[發(fā)明專利]高效玻璃拋光粉及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210112365.4
• 申請日: 2012-04-17
• 公開（公告）號: CN102643614A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫韜;周濤
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇中晶科技有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02
• 代理公司: 常州市夏成專利事務(wù)所(普通合伙) 32233
• 代理人: 沈毅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及混合稀土氧化物以及其制備工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種高效玻璃拋光粉及其制備方法。

背景技術(shù)

稀土拋光粉的拋光原理在Cook的論著中有比較全面的闡述。稀土氧化物拋光機(jī)理源于稀土具有化學(xué)牙齒，在拋光過程中通過水、拋光劑、拋光模材料和玻璃之間化學(xué)作用，表現(xiàn)出優(yōu)異的拋光效果；也有人認(rèn)為稀土氧化物拋光是純機(jī)械作用學(xué)說，即拋光是研磨過程的繼續(xù)；還有人認(rèn)為稀土氧化物拋光是一個(gè)摩檫熱使玻璃表面產(chǎn)生塑性變形和流動，或者是熱軟化以致熔融而產(chǎn)生流動，拋光過程是玻璃表面分子重新分布而形成平整表面的過程；更廣泛為人們接受的還是機(jī)械、物理化學(xué)學(xué)說，即拋光過程是一機(jī)械的、物理化學(xué)作用的綜合過程；許多專家認(rèn)為，拋光是一機(jī)械的、物理化學(xué)的、化學(xué)的綜合，其中機(jī)械作用是基本的，化學(xué)作用是重要的，而流變現(xiàn)象是存在的。氧化鈰之所以是極有效的拋光用化合物，是因?yàn)樗苡没瘜W(xué)分解和機(jī)械摩擦二種形式同時(shí)拋光玻璃。在拋光過程中，氧化鈰拋光粉有兩種作用，即機(jī)械作用與膠體化學(xué)作用，這兩種作用是同時(shí)出現(xiàn)的。拋光的初始階段，是稀土氧化物顆粒去除表面凹凸層的過程，因而呈現(xiàn)出新的拋光面，這時(shí)機(jī)械作用是主要的。同時(shí)，由于拋光混合物中有水，在拋光過程中形成H₃O⁺離子，在玻璃表面H₃O⁺離子與Na+離子相互交換而與玻璃形成水解化合物；同時(shí)由于CeO₂拋光劑具有多價(jià)的性質(zhì)，Ce³⁺/Ce⁴⁺的氧化還原反應(yīng)會破壞硅酸鹽晶格，并通過化學(xué)吸附作用，使玻璃表面與拋光劑接觸的物質(zhì)（包括玻璃及水解化合物）被氧化或形成（…Ce-O-Si…）絡(luò)合物而被除去。

當(dāng)前玻璃加工企業(yè)生產(chǎn)中所使用的玻璃拋光粉主要以大顆粒稀土氧化物粉做拋光摩擦劑。與其他玻璃拋光粉相比，稀土氧化物拋光速率高，拋光后玻璃表面光學(xué)性能優(yōu)良，已經(jīng)在過去幾十年里成為玻璃拋光的主要產(chǎn)品。但市場上的稀土玻璃拋光粉分散穩(wěn)定性差，容易導(dǎo)致嚴(yán)重的表面劃傷，還存在平化拋光效率低等缺陷。長時(shí)間拋光往往大大降低拋光效率，造成拋光機(jī)的迅速磨損，生產(chǎn)效率低，以及大量的耗材消費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的拋光粉分散穩(wěn)定性差、拋光效率低等的不足，本發(fā)明提供了一種高效玻璃拋光粉及其制備方法。

本發(fā)明目的在于通過加入具有低氧化還原勢的金屬離子，促進(jìn)Ce³⁺/Ce⁴⁺的氧化還原反應(yīng)，進(jìn)而提高稀土氧化物的拋光效率；在稀土氧化物中引入離子半徑小于稀土離子的金屬，導(dǎo)致稀土氧化物晶格緊縮，增強(qiáng)其顆粒硬度，以實(shí)現(xiàn)同時(shí)增強(qiáng)稀土氧化物拋光粉的化學(xué)與機(jī)械拋光功能。本發(fā)明提高了稀土氧化物拋光粉的拋光效率。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種高效玻璃拋光粉，包括稀土氧化物，所述稀土氧化物為鑭、鈰氧化物，所述稀土氧化物晶格中含有低氧化還原電位的非稀土元素催化劑。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括非稀土元素在水中化合價(jià)之間的氧化電位在±0.300ev范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括非稀土元素是銀，銅，錳，鉛，鐵，汞，鉈，碘，錸，砷，鍺，鎢，錫中的一種或幾種。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括非稀土元素的含量在拋光粉固體總量中占0.1-10%原子比。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述拋光粉中含有金屬陽離子，其氧化物中的離子半徑小于0.6?。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述拋光粉中含有金屬陽離子是鋁離子，鈦離子，鎂離子中的一種或幾種。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述拋光粉中含有金屬陽離子的含量在0.1%-5%原子比。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述高效玻璃拋光粉中，不含氟化物。

一種高效玻璃拋光粉的制備方法，包括以下步驟：

稱取5千克白色混合碳酸鑭鈰，其中稀土氧化物含量45%wt，加入5千克水中，室溫下攪拌均勻，制成懸浮液；

向懸浮液加入45g～450克硝酸鹽，攪勻，制成含錳碳酸鑭鈰混合懸浮液；在攪拌條件下，用氫氧化鈉將pH調(diào)到10，然后靜置沉淀，倒掉液體，將固體在120℃烘箱內(nèi)烘干，破碎；

將烘干破碎的固體粉料在920～1020℃焙燒12小時(shí)獲得暗紅色鑭鈰氧化物拋光粉。