一種超細粉體與大粒徑顆粒混料的方法技術

本發明專利技術公開了一種超細粉體與大粒徑顆粒混料的方法，其特征在于：將聚合物分散劑溶解到溶劑中，然后加入超細粉體，經攪拌、超聲得均質超細粉體乳濁液；將大粒徑顆粒倒入容器并加熱到溶劑的揮發溫度；把均質超細粉體乳濁液通過按壓式噴霧器噴到大粒徑顆粒中，待溶劑完全揮發即得到混料顆粒。本發明專利技術的方法簡易，成本低，速度快，能有效減少超細粉體在混料過程中的團聚，達到顆粒充分混合均勻的目的。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種超細粉體與大粒徑顆粒混料的方法。
技術介紹
超細粉體具有粒度細、比表面積大、表面活性高、化學反應速度快、燒結體強度高等性質以及獨特的電學、磁學和光學等性能，因而廣泛應用于許多高新
，如在陶瓷行業中利用超細粉體優異的表面活性和低溫燒結性能，將超細粉體以助燒劑的形式添加到需要燒結的粉體中，可以極大地提高傳統陶瓷產品的質量，同時也可改善環境和降低物耗。而在實際使用生產過程中，陶瓷燒結所使用的粉體經常是幾十微米，是超細粉體粒徑的幾百倍甚者上千倍。目前常用的混料方式有混料機混料法和機械攪拌法，但由于陶瓷燒結所使用的粉體和助燒劑粉體粒徑相差很大，且超細粉體顆粒具有極大的比表面積和較高的比表面能，處于熱力學極不穩定狀態，在混料和攪拌過程中極易發生粒子凝并、團聚，形成二次顆粒，使粒子粒徑變大，失去超細粉體所具備的特有功能，同時也會導致混料不均勻，影響產品性能。
技術實現思路
為了克服上述問題，本專利技術提供一種超細粉體與大粒徑顆粒混料的方法，所要解決的技術問題是超細粉體在混料過程出現的團聚現象，及超細粉體在混料過程中的損耗，從而提高混合均勻度，提高產品質量。本專利技術解決技術問題采用如下技術方案：本專利技術超細粉體與大粒徑顆粒混料的方法，其特點在于包括如下步驟：(1)將聚合物分散劑溶解在溶劑中，獲得濃度為0.25g/mL的均質聚合物溶液；(2)將超細粉體分散于所述均質聚合物溶液中，攪拌均勻、并超聲分散，得到濃度為0.06～0.24g/mL的均質超細粉體乳濁液；(3)將所述均質超細粉體乳濁液倒入按壓式噴霧器中；(4)將大粒徑顆粒倒入容器中，并置于加熱板上，加熱至溶劑的揮發溫度，然后恒溫；(5)不斷攪拌大粒徑顆粒，按壓所述噴霧器，將霧狀超細粉體乳濁液噴涂到大粒徑顆粒中，待溶劑完全揮發后，超細粉體通過聚合物分散劑粘結在大粒徑顆粒表面，形成混料顆粒，存儲備用；噴涂時，應多次噴涂，每次噴完，待溶劑完全揮發后，再進行下一次噴涂，直至全部噴完。(6)使用時，將混料顆粒加熱至聚合物分散劑的降解溫度，使聚合物分散劑降解，獲得超細粉體與大粒徑顆粒的均勻混合物，即完成超細粉體與大粒徑顆粒的混料。所述超細粉體可以是氧化鋁粉體、氧化石墨烯粉體、碳酸鈣粉體或石墨粉體等；所述大粒徑顆粒可以是SiC顆粒等。所述超細粉體的粒徑不大于10μm，所述大粒徑顆粒的粒徑不小于40μm。本專利技術的溶劑必須是低溫易揮發溶劑，且不會對粉料的物理化學性能產生影響，例如水、無水乙醇或丙酮；所述的聚合物分散劑必須要完全溶解于所選溶劑，所制得的聚合物溶液要有良好的流動性，同時要具有一定粘稠度，一般溶液粘度控制在25～35Pa.s左右，便于制成的乳濁液能以霧狀的形式噴出；聚合物分散劑在溶劑揮發析出后必須要具有粘接作用，且能在較低溫度下完全降解，不會對物料產生污染，選用高分子聚合物，例如聚乙二醇6000(PEG6000)、聚乙烯醇(PVA)、聚碳硅烷或聚丙烯酸銨(PAA)。本專利技術的超聲分散處理為在超聲波細胞粉碎機或超聲波清洗器中進行超聲分散處理，時間一般控制在30～120分鐘，具體視超細粉體在分散相中的分散情況而定，如本身分散較好，則可不采用該工藝；與現有的技術相比，本專利技術具有以下優點：1、本專利技術提供的超細粉體與大粒徑顆粒混料的方法，混料比例可控，可使粉體在混料過程中均勻分散，本專利技術的方法利用高分子聚合物作為分散劑并超聲處理能有效解決超細粉體團聚現象，并且高分子聚合物在溶劑揮發后結晶能起到很好的粘結作用，經加熱處理后能完全降解不會對粉料造成污染。2、本專利技術所選溶劑為常見溶劑，既降低成本又避免污染物料；所選分散劑采用高分子聚合物，有助于分散超細粉體，析出后能粘結超細粉體與大粒徑顆粒。3、本專利技術的過程簡單，易于操作。附圖說明圖1為超細粉體與大粒徑顆粒混料的裝置結構示意圖；圖2為本專利技術實施例1中大粒徑氧化后碳化硅顆粒原料(a)與亞微米氧化鋁顆粒與大粒徑氧化后碳化硅顆粒混料后所得混料顆粒(b)的對比SEM圖；圖3為本專利技術實施例2所得混料顆粒的SEM圖、EDS圖及各元素含量表；圖4為本專利技術實施例3得混料顆粒的SEM圖、EDS圖及各元素含量表。具體實施方式實施例1本實施例對亞微米氧化鋁顆粒(平均直徑0.2μm)和大粒徑氧化后碳化硅顆粒(平均直徑52μm)進行混料，具體步驟如下：(1)稱取7.50g聚乙二醇(PEG6000)添加到30mL去離子水中，機械攪拌，使其充分溶解，獲得濃度為0.25g/mL的聚乙二醇溶液；(2)稱取0.63g亞微米氧化鋁顆粒(平均直徑0.2μm)，并使其分散在30mL聚乙二醇溶液中，分散過程中磁力攪拌、超聲粉碎各30分鐘，得到亞微米氧化鋁顆粒乳濁液；(3)如圖1所示，將乳濁液轉移到倒入按壓式噴霧器中待用；(4)稱取52g大粒徑氧化后碳化硅顆粒(平均直徑52μm)加入圖1所示的坩堝中，加熱坩堝到110℃，并恒溫；(5)邊攪拌SiC顆粒邊用噴霧器向SiC顆粒噴涂少量霧狀乳濁液，待去離子水揮發后繼續噴涂，如此反復，直至所配溶液被噴完，得到混料顆粒，混料顆粒中，亞微米氧化鋁顆粒占大粒徑氧化后碳化硅顆粒的理論體積分數為0.5％)。圖2為大粒徑氧化后碳化硅顆粒原料(a)與混料顆粒(b)的對比SEM圖，從圖中可以看出混料后混料顆粒上有明顯的氧化鋁超細粉體附著。實施例2本實施例對亞微米氧化鋁顆粒(平均直徑0.2μm)和大粒徑氧化后碳化硅顆粒(平均直徑52μm)進行混料，具體步驟如下：(1)稱取7.50g聚乙二醇(PEG6000)添加到30mL去離子水中，機械攪拌，使其充分溶解，獲得濃度為0.25g/mL的聚乙二醇溶液；(2)稱取1.26g亞微米氧化鋁顆粒(平均直徑0.2μm)，并使其分散在30mL聚乙二醇溶液中，分散過程中磁力攪拌、超聲粉碎各30分鐘，得到亞微米氧化鋁顆粒乳濁液；(3)如圖1所示，將乳濁液轉移到倒入按壓式噴霧器中待用；(4)稱取52g大粒徑氧化后碳化硅顆粒(平均直徑52μm)加入圖1所示的坩堝中，加熱坩堝到110℃，并恒溫；(5)邊攪拌SiC顆粒邊用噴霧器向SiC顆粒噴涂少量霧狀乳濁液，待去離子水揮發后繼續噴涂，如此反復，直至所配溶液被噴完，得到混料顆粒；在混料顆粒中，亞微米氧化鋁顆粒占大粒徑氧化后碳化硅顆粒的理論體積分數為1％。圖3為本實施例所得混料顆粒的SEM圖、EDS圖及各元素含量表，從圖中可以看出混料后氧化鋁超細粉體能均勻的分布在碳化硅顆粒表面。實施例3本實施例對亞微米氧化鋁顆粒(平均直徑0.2μm)和大粒徑氧化后碳化硅顆粒(平均直
徑52μm)進行混料，具體步驟如下：(1)稱取7.50g聚乙二醇(PEG6000)添加到30mL去離子水中，機械攪拌，使其充分溶解，獲得濃度為0.25g/mL的聚乙二醇溶液；(2)稱取0.63g亞微米氧化鋁顆粒(平均直徑0.2μm)，并使其分散在30mL聚乙二醇溶液中，分散過程中磁力攪拌、超聲粉碎各30分鐘，得到亞微米氧化鋁顆粒乳濁液；(3)如圖1所示，將乳濁液轉移到倒入按壓式噴霧器中待用；(4)稱取52g大粒徑氧化后碳化硅顆粒(平均直徑52μm)加入圖1所示的坩堝中，加熱坩堝到110℃，并恒溫；(5)邊攪拌SiC顆粒邊用噴霧器向SiC顆粒噴涂少量霧狀乳濁液，待去離子水揮發后繼續噴涂，如此本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超細粉體與大粒徑顆粒混料的方法，其特征在于包括如下步驟：(1)將聚合物分散劑溶解在溶劑中，獲得濃度為0.25g/mL的均質聚合物溶液；(2)將超細粉體分散于所述均質聚合物溶液中，攪拌均勻、并超聲分散，得到濃度為0.06～0.24g/mL的均質超細粉體乳濁液；(3)將所述均質超細粉體乳濁液倒入按壓式噴霧器中；(4)將大粒徑顆粒倒入容器中，并置于加熱板上，加熱至溶劑的揮發溫度，然后恒溫；(5)不斷攪拌大粒徑顆粒，按壓所述噴霧器，將霧狀超細粉體乳濁液噴涂到大粒徑顆粒中，待溶劑完全揮發后，超細粉體通過聚合物分散劑粘結在大粒徑顆粒表面，形成混料顆粒，存儲備用；(6)使用時，將混料顆粒加熱至聚合物分散劑的降解溫度，使聚合物分散劑降解，獲得超細粉體與大粒徑顆粒的均勻混合物，即完成超細粉體與大粒徑顆粒的混料。

【技術特征摘要】
1.一種超細粉體與大粒徑顆粒混料的方法，其特征在于包括如下步驟：(1)將聚合物分散劑溶解在溶劑中，獲得濃度為0.25g/mL的均質聚合物溶液；(2)將超細粉體分散于所述均質聚合物溶液中，攪拌均勻、并超聲分散，得到濃度為0.06～0.24g/mL的均質超細粉體乳濁液；(3)將所述均質超細粉體乳濁液倒入按壓式噴霧器中；(4)將大粒徑顆粒倒入容器中，并置于加熱板上，加熱至溶劑的揮發溫度，然后恒溫；(5)不斷攪拌大粒徑顆粒，按壓所述噴霧器，將霧狀超細粉體乳濁液噴涂到大粒徑顆粒中，待溶劑完全揮發后，超細粉體通過聚合物分散劑粘結在大粒徑顆粒表面，形成混...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭治祥，張大川，汪東梅，吳玉程，
申請(專利權)人：合肥工業大學，
類型：發明
國別省市：安徽;34