[发明专利]一种制备氧化锆陶瓷微球的方法

说明书

一种制备氧化锆陶瓷微球的方法，将氧化锆粉体与去离子水和助剂混合制备成的氧化锆浆料通过滴定装置滴入油性介质中形成氧化锆微球，然后将氧化锆微球分离后脱脂、烧结制成氧化锆陶瓷微球，制备氧化锆浆料时在其中混入能够在交联剂作用下固化的粘结剂，将氧化锆浆料滴入混合有交联剂的油性介质中，使氧化锆浆料液滴中的粘结剂与交联剂反应而固化形成氧化锆微球。避免了粘结剂和交联剂提前接触导致的操作难度高等问题，并且工艺复杂性也大为降低，确保了氧化锆微球坯体，有利于后续分离干燥、转运、脱脂等操作，保证了最终产品的成品率和质量。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷材料的制备方法，具体地说是一种制备氧化锆陶瓷微球的方法。

背景技术

Y₂O₃稳定的氧化锆陶瓷微球，因其具有良好的化学稳定性和机械强度的特征，被广泛应用于对产品纯度要求很高的高附加值陶瓷的研磨分散、生物化学、医药工业等领域，具有良好的发展前景。同时，由于各行业对陶瓷粉末粒度和解聚度要求的进一步提高，对于直径尺寸在1μm以下的氧化锆研磨介质球的耐磨性和强度的需求也日趋迫切。而现有的直径在1μm以下氧化锆微球的制备方法主要是滚制法、喷雾法、挤出成型法等，但上述制备工艺难以同时满足对氧化锆微球高球形度、高耐磨性、尺寸均一性、以及低成本的要求。目前也提出了采用滴定成型的方法形成微球坯体，但制备工艺还存在各种缺陷。

CN1241876C公开了一种制备陶瓷小球的方法和装置，其将有机单体、交联剂、水和陶瓷粉体混合制成浆料后，滴入加热的油性介质中制成陶瓷微球，与传统方法相比能够一定程度上提高微球的球形度。但是，这种方法在制备浆料是需要将有机单体、交联剂和引发剂提前混合。由于混入了交联剂和引发剂很难确保有机单体完全在落入油性介质后才交联固化。其对工艺条件和操作的要求较高，操作难度大，且具有较高的复杂性，甚至会由此影响最终产品的质量。

CN102303305A公开了一种陶瓷微珠生坯的成型方法与装置，其放弃采用有机单体和交联剂，改用聚丙烯酸作用粘结剂，并搭配柠檬酸铵使用。这种方法虽然避免了CN1241876C操作复杂的问题，但是相对应的失去了有机单体和交联剂带来的好处。聚丙烯酸虽然能够作用粘结剂使陶瓷粉料聚集粘合，但是其粘结性能较差，不利于对陶瓷微珠生坯的后续操作，无法保证最终陶瓷微球产品的质量。

CN106830927A公开了一种滴定成型制备氧化锆陶瓷微珠的方法，其将陶瓷粉料与热熔后的混合胶混合，在利用滴定设备滴落过程中通过风冷定型形成陶瓷微珠生坯。由于微珠的冷却固化在空中进行，料滴受到重力牵拉作用，在垂直方向上会被一定程度的拉长，球形度难以保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种制备氧化锆陶瓷微球的方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种制备氧化锆陶瓷微球的方法，将氧化锆粉体与去离子水和助剂混合制备成的氧化锆浆料通过滴定装置滴入油性介质中形成氧化锆微球，然后将氧化锆微球分离后脱脂、烧结制成氧化锆陶瓷微球，制备氧化锆浆料时在其中混入能够在交联剂作用下固化的粘结剂，将氧化锆浆料滴入混合有交联剂的油性介质中，使氧化锆浆料液滴中的粘结剂与交联剂反应而固化形成氧化锆微球。

所述的粘结剂为聚乙烯醇，其用量为氧化锆粉体重量的1.5~3%。

所述聚乙烯醇的聚合度为2000~3000。

所述的交联剂为硼酸，其用量为油性介质重量的15~20%。

所述的助剂包括分散剂，分散剂为聚羧酸铵、丙烯酸铵、柠檬酸铵、六偏磷酸钠中的一种，加入量为氧化锆粉体重量的0.5~1.5%。

所述的助剂中包括有机增强剂。

所述的有机增强剂为棉花纤维，加入量为氧化锆粉体重量的0.3~0.6%。