一種高固低粘陶瓷漿料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于粉末分散技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種陶瓷漿料的制備方法，具體涉及一種高固低粘陶瓷漿料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]新世紀(jì)人類面臨新的挑戰(zhàn)，能源危機(jī)和環(huán)境污染制約著人類可持續(xù)發(fā)展的步伐，半導(dǎo)體光催化技術(shù)有望成為解決此問題的理想模式。光催化反應(yīng)發(fā)展初期主要采用粉末狀投加方式，但該方法存在難以回收、后處理復(fù)雜、操作運行費用高等問題。針對這個問題，目前有研究將打02固定于載體上，以提高其光催化活性。
[0003]四鈦酸鉀晶須作為一種光催化材料，要實現(xiàn)其固載化，制備出高固低粘的陶瓷漿料是關(guān)鍵。
[0004]在公開號CN101941834A專利中，其制備高固低粘陶瓷漿料的方法是:“以氧化鋁或者氧化鋯或者氧化鋁-氧化鋯復(fù)合材料作為陶瓷粉料，以聚丙烯酸銨或者檸檬酸銨作為分散劑一，以PVA或PEG或PVP的水溶液作為分散劑二，以乳化的硬脂酸乳液或者乳化的油酸乳液或乳化的石蠟乳液作為分散劑三，以水作為分散介質(zhì)，經(jīng)混合攪拌制成的高固含量低粘度的陶瓷漿料”該發(fā)明是通過球磨，多次加入不同分散劑獲得高固低粘的陶瓷漿料。
[0005]在公開號CN103992114A專利中，其制備陶瓷粉末分散體的方法是:“以碳化硼陶瓷粉末為原料，按質(zhì)量百分比計，將0.01?10%聚乙烯亞胺和0.01?10%聚乙二醇加入水中，混合均勻，再加入10?50%碳化硼陶瓷粉末，混合均勻，與球磨罐中球磨3h以上，得到的懸浮液靜置15?60min，得到碳化硼陶瓷粉末分散體?！痹摪l(fā)明是通過加入高分子聚合物，在顆粒表面形成一個被包覆的粉末顆粒微團(tuán)，利用高分子聚合物之間相互的空間位阻作用產(chǎn)生排斥力，從而達(dá)到分散的目的。
[0006]四鈦酸鉀是一種層狀結(jié)構(gòu)的鈦酸鹽晶體，其晶須結(jié)構(gòu)使其在調(diào)漿時容易相互“塔橋”，包裹自由水，致使?jié){料固含低且粘度大。一般的粉料分散方法如:球磨、加入常規(guī)分散劑改性等，無法顯著提高四鈦酸鉀漿料的固含。且球磨時間過長容易破壞晶須結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響其光催化活性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)而提出一種四鈦酸鉀晶須高固低粘陶瓷漿料的制備方法，所得陶瓷漿料達(dá)到一定的固含，同時具有良好的流動性與穩(wěn)定性。
[0008]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案:一種高固低粘的陶瓷漿料的制備方法，包括有以下步驟:
[0009](I)球磨:取100?150g四鈦酸鉀原晶須置于球磨罐中，按照球料質(zhì)量比為2:1將磨球與四鈦酸鉀原晶須置于球磨罐中，于球磨機(jī)上球磨，取出備用；
[0010](2)水洗:將球磨后的四鈦酸鉀晶須分散在去離子水中，置于磁力攪拌器上攪拌I?5h，真空抽濾，干燥；
[0011](3)硬脂酸一次改性:取水洗干燥后的四鈦酸鉀晶須100g，加去離子水分散開，往懸浮液中加入硬脂酸，置于集熱式恒溫加熱攪拌器中攪拌，抽濾，干燥；
[0012](4)硬脂酸二次改性:取步驟(3)改性后的四鈦酸鉀晶須100g，加去離子水分散開，往懸浮液中加入硬脂酸，置于集熱式恒溫加熱攪拌器中攪拌，抽濾，干燥；
[0013](5)調(diào)節(jié)pH:將步驟(4)所得的改性四鈦酸鉀晶須置于去離子水中，調(diào)節(jié)pH為8?11 ;
[0014](6)加入分散劑:將步驟(5)所得的漿料，加入質(zhì)量百分比為0.2?0.8%的分散劑，攪拌，得到高固低粘的四鈦酸鉀陶瓷漿料。
[0015]按上述方案，所述分散劑為四甲基氫氧化銨、聚丙烯酸銨、聚乙二醇中的一種或者兩者以上。
[0016]按上述方案，步驟⑴中四鈦酸鉀晶須的球磨時間為5?10h。
[0017]按上述方案，步驟⑴中球磨后四鈦酸鉀晶須的長徑比為5?10。
[0018]按上述方案，步驟(3)中所述的硬脂酸的用量為四鈦酸鉀晶須質(zhì)量的I?5%，改性溫度為80?100 °C，改性時間為5?20min。
[0019]按上述方案，步驟(4)中所述的硬脂酸的用量為步驟(3)改性后的四鈦酸鉀晶須質(zhì)量的0.5?3%，改性溫度為80?100C，改性時間為5?20min。
[0020]按上述方案，步驟(3)和步驟(4)中干燥溫度為80?120°C，干燥時間為I?5h。
[0021]按上述方案，步驟￠)中四鈦酸鉀陶瓷漿料的固含量為50?75%。
[0022]本發(fā)明的原理:在制備四鈦酸鉀陶瓷漿料的過程中，通過球磨獲得一定長徑比的晶須顆粒，降低顆粒之間的黏附性；通過水洗除去多余的離子，降低離子效應(yīng)；硬脂酸改性是通過硬脂酸的-C00H與四鈦酸鉀水溶表面產(chǎn)生的-OH發(fā)生縮水酯化，從而達(dá)到四鈦酸鉀晶須表面修飾的效果；硬脂酸二次改性使硬脂酸非極性端的碳鏈與顆粒表面的碳鏈形成多層物理吸附，其極性端的羧基被排斥在外，在降低漿料粘度的同時提高四鈦酸鉀晶須的親水性；再通過調(diào)節(jié)PH、進(jìn)一步加入分散劑獲得高固低粘的陶瓷漿料。
[0023]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點主要是:通過控制球磨時間在不破壞四鈦酸鉀的晶須結(jié)構(gòu)的前提下，達(dá)到物理分散的目的；硬脂酸一次改性是與晶須表面發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，改性后的粉料表面性質(zhì)穩(wěn)定，更易調(diào)漿，分散效果更好，二次改性是為了提高粉料的親水性；進(jìn)一步調(diào)節(jié)PH、加入分散劑操作簡單，且能夠在保證漿料流動性的前提下，獲得更高固體含量的漿料，四鈦酸鉀陶瓷漿料的最高固含可達(dá)75%。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0025]實施例1:
[0026]取150g四鈦酸鉀原晶須置于2L球磨罐中，按照球料質(zhì)量比為2:1，將磨球與粉料置于球磨罐球磨10h，取出球磨后的四鈦酸鉀粉料分散在去離子水中，磁力攪拌器攪拌5h，真空抽濾，干燥，取水洗干燥后的四鈦酸鉀粉末100g，加去離子水分散開，往懸浮液中加入相對于四鈦酸鉀粉末質(zhì)量0.5%的硬脂酸，置于集熱式恒溫加熱攪拌器中80°C下攪拌20min，抽濾，80°C下干燥5h，烘干后加入相對于所得粉末質(zhì)量3%的硬脂酸，置于集熱式恒溫加熱攪拌器中85°C下攪拌18min，抽濾，90°C下干燥4h，所得的改性四鈦酸鉀晶須置于去離子水中，調(diào)節(jié)PH為11，加入占所得漿料總質(zhì)量0.5%的四甲基氫氧化銨，攪拌，得到高固低粘的四鈦酸鉀陶瓷漿料。
[0027]所制備的四鈦酸鉀陶瓷漿料的最高固含為75%，采用涂4杯粘度計測得樣品的表觀粘度為57s。
[0028]實施例2:
[0029]取10g四鈦酸鉀原晶須置于2L球磨罐中，按照球料比約為2:1，將磨球與粉料置于球磨罐球磨5h，取出球磨后的四鈦酸鉀粉料分散在去離子水中，置于磁力攪拌器上攪拌Ih,真空抽濾，干燥，取水洗干燥后的四鈦酸鉀粉末100g，加去離子水分散開，往懸浮液中加入相對于四鈦酸鉀粉末質(zhì)量5%的硬脂酸，置于集熱式恒溫加熱攪拌器中100°C下攪拌5min，抽濾，120°C下干燥lh，烘干后加入相對于所得粉末質(zhì)量I %的硬脂酸，置于集熱式恒溫加熱攪拌器中80°C下攪拌20min，抽濾，80°C下干燥5h，所得的改性四鈦酸鉀晶須置于去離子水中，調(diào)節(jié)PH為8，加入占所得漿料總質(zhì)量0.8%的聚丙烯酸銨，攪拌，得到高固低粘的四鈦酸鉀陶瓷漿料。
[0030]所制備的四鈦酸鉀陶瓷漿料的最高固含為50%，采用涂4杯粘度計測得樣品的表觀粘度為43s。
[0031]實施例3:
[0032]取120g四鈦酸鉀原晶須置于2L球磨罐中，按照球料比約為2:1，將磨球與粉料置于球磨罐球磨8h，取出球磨后的四鈦酸鉀粉料分散在去離子水中，置于磁力攪拌器上攪拌3h，真空抽濾，干燥，取水洗干燥后的四鈦酸鉀粉末100g，加去離子水分散開，往懸浮液中加入相對于四鈦酸鉀粉末質(zhì)量3%的硬脂酸，置于集熱式恒溫加熱攪拌器中85°C下攪拌18min，抽濾，100°C下干燥3h，烘干后加入相對于所得粉末質(zhì)量2 %的硬脂酸，置于集熱式恒溫加熱攪拌器中95°C下攪拌8min，抽濾，85°C下干燥4h，所得的改性四鈦酸鉀晶須置于去離子水中，調(diào)節(jié)PH為10，加入占所得漿料總質(zhì)量0.4%的四甲基氫氧化銨，攪拌，得到高固低粘的四鈦酸鉀陶瓷漿料。
[0033]所制備的四鈦酸鉀陶瓷漿料