[发明专利]一种氯化镁诱导剂法合成鳞片状六钛酸钾的方法

说明书

本发明涉及一种氯化镁诱导剂法合成鳞片状六钛酸钾的方法，属于无机盐陶瓷材料制造技术领域。技术方案是：添加的少量氯化镁在湿法混料过程中生成分子级的胶体状氢氧化镁，高温下发生化学反应，先形成微量的片状钛酸钾镁，在微量片状钛酸钾镁诱导下生长出了片状的六钛酸钾晶体，除去溶于水的氯化钾，剩下的就是鳞片状六钛酸钾。本发明获得的鳞片状六钛酸钾用于摩擦材料，耐磨、使用寿命长，摩擦系数几乎不随温度的变化而变化，制动无噪音，落灰少，不锈蚀轮毂，不产生环境污染。

技术领域

本发明涉及一种氯化镁诱导剂法合成鳞片状六钛酸钾的方法，属于无机盐陶瓷材料制造技术领域。

背景技术

目前，一般情况下鳞片状六钛酸钾的合成是以片状钛酸钾镁或钛酸锂钾为原料，强酸溶液中的氢离子将多层状结构的钛酸钾镁或钛酸锂钾中钾离子、镁离子或钾离子、锂离子交换出来，形成无定形多层状钛酸，然后在含有氢氧化钾的反应釜中进行水热反应，再一次进行阳离子交换，形成相当于六钛酸钾组成的无定形多层状六钛酸钾，再在高温下重结晶转换为六钛酸钾结晶。这种方法的缺陷是：使用了大量的酸，增加了环境污染；工艺过程比较复杂；设备投资大，要求高；原材料的利用率低，生产周期长，生产成本高。

CN106801256A介绍了一种氢氧化镁为诱导剂合成片状六钛酸钾的方法，利用诱导剂，在高温下生成四钛酸钾，然后再用合成六钛酸钾的方法，对四钛酸钾进行水处理，交换部分钾离子，再进行重结晶，得到鳞片状结晶六钛酸钾。此方法中的诱导剂氢氧化镁的要求较高，要尽量粒度小，要在原料体系中充分混合均匀才能完成；此外，该方法的工艺还是比较复杂，生产周期较长，导致生产成本仍然居高不下。

如何获得形状规则、均匀性良好、过程简单、周期短、原材料的利用率高、成本低廉的鳞片状钛酸钾，以期获得摩擦材料领域的大规模应用，是本发明亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明目的是提供一种氯化镁诱导剂法合成鳞片状六钛酸钾的方法，选用烧结法，过程简单、能耗小、生产周期短且无任何环境污染、原材料的利用率高、收率大、合成的产品具有良好的外观尺寸、均匀性良好、成本较低，解决了背景技术存在的上述问题。

本发明技术方案是：

一种氯化镁诱导剂法合成鳞片状六钛酸钾的方法，包含如下步骤：

第一步，混料；将含钛原料、含钾原料和氯化镁诱导剂在水溶液中进行湿法混料；同时加入水溶性乳化剂，搅拌，混合均匀，得到混合均匀的浆料；

第二步，干燥；上述浆料进入滚筒刮板干燥机干燥，得到混合均匀的片状原料混合物；

第三步，烧结；片状原料混合物进高温窑炉，以1～5℃/分钟的升温速率，升温至980～1100℃，停留1～4小时，自然冷却；

第四步，破碎；在破碎机中破碎；

第五步，水洗；将上述破碎后的物料送进装有纯净水的反应锅中，固液比1/10～1/5，室温浸泡并搅拌2～4小时，此时溶液的pH值为7～9；

第六步，过滤、洗涤；上述浸泡并搅拌的溶液进过滤机过滤分离，滤液为含量小于1wt.%的氯化钾溶液；用相当于浸泡时所用的纯水量，分3～5次洗涤；滤液连同洗涤液回收；

第七步，干燥；将上述过滤机过滤的滤饼，控制温度在300～400℃，使用闪蒸机进行干燥、分级，即为成品。

本发明具体步骤如下：

①将含钛原料、含钾原料按照K₂O∶TiO₂=1∶（3.5～5.5）摩尔比的比例称量，将氯化镁诱导剂按TiO₂量的（8～12）wt.%称量，将水溶性乳化剂按TiO₂量的1wt.%比例称量；