CN107597405B - 助磨剂、其制备方法、助磨液及硅酸锆的研磨方法 - Google Patents

助磨剂、其制备方法、助磨液及硅酸锆的研磨方法 Download PDF

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本发明涉及一种助磨剂、助磨液及硅酸锆的研磨方法。一种助磨剂,用于辅助研磨硅酸锆,以质量百分含量计,包括:13%~34%的三乙醇胺,36%~48%的二乙醇单异丙醇胺及18%~51%的乙二醇。上述助磨剂,能够有效地解决硅酸锆原料研磨中的团聚问题,降低磨介阻力系数,减小电流峰值,维持稳定分散性,提高研磨效率。

Description

助磨剂、其制备方法、助磨液及硅酸锆的研磨方法
技术领域
本发明涉及助磨剂领域,特别是涉及一种助磨剂、其制备方法、助磨液及硅酸锆的研磨方法。
背景技术
硅酸锆是由锆英砂经超细粉碎、除铁、钛等工艺加工而成的超细粉体,具有高强度,高硬度、高熔点、高折射率、耐磨损、耐腐蚀、低热导率、低膨胀系数、化学稳定性好等特点,广泛应用于陶瓷行业,是目前陶瓷生产中不可替代的一种陶瓷釉用原料。另外,硅酸锆微米级涂层具有化学稳定性好、能耐酸碱和有机溶剂、机械强度大、抗微生物能力强、耐高温等特点,因而在电子、化工、生物等领域也有广泛的应用。
硅酸锆超细加工过程中细度是决定其产品质量的关键因素。在硅酸锆粉碎过程中,往往颗粒细化到一定程度后,由于分子外层电子间的相互作用力会出现团聚的现象,因颗粒团聚变大而使用粉碎工艺恶化,造成颗粒不能有效粉碎及能源浪费。
发明内容
基于此,有必要针对硅酸锆超细粉体粉碎过程中的团聚问题,提供一种助磨剂、其制备方法、助磨液及硅酸锆的研磨方法。
一种助磨剂,用于辅助研磨硅酸锆,以质量百分含量计,包括:13%~34%的三乙醇胺,36%~48%的二乙醇单异丙醇胺及18%~51%的乙二醇。
在其中一个实施方式中,包括:15%~25%的三乙醇胺,36%~45%的二乙醇单异丙醇胺及30%~48%的乙二醇。
在其中一个实施方式中,包括:20%~30%的三乙醇胺,40%~50%的二乙醇单异丙醇胺及20%~40%的乙二醇。
在其中一个实施方式中,包括34%的三乙醇胺、48%的二乙醇单异丙醇胺及18%的乙二醇。
一种助磨剂的制备方法,包括以下步骤:将所述三乙醇胺及乙二醇,混合搅拌0.45h~2h,得混合物;及向所述混合物中加入所述二乙醇单异丙醇胺,搅拌2h~3h,得助磨剂。
一种助磨液,用于辅助研磨硅酸锆,包括所述助磨剂及水,所述助磨剂与水的比例为4.5Kg:1790L~8Kg:1650L。
一种硅酸锆的研磨方法,使用所述助磨剂对硅酸锆原料进行研磨。
在其中一个实施方式中,所述硅酸锆的研磨方法,使用所述助磨剂及水对硅酸锆原料进行研磨。
在其中一个实施方式中,具体包括以下步骤:将所述助磨剂与水按照4.5Kg:1790L~8Kg:1650L。混合后搅拌,得到助磨液;及将硅酸锆原料与所述助磨液混合后进行研磨。
在其中一个实施方式中,所述硅酸锆原料与所述助磨液的固液比为4500Kg:1658L~4500Kg:1794.5L。
上述助磨剂,能够降低粉碎时硅酸锆原料颗粒界面的表面张力,在硅酸锆原料颗粒的表面形成一层液膜,以阻止硅酸锆原料颗粒的相互靠近,利用空间位阻,使硅酸锆原料颗粒能够稳定分散,有效地解决硅酸锆原料研磨中的团聚问题,降低磨介阻力系数,减小电流峰值,维持稳定分散性,保持高的研磨效率。上述助磨剂的制备方法,操作简便,易实现工业化生产。上述硅酸锆的研磨方法,能够提高研磨效率、降低研磨能耗、降低研磨过程中研磨设备的电流峰值,所得硅酸锆符合超细粉体的标准,粒度均一。
附图说明
图1为实施例8、实施例9、实施例10及实施例11的球磨机运行电流图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面主要结合助磨剂、其制备方法、助磨液及硅酸锆的研磨方法,对本发明进行更全面的描述。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
一实施方式的助磨剂,用于辅助研磨硅酸锆,以质量百分含量计,包括:13%~34%的三乙醇胺,36%~48%的二乙醇单异丙醇胺及18%~51%的乙二醇。
在其中一个实施方式中,以质量百分含量计,三乙醇胺纯度为90.56%,含6.89%水份,色度Pt/Co为40。
在其中一个实施方式中,以质量百分含量计,二乙醇单异丙醇胺纯度为85.32%,水分含量12.3%,DEA含量1.28%,pH值为11.45,色度Pt/Co为30。
在其中一个实施方式中,乙二醇为工业用乙二醇,属GB/T4649-2008优等品。
在其中一个实施方式中,助磨剂,以质量百分含量计,包括:15%~25%的三乙醇胺,36%~45%的二乙醇单异丙醇胺及30%~48%的乙二醇。
在其中一个实施方式中,助磨剂,以质量百分含量计,包括:20%~30%的三乙醇胺,40%~50%的二乙醇单异丙醇胺及20%~40%的乙二醇。
在其中一个实施方式中,助磨剂,以质量百分含量计,包括34%的三乙醇胺、48%的二乙醇单异丙醇胺及18%的乙二醇。
三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺及乙二醇共同作用,可以降低硅酸锆原料颗粒界面的表面能,减少使其断裂所需的应力,利于颗粒粉碎。另外,所述助磨剂在硅酸锆原料颗粒的表面形成一层液膜,以阻止硅酸锆原料颗粒的相互靠近。再者,所述助磨剂利用空间位阻,使硅酸锆原料颗粒能够稳定分散。因此,所述助磨剂有效地解决硅酸锆原料研磨中的团聚问题,有效降低磨介阻力系数,减小电流峰值,维持稳定分散性,保持高的研磨效率。
上述助磨剂的制备方法,包括以下步骤:
S110、将三乙醇胺及乙二醇,混合搅拌0.45h~2h,得混合物。
在其中一个实施方式中,将三乙醇胺及乙二醇,混合搅拌1.5h,得混合物。
在其中一个实施方式中,在保护性气体氛围下,将三乙醇胺及乙二醇,混合搅拌0.45h~2h,得混合物。优选的,保护性气体选自氮气、氩气、氪气及氙气中的至少一种。
在其中一个实施方式中,在无氧环境中将三乙醇胺及乙二醇,混合搅拌0.25h~1.5h,得混合物。
在其中一个实施方式中,混合搅拌在混合罐中进行。优选的,向混合罐中通入保护性气体,使混合罐内无空气,之后再加入三乙醇胺及乙二醇进行搅拌。进一步优选的,向混合罐中通入保护性气体30min进行混合罐中的空气置换。
S120、向混合物中加入二乙醇单异丙醇胺,搅拌2h~3h,得助磨剂。
在其中一个实施方式中,向所述混合物中加入二乙醇单异丙醇胺,搅拌2.5h,得助磨剂。
上述助磨剂的制备方法,操作简便,工艺简单,易实现工业化生产。
一实施方式的助磨液,用于辅助研磨硅酸锆,包括上述助磨剂及水,助磨剂与水的比例为4.5Kg:1790L~8Kg:1650L。
在其中一个实施方式中,助磨液的助磨剂与水的比例为5Kg:1750L。
上述助磨液,可以降低硅酸锆原料颗粒界面的表面能,减少使其断裂所需的应力,利于颗粒粉碎。另外,助磨液在硅酸锆原料颗粒的表面形成一层液膜,以阻止硅酸锆原料颗粒的相互靠近。助磨液利用空间位阻,使硅酸锆原料颗粒能够稳定分散。助磨剂及水的预先混合形成助磨液,有利于助磨剂在硅酸锆原料中均匀分散,使助磨剂有效地解决硅酸锆原料研磨中的团聚问题,同时更有利于提高研磨效率。
一实施方式的硅酸锆的研磨方法,使用上述助磨剂对硅酸锆原料进行研磨。
在其中一个实施方式中,将硅酸锆原料与助磨剂及水混合后进行研磨。优选的,将上述的助磨剂与水按照4.5Kg:1790L~8Kg:1650L混合后搅拌得到助磨液,再将硅酸锆原料与所述助磨液混合后进行研磨。进一步优选的,搅拌的时间为0.5h~1h,更进一步优选的,搅拌时间为3h。进一步优选的,助磨剂与水的比例为5Kg:1750L,混合后,搅拌3h得到助磨液,再使用助磨液进行研磨。
当然,在其他实施方式中,也可以将硅酸锆原料与助磨剂及水加入研磨设备中进行研磨即可。当然,在其他实施方式中,硅酸锆原料、助磨剂及水的加料顺序不限,可为:硅酸锆原料、水、助磨剂,或硅酸锆原料、助磨剂、水,或水、硅酸锆原料、助磨剂,或水、助磨剂、硅酸锆原料等等。
可以理解,加入水的目的是对助磨剂进行稀释,提高投加的方便性,提高助磨效果。在其他实施方式中,水可以省略,也不限于加入水,还可以加入多元轻质醇,只要使用上述助磨剂进行研磨即可,或者使用本领域常用的研磨方法即可。
在其中一个实施方式中,硅酸锆原料为锆英砂。优选的,锆英砂为澳门ILUKA公司66%锆英砂,粒度为80~120目,其化学组分以质量百分含量计,包括:66.09%的ZrO2,0.40%的Al2O3,0.06%的Fe2O3,0.09%的TiO2,32.10%的SiO2。当然,在其他实施方式中,硅酸锆原料还可以为锆英粉。
在其中一个实施方式中,硅酸锆原料与所述助磨液的固液比为4500Kg:1658L~4500Kg:1794.5L。
在其中一个实施方式中,硅酸锆原料与所述助磨液的固液比为4500Kg:1750L。
在其中一个实施方式中,研磨时间为12h~22h。
在其中一个实施方式中,研磨时间为15h。
在其中一个实施方式中,使用研磨机进行研磨,进一步地,使用球磨机进行研磨。
在其中一个实施方式中,选取直径6~13mm的氧化铝球作为磨介。优选地,选取直径13~25mm的氧化铝球作为磨介。
上述硅酸锆的研磨方法,能够提高研磨效率、降低研磨能耗、降低研磨过程中研磨设备的电流峰值,所得硅酸锆符合超细粉体的标准,粒度均一。
以下结合具体实施例进行详细说明。
以下实施例中如未特殊说明,则不包含除不可避免的杂质外的其他组分。
实施例1~8
将已经清洁干燥R-0203搪瓷混合罐通入氮气,保持混合罐内无空气。按照表1中实施例1~8的助磨剂的各组分的质量百分含量准备三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、乙二醇。将三乙醇胺与乙二醇混匀搅拌1.5h后,加入二乙醇单异丙醇胺,继续搅拌2.5h,得实施例1~8的助磨剂。表1中每种化合物对应的数值为该化合物的质量百分含量。
表1
项次 三乙醇胺 二乙醇单异丙醇胺 乙二醇
实施例1 13% 36% 51%
实施例2 15% 37% 48%
实施例3 17% 38% 45%
实施例4 20% 39% 41%
实施例5 22% 40% 38%
实施例6 26% 43% 31%
实施例7 28% 45% 27%
实施例8 34% 48% 18%
实施例9
实施例9的助磨剂为三乙醇胺。
实施例10
实施例10的助磨剂为乙二醇。
实施例11
实施例11的助磨剂为二乙醇单异丙醇胺。
使用实施例1~11的助磨剂对锆英砂进行研磨,并对研磨得到的硅酸锆的粒径及研磨处理的耗电量进行测试。
其中,对锆英砂进行研磨时,在ML-112球磨机中加入锆英砂、直径6~13mm的氧化铝球磨介、水及助磨剂进行研磨,实施例1~11的助磨剂与锆英砂、水的配比、研磨时间如表2所示。
表2
硅酸锆的粒径运用麦奇克(Microtrac)S3500粒径仪及GB/T19077-2016粒度分析激光衍射法进行测试,使用实施例1~11的助磨剂进行研磨后的硅酸锆的粒径分布测试结果如表3所示。
表3
研磨处理的耗电量采用电流采集记录仪,记录研磨过程中的耗电量及电流变化。研磨过程中的耗电量如表4所示,实施例8~实施例9电流变化如图1所示。
表4
实施例 锆英砂量(t) 耗电量(kW·h) 单位耗电量(kW·h/t)
实施例1 4.5 1215 270
实施例2 4.5 1165 258
实施例3 4.5 1089 242
实施例4 4.5 1056 234
实施例5 4.5 1039 230
实施例6 4.5 1022 227
实施例7 4.5 1005 223
实施例8 4.5 993 220
实施例9 4.5 1341 298
实施例10 4.5 1383 307
实施例11 4.5 1357 302
从表3及表4的数据可以看出,相比实施例9-11,实施例1~8的得到硅酸锆的粒径更小,消耗的电量更少。而且从图1中可以看出,实施例8的峰值电流更小,研磨设备在研磨过程中电流更稳定。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种助磨剂,用于辅助研磨硅酸锆,其特征在于,以质量百分含量计,由13%~34%的三乙醇胺、36%~48%的二乙醇单异丙醇胺及18%~51%的乙二醇组成。
2.根据权利要求1所述的助磨剂,其特征在于,以质量百分含量计,由17%~34%的三乙醇胺、38%~48%的二乙醇单异丙醇胺及18%~45%的乙二醇组成。
3.根据权利要求1所述的助磨剂,其特征在于,以质量百分含量计,由26%~34%的三乙醇胺、43%~48%的二乙醇单异丙醇胺及18%~31%的乙二醇的组成。
4.根据权利要求1所述的助磨剂,其特征在于,以质量百分含量计,由34%的三乙醇胺、48%的二乙醇单异丙醇胺及18%的乙二醇的组成。
5.权利要求1-4任一项所述的助磨剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
在保护气氛下,将所述三乙醇胺及所述乙二醇,混合搅拌0.45h~2h,得混合物;及
向所述混合物中加入所述二乙醇单异丙醇胺,搅拌2h~3h,得助磨剂。
6.一种助磨液,用于辅助研磨硅酸锆,其特征在于,包括权利要求1~4任一项所述的助磨剂及水,所述助磨剂与所述水的比例为4.5Kg:1790L~8Kg:1650L。
7.一种硅酸锆的研磨方法,其特征在于,使用权利要求1~4任一项所述的助磨剂对硅酸锆原料进行研磨。
8.根据权利要求7所述的硅酸锆的研磨方法,其特征在于,使用权利要求1~4所述的助磨剂及水对硅酸锆原料进行研磨。
9.根据权利要求7所述的硅酸锆的研磨方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
将权利要求1~4任一项所述的助磨剂与水按照4.5Kg:1790L~8Kg:1650L混合后搅拌得到助磨液;及
将硅酸锆原料与所述助磨液混合后进行研磨。
10.根据权利要求9所述的硅酸锆的研磨方法,其特征在于,所述硅酸锆原料与所述助磨液的固液比为4500Kg:1658L~4500Kg:1794.5L。
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Pledgee: Industrial Commercial Bank of China Ltd. Guangzhou branch Yuexiu

Pledgor: Meike (Guangzhou) new material Co.,Ltd.

Registration number: Y2021440000291