CN102910915A - 一种陶瓷研磨球滚动成型用复合浆水及制备方法 - Google Patents

Abstract

一种陶瓷研磨球滚动成型用复合浆水，以两种不同分子量的PVA匹配作为粘结剂，溶剂为水和乙醇的混合溶液，另外加入甘油、聚丙烯酸铵，并可以加入少量氨水控制浆水的pH值，用该复合浆水通过滚动成型方式制得的陶瓷研磨球素坯，表面光洁，缺陷少，球的球度高，粒径分布窄。

Description

一种陶瓷研磨球滚动成型用复合浆水及制备方法

技术领域

本发明涉及一种陶瓷研磨球滚动成型过程中所使用的复合浆水。

背景技术

研磨球广泛应用在矿产、冶金、化工、食品、建材等行业，通过研磨球的碰撞、摩擦、剪切、挤压等多种方式可以将原料粉碎和混匀。研磨球的质量严重影响生产效率和产品品质。

陶瓷研磨球成型中广泛使用的是滚动成型。该方法使用结构简单且价格低廉的旋转滚球机，添加预制的球坯晶种，然后边旋转喷雾喷入浆水，边添加粉料。球坯晶种在旋转过程中，利用喷洒的浆水，粘上添加的干粉不断生长，最终获得所需尺寸的球坯。球坯经烧结获得致密的陶瓷球。该技术具有设备和生产工艺简化、生产效率高、产品质量好的优势，是一种适合于规模化大生产的工艺技术，在陶瓷研磨球生产中得到广泛使用。

在滚动成型工艺中，所使用的浆水对于陶瓷球的成型至关重要。现在生产上普遍使用的是单一的PVA水溶液作为浆水，该浆水对于不同组份或不同形貌的粉体适应性差，生产中常出现球坯缺陷多，表面粗燥，尺寸分布宽，粉体粘壁，成型困难等缺点，往往严重影响滚球工艺的生产效率和陶瓷研磨球的性能。

发明内容

本发明正是为了克服上述不足，目的在于提供一种用于陶瓷研磨球滚动成型的复合浆水，提升滚动成型工艺的效率和质量。主要创新在于利用两种不同分子量的PVA匹配作用、乙醇-水复合溶剂及甘油控制水的干燥过程、聚丙烯酸铵为增塑剂、氨水调节pH值来控制浆水粘度和粉体颗粒间相互作用，调整成型过程中的浆水的粘性，减少球坯的缺陷及粒径的分布，增强坯体塑性、强度和光洁度。

具体是这样实施的：一种陶瓷研磨球滚动成型用复合浆水，其特征在于复合浆水中各原料的重量占比为：

分子量为1500的PVA                                 0.1%-0.2%

分子量为6000的PVA                                    0.2%-1%

甘油                                                               0.5%-1%

分子量为6000的聚丙烯酸铵                  0.1%-0.3%

乙醇                                                                5%-10%

少量氨水调节pH值为7-10

其余为水。

本发明通过两种不同分子量的PVA匹配作为粘结剂，提高了浆水的适应性及粘结作用；溶剂为水和乙醇的混合溶液，甘油作为保湿剂，通过复合溶剂和保湿剂调节水的蒸发作用；聚丙烯酸铵为增塑剂，加入聚丙烯酸铵增强坯体的塑性，消除球坯缺陷，提高光洁度；通过添加氨水调整pH值以改善浆水的粘度及粉体颗粒之间的相互作用。使用复合浆水可以大大减少滚球工艺对不同组份、不同粉体形貌的敏感性，改善球坯的质量，提高滚球工艺的生产效率，促进陶瓷研磨球质量的提升。

本发明复合浆水的制备方法是： 

1）按比例将乙醇与水混合均匀；

2）将混合溶剂加热到80摄氏度，先加入分子量为1500的PVA，再加入分子量为6000的PVA及分子量为6000聚丙烯酸铵，搅拌溶解澄清透明后，冷至室温；

3） 加入甘油，最后根据陶瓷球的种类，加入氨水调整浆水pH值。 

用该复合浆水通过滚动成型方式制得的陶瓷研磨球素坯，表面光洁，缺陷少，球的球度高，粒径分布窄。

具体实施方式

实施例1

首先按比例将乙醇（质量百分数为5%）与水混合均匀，然后将混合溶剂加热到80摄氏度，先加入分子量为1500的PVA（质量百分数为0.1%），再加入分子量为6000的PVA（质量百分数为0.2%）及分子量为6000聚丙烯酸铵（质量百分数为0.1%），搅拌溶解澄清透明后，冷至室温，再加入甘油（质量百分数为0.5%），不加氨水，pH值为7。该浆水用于直径2mm陶瓷球成型（质量百分组成20%高岭土，20%氧化铝，30%长石，20%石英粉，5%滑石，5%碳酸钙）。所成素坯球球度为0.9，密度为2.1g/cm³，粒径2.5-3.0mm球重量比为98%，表面粗糙度Ra120，强度为31N。

实施例2

首先按比例将乙醇（乙醇质量百分数为10%）与水混合均匀，然后将混合溶剂加热到80摄氏度，先加入分子量为1500的PVA（质量百分数为0.2%），再加入分子量为6000的PVA（质量百分数为1%）及分子量为6000聚丙烯酸铵（质量百分数为0.3%），搅拌溶解澄清透明后，冷至室温，再加入甘油（质量百分数为1%），最后加入浓氨水调整浆水pH为10。该浆水用于直径2mm氧化锆球成型（质量百分组成95%氧化锆，5%氧化钇）。所成素坯球球度为0.9，密度为4.9g/cm³，粒径1.8-2.2mm球重量比为97%，表面粗糙度Ra60，强度为18N。

实施例3

首先按比例将乙醇（质量百分数为5%）与水混合均匀，然后将混合溶剂加热到80摄氏度，先加入分子量为1500的PVA（质量百分数为0.2%），再加入分子量为6000的PVA（质量百分数为0.3%）及分子量为6000聚丙烯酸铵（质量百分数为0.1%），搅拌溶解澄清透明后，冷至室温，再加入甘油（质量百分数为0.5%），加氨水调整pH值为9。该浆水用于直径2mm20氧化锆锆球成型（质量百分组成20%氧化锆，20%氧化铝，30%长石，20%高岭土，5%滑石，5%碳酸钙）。所成素坯球球度为0.9，密度为2.8g/cm³，粒径2.0-2.5mm球重量比为96%，表面粗糙度Ra110，强度27N。

实施例4

首先按比例将乙醇（质量百分数为5%）与水混合均匀，然后将混合溶剂加热到80摄氏度，先加入分子量为1500的PVA（质量百分数为0.1%），再加入分子量为6000的PVA（质量百分数为0.4%）及分子量为6000聚丙烯酸铵（质量百分数为0.2%），搅拌溶解澄清透明后，冷至室温，再加入甘油（质量百分数为0.5%），加氨水调整pH值为9。该浆水用于直径2mm硅酸锆球成型（质量百分组成80%硅酸锆，10%长石，5%高岭土，5%碳酸钙）。所成素坯球球度为0.9，密度为2.7g/cm3，粒径1.8-2.2mm球重量比为98%，表面粗糙度Ra120，强度为17N。

实施例5

首先按比例将乙醇（质量百分数为8%）与水混合均匀，然后将混合溶剂加热到80摄氏度，先加入分子量为1500的PVA（质量百分数为0.2%），再加入分子量为6000的PVA（质量百分数为0.6%）及分子量为6000聚丙烯酸铵（质量百分数为0.2%），搅拌溶解澄清透明后，冷至室温，再加入甘油（质量百分数为0.8%），加氨水调整pH值为10。该浆水用于直径2mm氧化铝球成型（质量百分组成90%氧化铝，5%碳酸镁，5%长石）。所成素坯球球度为0.9，密度为2.5g/cm3，粒径1.8-2.2mm球重量比为98%，表面粗糙度Ra80，强度为13N。

Claims (2)

1.一种陶瓷研磨球滚动成型用复合浆水，其特征在于复合浆水中各原料的重量占比为：

分子量为1500的PVA                           0.1%-0.2%

分子量为6000的PVA                             0.2%-1%

甘油                                                          0.5%-1%

分子量为6000的聚丙烯酸铵              0.1%-0.3%

乙醇                                                            5%-10%

少量氨水调节pH值为7-10

其余为水。

2.根据权利要求1所述的陶瓷研磨球滚动成型用复合浆水，其特征在于其制备方法为：

1）按比例将乙醇与水混合均匀；

2）将混合溶剂加热到80摄氏度，先加入分子量为1500的PVA，再加入分子量为6000的PVA及分子量为6000聚丙烯酸铵，搅拌溶解澄清透明后，冷至室温；

加入甘油，最后根据陶瓷球的种类，加入氨水调整浆水pH值。