拌机的搅拌下慢慢加入铁氧体粉体，搅拌后，将浆料转入球磨机中球磨 20~30h，球磨转速为300~500r/min，得到流延浆料，并过100~200目筛。球磨好的浆 料加入消泡剂，放入带真空栗的容器中抽真空，在0. 1~0. 3MPa的负压下抽真空8~15h， 并按1~1. 8h/L进行陈腐处理，粘度控制在10000~15000mPa.s，制得流延成型用浆料。 将制得的浆料在含六个温区的刚带流延机上进行流延成型，得到80~150um的生坯片带。 将生坯带裁剪成一定规格尺寸的小片，储存。最后将裁剪的生坯带烧结，并进行磁导率的测 试。
[0009]但是该NFC磁性基板用水基流延浆料成型后的基片密度较低，存在密度梯度，干 燥慢且干燥后的基片强度低，无法进行机械加工，严重影响后续工序的效率和裁切的成品 率。这是由于PVA含有大量羟基，可在水中溶解或溶胀，通过分子间产生的范德华力、氢键 以及色散力等物理作用将粉体颗粒包裹，赋予基片一定的强度。由于这些作用仅仅是PVA 分子间产生的物理作用，其作用力远小于化学键的作用力。
[0010] 由上所述，流延成型是一种目前比较成熟的能够获得较好质量陶瓷基片的成型方 法。然而由于成型机制中的固有缺点使得到的坯体存在如下缺陷：密度较低，存在密度梯 度，成型慢且强度低，素坯内容易产生气泡、裂纹等缺陷，而且干燥烧结时易起泡开裂，脆性 大，易弯曲变形，尺寸变化也较大。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种磁性基板用水系流延浆料 和其制备方法，以解决现有水系流延浆料存在对粉料的湿润性较差、挥发慢和干燥时间长， 浆料脱泡困难，流延膜柔韧性较差，成型后易开裂、易翘曲、强度低的技术问题。
[0012] 本发明另一目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种利用本发明磁性基板用 水系流延浆料制备的磁性基板，以解决现有磁性基板柔韧性较差，成型后易开裂、易翘曲、 强度低的技术问题。
[0013] 为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
[0014] 一种磁性基板用水系流延浆料，包括如下重量份的组分
[0015] 铁氧体粉体 70~81份 丙烯酰胺单体 3~8份 交联剂 0.4~1份 增塑剂 3~5份 分散别 3~5份 本 20~30份。
[0016] 以及，一种磁性基板用水系流延浆料的制备方法，包括如下步骤：
[0017] 按照本发明磁性基板用水系流延浆料组分比例称取各组分；
[0018] 将称取的所述丙烯酰胺单体、交联剂、增塑剂、分散剂加入所述水组分中进行混料 处理，得到混合溶液；
[0019] 向所述混合溶液中加入所述铁氧体粉体，后进行球磨处理和脱气处理。
[0020] 以及，一种磁性基板，其由本发明磁性基板用水系流延浆料经过包括流延成型处 理，凝胶反应处理，裁切处理，机械加工处理和烧结处理而成。