[发明专利]一种电极浆料和氧传感器

说明书

技术领域

本发明涉及汽车发动机技术领域，尤其涉及一种电极浆料和氧传感器。

背景技术

氧传感器是汽车发动机控制系统的关键传感部件，能够控制汽车尾气排放，降低汽车对环境的污染，提高发动机的燃油燃烧质量。氧传感器一般安装在发动机的排气管上，监测汽车尾气中的氧浓度，并将监测信息反馈给电子控制单元(ECU)，使ECU调整喷油量以及点火时间，从而实现发动机的最佳空燃比闭环控制，确保三效催化转换器实现对排气中的碳氢化合物(HC)、CO和氮氧化物(NO_X)三种污染物的最大转化效率。

氧传感器的核心元件为ZrO₂陶瓷基板，它是一种固态电解质，在ZrO₂陶瓷基板两侧面分别涂覆电极浆料，所述电极浆料烧结后形成电极。在一定温度下，由于ZrO₂陶瓷基板两侧氧浓度不同，高浓度侧的氧分子被吸附在电极上与电子结合形成氧离子O^2-，使该电极带正电，O^2-离子通过电解质中的氧离子空位迁移到低氧浓度侧，使该电极带负电,即产生电势差。由于电极是由电极浆料烧结而成的，因此电极浆料的催化效率对电极的灵敏度具有重要的影响，从而影响到氧传感器的启动时间和响应时间。

申请号为200910252569.6的中国专利公开了一种氧传感器电极浆料和氧传感层及其制备方法，现有技术提供的氧传感器电极浆料含有无机粘结剂、有机粘结剂和铂金属粉末，而且这种氧传感器电极浆料中还包括稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物粉末；现有技术提供的氧传感层的制备方法为：在氧化锆基片的两侧涂覆上述技术方案所述的氧传感器电极浆料，得到氧传感层。

现有技术提供的这种氧传感器电极浆料能够在空气气氛下进行共烧，降低了工业生产的工艺要求，提高了生产效率；而且稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物的加入能够降低电极浆料中铂金属粉末的用量，从而降低这种电极浆料的生产成本；但是现有技术提供的这种电极浆料的催化效率较低，采用这种电极浆料制备的氧传感器的启动时间和响应时间较慢，难以满足氧传感器的实际使用要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电极浆料和氧传感器，本发明提供的电极浆料具有较高的催化效率，采用这种电极浆料制备的氧传感器的启动时间和响应时间较快。

本发明提供了一种电极浆料，包括：

有机载体，所述有机载体包括溶剂和粘结剂，

所述溶剂包括松油醇、正丁醇、异丙醇和松节油中的一种或几种，

所述粘结剂包括聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂和乙基纤维素中的一种或几种；

无机粉末，所述无机粉末包括铂、碱土金属氧化物、石墨和炭中的一种或几种；

所述有机载体和无机粉末的质量比为(25～80):(50～85)。

优选的，所述溶剂和粘结剂的质量比为(20～50):(5～30)。

优选的，所述溶剂包括松油醇、正丁醇、异丙醇和松节油。

优选的，所述松油醇、正丁醇、异丙醇和松节油的质量比为(30～50):(10～20):(10～20):(30～50)。

优选的，所述粘结剂包括聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂和乙基纤维素。

优选的，所述碱土金属氧化物为氧化镁或氧化钙。

优选的，所述无机粉末的粒度为5微米～20微米。

优选的，所述电极浆料还包括有机粉末，所述有机粉末包括亚克力、聚乙烯醇和锯末中的一种或几种。

优选的，所述无机粉末和有机粉末的质量比为(50～85):A，0＜A≤15。

本发明提供的电极浆料中的有机载体和无机粉末使这种电极浆料具有较高的催化效率，能够降低氧传感器的启动时间和响应时间。

此外，本发明提供的电极浆料还具有较好的耐热性、耐寒性和耐久性。实验结果表明，本发明提供的电极浆料在25℃～30℃陈放30分钟，电极浆料的减少量＜2％；电极浆料的粘度上升量为10％～17％，耐热性较好；在10℃～20℃陈放30分钟，电极浆料的粘度为25000mPa.s～30000mPa.s，耐寒性较好；在3℃～5℃下保存可三个月不分层，在25℃下保存，可一个月不分层，耐久性较好。

本发明提供了一种氧传感器，包括：

传感层，所述传感层包括传感电极，所述传感电极由上述技术方案所述的电极浆料形成；

设置在所述传感层表面的参比气层；