[发明专利]一种改性氧化钇粉末及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种改性氧化钇粉末及其制备方法，具体涉及一种抗水化的改性氧化钇粉末及其制备方法。

背景技术

氧化钇具有高的熔点(2430℃)，从紫外到中远红外（0.23~8μm）波段有高的透过率，主要用于红外导弹的窗口和整流罩、微波基板、绝缘支架、红外发生器管壳、红外透镜及其它高温窗等。近年来，由于氧化钇良好的透光性能及其应用，氧化钇透明陶瓷引起人们的广泛关注。

氧化钇透明陶瓷常采用干压和冷轧等静压方法成型，这两种成型方法适于制备形状简单的样品。湿法成型可以制备形状比较复杂的陶瓷体，但是关于湿法成型制备氧化钇透明陶瓷的报道很少。主要原因是由于氧化钇粉体和水有着较高的反应活性，在空气中容易潮解，在水中容易与水发生反应，生成氢氧化钇化合物，影响氧化钇粉体的表面性质，配制性能好的水基氧化钇浆料比较困难。因此，对氧化钇表面进行抗水化处理具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种具有抗水化能力的改性氧化钇及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种改性氧化钇粉末，该氧化钇粉末表面依次包裹有机羧酸和非离子型表面活性剂；有机羧酸为硬脂酸或己二酸，优选硬脂酸；非离子型表面活性剂为为聚氧乙烯油醇醚型、乙氧基化甲基葡萄糖苷硬脂酸脂型、吐温80（聚氧乙烯山梨醇酐单油酸脂）型表面活性剂，优选聚氧乙烯油醇醚型表面活性剂。

本发明还提供了上述改性氧化钇粉末的制备方法，包括以下步骤：

（1）将氧化钇粉末和有机羧酸浸泡在有机溶液中，并不停地搅拌2~4小时，然后静置1～2小时；有机溶液为低温易蒸发且表面张力大的溶剂，选自乙醚、甲苯、二甲苯、甲醇、异丙醇或其混合溶液，优选体积比为75.5:24.5的二甲苯和甲醇的混合溶液；每100克氧化钇粉末需添加5~10ml的有机羧酸，优选添加量是8ml，所述有机溶液的用量为每100克氧化钇粉末加入100～300ml，优选用量为每克氧化钇粉末加入200ml；

（2）向步骤（1）中静置后的有机溶液中添加非离子型表面活性剂，在60～80℃下加热搅拌3～7小时，过滤，得固体粉末；所述非离子型表面活性剂的用量为每100克氧化钇粉末加入6～10ml，优选用量为每克氧化钇粉末加入8ml；

（3）将步骤（2）中过滤制得的固体粉末在80～100℃下烘干，即得改性氧化钇粉末。

步骤（1）中有机羧酸如硬脂酸，已二酸等，主要优选硬脂酸；搅拌采用行星磨高速搅拌，转速为188r/min，时间为2~4小时。

步骤（2）中非离子型表面活性剂为聚氧乙烯油醇醚型，乙氧基化甲基葡萄糖苷硬脂酸脂型，吐温80型（聚氧乙烯山梨醇酐单油酸脂），优选聚氧乙烯油醇醚型；加热采用超级恒温器，恒温60~80℃水浴加热，利用电动搅拌机搅拌3～7小时。

步骤（3）在对粉末进行烘干前，先采用有机溶剂对粉末进行多次清洗，优选乙醇溶液（无水乙醇）清洗2~4次。清洗后采用真空烘干箱进行烘干，烘烤温度为80~100℃，时间为2~5小时。

本发明相比现有技术具有以下优点：利用表面吸附工艺，首先使得有机羧酸吸附在氧化钇粉末表面，从而阻止水分子与氧化钇表面的接触，同时在粉末表面再包裹一层非离子表面活性剂，既提高粉末抗水化性能，又使得粉末能够与水很好的浸润，且有机羧酸和非离子型表面活性剂在高温下易分解，不影响氧化钇的原有性能。本发明制备工艺简单，制得的改性氧化钇粉末抗水化性能突出，能够与水很好的浸润，且在60℃以下潮湿环境中保持稳定不发生水解反应，能有效解决氧化钇粉末在储存、运输及后续的工艺过程中带来的困难，并为制备高固含量的水基氧化钇浆料提供支持。

附图说明

图1为水中浸泡本发明改性氧化钇粉末和原始粉末在60℃下，水的pH值随时间变化的曲线图；

图2为水中浸泡本发明改性氧化钇粉末和原始粉末10min，水的pH值随温度变化的曲线图。

图中，1-原始粉末，2-改性氧化钇粉末。

具体实施方式

    下面结合具体实施例对本发明改性氧化钇进行详细说明。

实施例一

（1）把50g氧化钇粉末和5ml的硬酯酸浸泡在50ml乙醇溶液中，并不停地搅拌4小时，然后静置1小时；

（2）向步骤（1）的混合物中添加3ml吐温80型非离子型表面活性剂，于80℃水浴搅拌加热3小时，过滤；

（3）将步骤（2）中滤出的氧化钇粉末用无水乙醇清洗4次；