[發(fā)明專利]生產(chǎn)和加工糊狀二氧化硅物料的方法及其應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380013380.6
• 申請日: 2013-03-07
• 公開（公告）號: CN104169218A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設計）人: J·韋伯;N·特雷格;G·沙伊希;W·韋德克;C·申克;J·皮克豪斯;K·邁爾-默格特;S·潘卡拉
• 申請（專利權）人: 赫羅伊斯石英玻璃股份有限兩合公司
• 主分類號: C01B33/12
• 分類號: C01B33/12;C01B33/157;C01B33/187
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 石克虎;林森

本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)糊狀二氧化硅物料的方法，其中使用二氧化硅粒子的固體含量在80重量％至90重量％的均質(zhì)化二氧化硅基礎淤漿。此外，本發(fā)明涉及糊狀二氧化硅物料的用途。

現(xiàn)有技術

所謂的注漿法在生產(chǎn)陶瓷或玻璃質(zhì)部件，特別是生產(chǎn)石英玻璃部件的陶瓷加工工藝中普遍應用。生產(chǎn)具有高二氧化硅含量的復合材料的注漿法從DE10114484A1中已知。具有無定形硅石粉的稀釋的水懸浮液和至少兩種另外的二氧化硅粒子級分在球磨機中混合，并被加工成均質(zhì)的淤漿。該淤漿以標準壓鑄方法加工成二氧化硅生坯，并在該加工中成型?；蛘撸鶕?jù)DE10114484A1的淤漿可以通過形成凝膠的成分，例如氟化銨，轉化成為可壓的物料。

從DE102006046619A1中已知，通過添加具有相互匹配的粒徑分布的二氧化硅原料組分生產(chǎn)具有高填充度的醇基二氧化硅淤漿，其中該淤漿可以涂抹或刮涂。所述淤漿通過連接在淤漿存儲容器上的刮片設備加工。

WO2009/127438A1公開了表面改性的二氧化硅粒子和包括所述二氧化硅粒子的硅溶膠。表面改性的二氧化硅粒子將顯示在特定的有機溶劑中改進的可再分散性，特別是在甲苯中。為了生產(chǎn)表面改性的二氧化硅粒子，改性劑被加入到具有水含量大于50重量％的水性硅溶膠中，使得二氧化硅粒子通過有機官能團填滿它們的表面。為了高效地進行這一過程，在與改性劑反應之前抽出水，使得最后硅溶膠中水的總含量低于15重量％。任選地，在硅溶膠在40-50℃下真空干燥并獲得表面改性的二氧化硅粉末之前加入離子交換劑和重新用異丙醇稀釋。用這種方式獲得的二氧化硅粉末可以被容易地再分散在甲苯中，不發(fā)生任何結塊。再分散的時候硅溶膠中的固體含量為10重量％。

EP1136119A1也涉及改進二氧化硅顆粒的再分散。其中建議凍干和噴淋凍結的組合。作為開始的懸浮液，具有固體含量為25重量％的水性二氧化硅懸浮液被在液氮中噴成霧狀，隨后升華干燥。在此過程中獲得幾乎球形的二氧化硅顆粒。二氧化硅顆粒通過攪動和超聲波處理被再次分散在水中。再分散懸浮液的固體含量為約0.4重量％。粒徑分布的分析表明顆粒級分在施加的條件下是完全可再分散的。

DE69227448T2也涉及用于生產(chǎn)可再分散的納米級二氧化硅粉末的方法，其中通過在水性反應溶液中水解四乙氧基硅烷。獲得的多聚二氧化硅粒子被分離和干燥，并在超聲波的幫助下可以容易地再分散在水中或極性有機溶劑中。干燥具體是指凍干和在120℃下真空干燥的組合。

技術目的

最后說明的方法用于生產(chǎn)具有好的可再分散性的二氧化硅粒子或顆粒。所希望的最終產(chǎn)物是二氧化硅粉末或二氧化硅顆粒。

然而，本發(fā)明涉及二氧化硅淤漿及其再加工。由于優(yōu)化了懸浮液的粒徑分布和填充度，除了通常的注漿以外，上述現(xiàn)有技術的二氧化硅淤漿適合于不同的再加工方法。然而，該淤漿必須在均質(zhì)化以后迅速地進行再加工，以能夠從優(yōu)化的淤漿特性中受益。淤漿的粘稠度可能由于存儲或運輸而改變，因此在存儲液體淤漿的情況下的生產(chǎn)只有在巨大的消耗下才有可能。

因此，本發(fā)明的目的是提供通過使用二氧化硅淤漿生產(chǎn)糊狀二氧化硅物料的方法，該方法可以簡化中間存儲條件和運輸條件，而沒有因此損害由淤漿生成糊狀二氧化硅物料的可加工性。此外，本發(fā)明的目的是提供所述糊狀二氧化硅物料的合適用途。

發(fā)明概述

本發(fā)明的目的根據(jù)本發(fā)明如下實現(xiàn)：使二氧化硅基礎淤漿經(jīng)過干燥步驟以形成二氧化硅干燥物料，并隨后通過再濕步驟進一步加工成糊狀二氧化硅物料，其中再濕步驟包括向二氧化硅干燥物料加入液體以形成糊狀可捏合的二氧化硅物料，該二氧化硅物料具有多于85重量％的固體含量。

由二氧化硅粒子在液體介質(zhì)中的懸浮液組成的基礎淤漿通過在球磨機中的機械作用(例如攪拌或研磨)加工成均質(zhì)的二氧化硅基礎淤漿。所述基礎淤漿的固體含量在80重量％至90重量％的范圍內(nèi)。

二氧化硅粒子的粒徑分布及其顆粒形狀對基礎淤漿的流動特性有影響，并最終影響二氧化硅淤漿最終加工后的燒結性能。一部分少量的粒徑小于100nm的二氧化硅納米粒子會影響淤漿的流動特性，直到在恒定的攪拌速度下出現(xiàn)恒定的淤漿粘度。一般來說，均質(zhì)化步驟包含幾天的時間。通常經(jīng)過至少6至12天或者甚至在滾動支座上對二氧化硅基礎淤漿進行均質(zhì)化。

在均質(zhì)化步驟之后，通過將淤漿倒在淺的槽上并且使其在室溫下或升高的溫度下置于干燥室中而立即將二氧化硅基礎淤漿干燥成固體物料。