[發明專利]一種超細氧化鋯磨球的制備方法

在審

• 申請號: 201911152910.0
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN110845233A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 李飛
• 申請（專利權）人: 蘇州炻原新材料科技有限公司
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/626
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

本發明提供了一種超細氧化鋯磨球的制備方法：首先采用砂磨將納米氧化鋯粉末分散，然后在分散后的漿料中添加絮凝劑，使納米氧化鋯顆粒聚集形成疏松絮狀的聚集體，從而抑制其在噴霧造粒過程中形成空心或異形結構，漿料經噴霧造粒制得多孔結構造粒粉末，造粒粉末經燒結、研磨后，可制成致密超細氧化鋯磨球。本發明通過解決納米粉末在噴霧造粒過程中形成空心或異形結構問題，使得氧化鋯超細磨球能夠采用工業中成熟的噴霧造粒工藝來制備，具有成本低、效率高、制品性能好等優點。

技術領域

本發明屬于陶瓷材料領域，具體涉及一種超細氧化鋯磨球的制備方法。

背景技術

隨著涂料、油墨、納米精細陶瓷等工業的不斷發展，對原料的細度要求越來越高，諸多產品對原料的細度要求甚至達到了100nm以內。為了實現對上述超細原料的研磨，需要制備出粒徑在0.3mm以內的高性能研磨介質。

氧化鋯陶瓷具有高的密度、高的強度、高的硬度、高的斷裂韌性以及優異的耐磨損和耐化學腐蝕性能，用于研磨介質時，具有研磨效率高、壽命長、對產品污染小等特點，是目前性能最優異的研磨介質。

傳統的氧化鋯磨球制備方法，主要有滾球法、等靜壓成型法、凝膠滴定成型法、溶膠凝膠法和攪拌成型法等。其中，滾球法和等靜壓成型法如中國專利201010187597.7，201811185831.5，200710116340.0等，一般只能制備直徑大于0.5mm的磨球；溶膠凝膠法如中國專利201611094181.4等，需使用昂貴的有機原材料，產品成本高，污染大；凝膠滴定成型法如中國專利201510629431.9，200680006597.4，201210371349.7，201610174094.3，201710057229.2等，雖然可以制備出直徑在0.2mm左右的磨球，但是由于一次滴定只能制備一個磨球，生產效率低，并且由于小粒徑磨球重量輕，在滴定時易變形；攪拌成型法如中國專利201710943691.2等，需要高壓條件下進行高速攪拌，設備成本高，安全風險大，并且在高速攪拌的環境下制備的磨球缺陷多，產品合格率低。

噴霧造粒是一種可以制備直徑小于0.3mm球形粉末的低成本、高效工藝方法?，F階段，采用噴霧造粒法來制備超細氧化鋯磨球的主要問題是，由于制備超細磨球需要采用超細原粉，該類粉末質量小，噴霧造粒時，在水分蒸發所形成的毛細管力的作用下，粒子向液滴表面遷移，最終形成的是空心或蘋果型、洋蔥圈型的粉末，上述結構的粉末在燒結后無法形成高密度的球形磨球。

為了改善納米氧化鋯噴霧造粒后的粉末結構，中國專利201080059614.7在制備氧化鋯- 氧化鋁復合陶瓷微球時，采用增大第二相(氧化鋁)粉末比表面積的方法，來防止形成空心顆粒。但是，由于不同比表面積的粉末在漿料中的沉降性能不同，漿料中的成分難以均勻，導致該種方法制備的磨球之間性能存在較大的差異；中國專利201510869405.3借簽了凝膠注模工藝的原理，采用凝膠漿料進行噴霧造粒，制備出0.1mm左右的氧化鋯磨球，該種方法的缺點主要有兩個，一是凝膠單體有一定的毒性，不利于操作者的健康，并可能對環境產生污染；另外，凝膠漿料的粘度易受環境溫度等影響而產生波動，導致所制備的顆粒尺寸不穩定。還有研究者采用有機溶劑如酒精等，在極低的進口溫度下，將納米氧化鋯粉末噴霧造粒成實心球形粉末，但由于該種方法使用的是有機溶劑，在制備漿料、噴霧造粒階段均需要密封處理，導致設備昂貴，安全管理成本極高；也有研究者采用噴霧冷凍干燥法來制備多孔的實心納米氧化鋯造粒粉末，但是噴霧冷凍干燥法需要在低溫、真空下緩慢的排除粉末中的水分，導致粉末的制備成本極高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種超細氧化鋯磨球的制備方法，該方法解決了水基納米氧化鋯粉末在噴霧造粒過程中形成空心或異形結構的問題，從而可以低成本制備出超細高密度氧化鋯磨球。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種超細氧化鋯磨球的制備方法，該方法包括以下步驟：

步驟一、將部分穩定的納米氧化鋯粉末、去離子水、分散劑混合均勻得到漿料；