[发明专利]用于喷雾干燥的氧化钇浆料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土氧化物浆料的制备方法，该浆料用于喷雾干燥能显著提高干燥后颗粒的密度和牢固性。

背景技术

氧化钇属于立方晶系，具有高的熔点( 2430℃)，从紫外到中远红外( 0.23~ 8μm)波段有高的透过率，氧化钇透明陶瓷的研究引起了人们的广泛关注。氧化钇透明陶瓷的制备方法主要包括制粉、成型、高温烧结、机械加工等几个过程，在陶瓷制粉的生产中，要将原料与配方料装入球磨机中加水或酒精球磨成浆料，然后再进行喷雾干燥制成粉状产品。在喷雾干燥时浆料的固含量高低决定了生产效率和单位能耗的高低，原料粉体颗粒的细度和分散度决定了陶瓷的性能，颗粒越细分散度越高陶瓷性能越好。但随着浆料固含量的升高，浆料的粘度也越来越高导致浆料分散度降低。尤其是在纳米尺寸粉末的浆料中，由于粉末比表面积大，吸水性能好，浆料会更加粘稠。高粘度的浆料会降低设备的研磨效率甚至降低陶瓷制品的机械强度、耐磨性能和表面光洁度等品质。同时高粘度的浆料在喷雾干燥过程中雾化效果不佳，影响工艺稳定和产品质量。因此如何获得一种高固含量低粘度高分散度的浆料，其技术难度是比较高的。

在现有涉及高固含量低粘度高分散度浆料的制备方法的专利中，其一是公开号为CN101007429A，其主要技术特征是以超细氧化铝为原料，加入一定量的聚丙烯酸类分散剂，采用加热和超声分散，其技术要求和制备方法与本发明所述完全不同；其二是公开号为CN101941834A，其主要技术特征是以氧化铝或氧化锆或氧化铝-氧化锆为原料，以聚丙烯酸铵或者柠檬酸铵作为分散剂一；以PVA或PEG或PVP的水溶液作为分散剂二；以乳化的硬脂酸乳液或乳化的油酸乳液或乳化的石蜡乳液作为分散剂三，在球磨过程中分三次加入三种不同的分散剂，来制备高固含量低粘度高分散度陶瓷浆料。该方法涉及的分散剂种类较多，需要掌握好三种不同分散剂加入的时机和量，显得工艺比较复杂，操作难度强。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、操作性强，且采用新型分散剂组合，获得高固含量、低粘度高分散度的用于喷雾干燥的氧化钇浆料的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：一种用于喷雾干燥的氧化钇浆料的制备方法，所述浆料包括如下物质： 

（1）是以重量百分比为50%~70%的纳米氧化钇粉末作为制浆原料，所述纳米氧化钇粉末的中心粒径小于1.0μm; 

（2）是以重量百分比为30%~50%的去离子水为分散介质；

（3）是以相对于氧化钇粉料的重量百分比为0.1~2%的Dolapix CE 64作为有机分散剂；

（4）是以相对于氧化钇粉料的重量百分比为0.5%~5%的Duramax B-1022作为粘合剂；

（5）是以一种氢离子浓度在0.5~1mol/L的硝酸溶液作为粘度调节剂。

其具体制备方法如下：

在搅拌球磨机中加入上述（2）中所述的分散介质和上述（3）中所述的有机分散剂，慢速搅拌30分钟；边搅拌边加入上述（1）中所述的纳米氧化钇原料，此加料时间一般为30~50分钟；加入上述（4）中所述的Duramax B-1022试剂，继续搅拌5~20分钟；将球磨机中的浆料放入搅拌容器内，边搅拌边加入上述（5）中所述的硝酸试剂，控制浆料的粘度为100~2000mPa·S。

本发明提供了一种用于喷雾干燥的氧化钇浆料的制备方法，使用该浆料喷雾干燥后的颗粒球形饱满、无凹陷，使用该颗粒压制后的坯体密度高、牢固度大。本发明中加入了Dolapix CE64和陶氏化学Duramax B-1022（陶氏B-1022）两种试剂，CE64的作用是自动吸附在浆料固体的表面，改变了界面的性质，降低了界面的张力，使氧化钇微粉所吸附的水分被分散剂取代成为自由水，使浆料稀释，流动性增加，因此在保证浆料流动性的同时可大幅度提高浆料的固含量，同时当CE64加入量适宜时，会在颗粒表面形成薄的吸附层，提高浆料的分散性能。B-1022的作用是粘胶分子借助布朗运动向被粘物表面扩散，当两者分子间距离达到一定时，界面分子间便会产生相互吸引力，使分子间处于最稳定状态。当粘胶分子与颗粒表面形成的吸附层达到稳定状态时，会形成一种立体网状的吸附层，使浆料的稳定性得到很大的提高。

加入CE64和B-1022后形成的浆料粘度很低，而浆料粘度在100 mPa·S以下是不能直接用于喷雾干燥的，通过加入少量硝酸试剂调节浆料的PH值下降来提高浆料的粘度。

本发明具有以下突出特点：