[发明专利]一种不易吸湿、板结,堆积密度大的钛酸钾制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊接材料、摩擦材料、润滑材料、增强材料、耐热及隔热材料、涂料及纸张添加剂等用的钛酸钾粉体，特别是药芯焊丝用钛酸钾的制备方法，属于无机材料领域。 

背景技术

碱金属钛酸盐均是一种显碱性，吸湿性很强的粉体材料，特别是钛酸钾，若包装不良或保管不当，就会造成原料极快吸湿，同时有些碱金属钛酸盐还会产生严重板结现象，不仅因为吸湿、板结导致粉体分散性、流动性变差，使用性能下降，而且由于实际掺量的改变，原料分布的不均匀，导致应用性能的下降。另外，在药芯焊丝生产中，除了碱金属钛酸盐的粒径大小之外，其堆积密度的大小也是影响焊丝产品质量的因素之一。在相同粒径的情况下，希望碱金属钛酸盐具有较大的堆积密度，这样既有利于药芯料的灌注，又可以使得焊芯单位体积中碱金属钛酸盐的量相对较大。因此，本技术就是主要针对以上所述的几个问题开展工作，获得一种不易吸湿、不板结，堆积密度大，分散性、流动性好的碱金属钛酸盐的制造方法。 

发明内容

本发明重点解决钛酸钾粉体的表面结构及其活性，以及粉体的重质化，使其不易吸湿，即使少量吸湿，也不会导致粉体板结，影响使用性能；通过重质化的处理，一方面可以降低钛酸钾的烧成温度，解决高温烧成耗费能源，且粉体颗粒硬度过高的问题，另一方面又能使粉体具有良好的堆积密度，流动性与分散性均佳。问题的关键就在于无论表面处理还是重质化处理，首先均不能影响钛酸钾的应用性能，即降低电弧电压、稳定电弧、减少飞溅，焊缝细密，其次不能引入对焊接及焊接对象有害的物质，如硫、磷等。 

钛源与钾源的配比根据不同产品计算。完全采用钛酸钾或钛酸钠的，根据钛钾或钛钠摩尔分数计算；用于药芯焊丝的钛酸钾，根据高钾低钠，或高钠低钾的质量分数配比计算钛源、钾源或钠源的用量。 

制备钛酸钾粉体的助剂包含重质化助剂与表面修饰助剂，可以是硫酸钾、硝酸钾、氯化钾、氯化钠、硼酸、硼砂、三氯化硼、氧化硼、硅酸钾、硅酸钠、二氧化硅、白炭黑、活性炭、羧甲基纤维素、硬脂酸、硬脂酸钙、钼酸钾、钼酸钠、钼酸铵、氧化铝、氧化锌、氧化镁等中的一种或多种混合物。助剂的掺量为总质量的1～15％，若所用助剂含有钾或钠，配料计算时应相应扣除主要钾源或主要钠源的用量。 

助剂与钛源、钾源等原辅材料一并加入球磨罐中，同时进行混料及研磨。烧成温度可以较不加助剂，但要达到较大堆积密度时的温度低200～300℃，一般不超过950℃。 

煅烧设备可以采用箱式炉、井式炉、隧道窑或旋转窑，高温区停留时间不低于1h。 

具体实施方式

实施例1： 

将金红石型钛铁矿粉和无水碳酸钾按照TiO₂∶K₂O＝2.9的摩尔分数称重，助剂硼酸与二氧化硅的添加量为总量的3％，一起加入球磨罐中，再加上一定量的玛瑙块，球磨2h；混料装入盒钵，900℃的箱式炉煅烧2h；自然降温至约400℃，出炉冷却。分别经破碎、粉碎、筛分、称重包装。 

实施例2： 

将金红石型钛铁矿粉与无水碳酸钾、无水碳酸钠按照产品中TiO₂质量分数为77％，Na₂O质量分数13％，K₂O质量分数7％计算称重。活性炭、二氧化硅两种助剂添加量各为总量的3％，一起加入球磨罐，再加上一定量的玛瑙块，球磨2h；混料装入盒钵，采用隧道窑煅烧，900℃的高温区停留时间不低于1h；经冷却段逐步冷却，再分别经破碎、粉碎、筛分、称重包装。 

实施例3： 

将金红石型钛铁矿粉与无水碳酸钠、无水碳酸钾按照产品中TiO₂质量分数为73％，K₂O质量分数16％，Na₂O质量分数5％计算称重。硼酸与二氧化硅两种助剂添加量各为总量的3％，活性炭的掺量为7％，一起加入球磨罐，再加上一定量的玛瑙块，球磨2h；混料装入盒钵，采用井式炉煅烧，900℃的高温区停留时间不低于1.5h；经逐步冷却，再分别经破碎、粉碎、筛分、称重包装。