[发明专利]高分散稳定悬浮的微细氧化镧含胶浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微细氧化镧浆料，尤其是一种微细氧化镧含胶浆料及其制备方法，具体地说是一种高分散稳定悬浮的微细氧化镧含胶浆料及其制备方法。

背景技术

激光熔注技术是近年来备受关注的一种颗粒增强表面改性技术。其基本原理是：在利用高能量密度激光加热改性工件表面使其形成熔池的同时，将增强颗粒引入改性工件表面熔池，冷凝后在改性工件表面形成颗粒增强表面层，从而实现提高工件的耐磨性、耐蚀性等性能。目前，在激光熔注过程中粉体引入主要依靠送粉器；然而，现有送粉器对粉体粒径有着严格要求，对于粒径小于10微米的粉体很难实现输送，更谈不上输送纳米粉体。可以说，在激光熔注技术中微细粉体的引入目前只能采用预置方法。

众所周知，微细粉体由于其颗粒粒径很小，极容易发生团聚现象，造成微细粉体许多优异的改性特性得不到充分发挥。微细氧化镧粉体作为一种用途极其广泛的稀土改性材料，应用中呈现高分散性特征也是其始终追求的目标之一。将微细氧化镧粉体分散在某一特定溶液中制备成微细氧化镧浆料后再进行应用，是微细粉体团聚问题的一个不错的解决方法。例如，黎向锋、左敦稳等提出了将纳米氧化镧粉体分散在乙醇溶剂中制备纳米颗粒浆料（ZL201110314636.X），极大地提高了纳米氧化镧浆料的应用范围和使用性能，具有很强的工程应用价值。然而，这一浆料采用乙醇作为溶剂，浆料干燥固化后微细颗粒与改性材料表面粘附性很差，难以满足激光熔注引入微细颗粒的需要。

解决这一问题最容易想到的方法是，将微细氧化镧分散在某一特定含胶溶液中，在保持高分散稳定悬浮性的同时，使其具有干燥固化后能够很好地粘附在改性材料表面的特性。然而，根据颗粒分散理论，微细颗粒只能在与之相适配的溶液体系中才具有高分散稳定悬浮特征，也就是说微细颗粒与其分散溶液具有唯一性。例如，前述纳米氧化镧浆料，其无论是采用纯水或是醇水混合溶液作为分散溶液均无法获得高分散稳定悬浮特征，而在乙醇中则具有很好的高分散稳定悬浮性。换言之，针对不同种类的微细颗粒开发高分散稳定悬浮的含胶浆料，必须基于颗粒分散理论创造性地选择与之适配的分散溶液和采用特定的分散方法。

据申请人所知，目前尚无一种高分散稳定悬浮的微细氧化镧含胶浆料可供使用，一定程度制约了微细氧化镧这一具有优异改性特性的稀土改性材料在激光熔注等颗粒表面改性技术领域的应用。

发明内容

本发明的目的是针对目前尚无一种高分散稳定悬浮的微细氧化镧含胶浆料可供其在激光熔注等颗粒表面改性技术领域中使用，发明一种高分散稳定悬浮的微细氧化镧含胶浆料及其制备方法。

本发明的技术方案之一是：

一种高分散稳定悬浮的微细氧化镧含胶浆料，其特征是它由占浆料质量分数5-15%的微细氧化镧粉体以及余量的含胶醇水混合溶液组成。所述含胶醇水混合溶液由水、乙醇和聚乙烯醇胶液（俗称液体胶）组成；其中，聚乙烯醇胶液占碱性含胶醇水混合溶液的体积分数为3-5%，余量则为乙醇和水的体积比1:4的醇水混合溶液。

所述微细氧化镧粉体的粒径为10纳米至10微米。

所述聚乙烯醇胶液中的聚乙烯醇含量为3%至7%。

所述醇水混合溶液中的水为纯水或去离子水，最好为去离子水。

所述醇水混合溶液中的乙醇最好为无水乙醇；若采用工业乙醇即乙醇浓度为70%配制醇水混合溶液时，则需换算成无水乙醇和水后再加入水配制，需保证乙醇和水的体积比1:4。

本发明的技术方案之二是：

一种高分散稳定悬浮的微细氧化镧含胶浆料制备方法，其特征是它包括以下步骤：

首先，按照乙醇和水的体积比1:4配制醇水混合溶液；

其次，量取体积分数为3-5%的聚乙烯醇胶液和余量的已配制好的乙醇和水的体积比1:4的醇水混合溶液，将两者放入容器中混合后搅拌不少于5分钟，获得含胶醇水混合溶液，并测量其密度；

再次，量取质量分数占浆料质量分数5-15%的微细氧化镧粉体以及余量的含胶醇水混合溶液，将两者放在容器中混合后搅拌不少于10分钟，获得微细氧化镧含胶分散液；

最后，将搅拌后的微细氧化镧含胶分散液置于超声设备中进行超声分散，分散时间为30~60分钟，即可得到高分散悬浮稳定的微细氧化镧含胶浆料成品。

所述微细氧化镧粉体若为非真空包装粉体，在量取时需在所需质量分数基础上除以其分散率后进行称量。