[发明专利]硅酸锆研磨介质及研磨粉末的方法

说明书

发明背景

1·发明领域

本发明涉及研磨介质，更特别地是涉及硅酸锆研磨介质。

2·现有技术

诸多应用，如：陶瓷部件的制造，磁性介质的制造和涂料的制造，都需要分别地在每一个特定的应用中将陶瓷粉末、磁性粉末或色料粉末尽可能彻底地分散在合适的特别的粘合剂中。以高度分散的陶瓷粉末制成的陶瓷部件比那些由来彻底分散的固体制成的部件有更高的密度和强度。磁性介质的数据存储容量受颗粒尺寸限制，而彻底分散的、精细分割的粉末状磁性介质可致最大的信息存储量。涂料的光学性质，如覆盖力、亮度、色彩和耐久性，主要依靠于色料所至的分散程度。只有精细分割的粉末才能达到这样的完全的粉末分散度。通常情况下，如圆盘式磨机、笼式磨机和或磨碎机的研磨设备和研磨介质一起用来产生如此精细分割的粉末，理想的是将粉末分割至如单晶粉末的最终分割状态。

这些粉末的研磨涉及到一个解聚的过程，在该过程中化学键，如与氢键合的表面湿气，如颗粒间的范德华力和静电力，及其他使颗粒聚集在一起的键，都必须被打断和/或克服，以得到处于最终分割状态的颗粒。必需经过解聚的研磨过程以使其降至精细分割粉末状态的色料粉末是二氧化钛。最佳分散的二氧化钛色料可致最优化的性能，特别是提高了光泽、耐久性和覆盖力。

解聚过程最好是在使用研磨介质时施行，该研磨介质的特征在于其颗粒尺寸非常小，仅为要研磨的产品颗粒的实际尺寸的最小倍数，并能实际上与产品粉末分离。在一个连续过程中，研磨介质通过密度分离技术可与产品颗粒分开。在连续过程所通常使用的珠磨或砂磨中，可通过研磨介质和产品粉末颗粒之间存在的沉降速率、颗粒尺寸或两者参数的差异来实现它们之间的分离。

商业上的研磨措施通常采用如石英砂、玻璃珠、陶瓷介质或钢珠为研磨介质。其中，石英砂和玻璃珠的密度很低，只有2.6g/cc，玻璃珠的硬度又很低，这就限制了能用石英砂和玻璃珠来研磨的材料。小钢球的使用只能限制在当研磨过程中由小钢球的磨耗而产生的铁污染可以允许的情况中。

因此，就需要一种较便宜、密度高和无毒性的研磨介质，该研磨介质的特征在于颗粒尺寸小，足以达到分离目的的高密度，这样就可用来研磨较宽范围的材料，并且不会产生导致产品粉末污染的磨耗副产物。

本发明概述

本发明的一个目的在于提供一种自然生成的硅酸锆砂研磨介质。

本发明的另一个目的在于提供一个用自然生成的硅酸锆砂研磨介质研磨粉末的方法。

本发明提供一种相对便宜、密度高和无毒性的自然生成的硅酸锆砂研磨介质，该介质颗粒尺寸小，具有足以适于研磨宽范围材料的高密度，且其磨耗副产物不污染产品粉末，以及用这种研磨介质来研磨粉末的方法。

根据本发明的一个方面，所提供的自然生成的硅酸锆砂的特征在于其密度范围在约4g/cc(绝对)至约6g/cc(绝对)之间，更优选的范围是在约4.6g/cc(绝对)至约4.9g/cc(绝对)之间，最优选的范围是在约4.75g/cc(绝对)至约4.85g/cc之间。

本发明的另一个方面提供了一种研磨粉末的方法，该方法包括以下步骤：提供起始粉末和自然生成的硅酸锆砂研磨介质，所述的起始粉末的特征在于颗粒尺寸，所述的硅酸锆研磨介质的特征在于研磨介质的密度在约4.0g/cc(绝对)至约6.0g/cc(绝对)之间，然后将所述的起始粉末和研磨介质与液体介质混合以形成一种研磨浆；研磨该研磨浆至足够长的时间，以生成包括具有所需产粉末颗粒尺寸的产品粉末和大致上与起始粉末相同组分的产品浆液，将产品浆液从研磨浆中分离出来。

本发明的其他及进一步的目的、特征和优点，本领域的熟练人员通过阅读以下的优选实施的说明，将是显而易见的。优选实施例的说明

在说明书中及权利要求中，术语“自然生成”的含义为硅酸锆砂是以特定的颗粒尺寸的硅酸锆砂的形式被开采出来的，用以区别合成的、制造的或其他的人工方法得到的硅酸锆材料。本发明的硅酸锆砂研磨介质以合适的尺寸和形状生于自然，这样就可分选得到用于特定的研磨操作中的合适的硅酸锆砂部分用作研磨介质。在本说明书及权利要求书中，术语“研磨介质”是指与要被研磨得更细或解聚的粉末一起放入如圆盘式磨机、笼式磨机或磨碎机的研磨设备中的材料，用以将研磨设备的剪切力传到正被加工的粉末上，以破碎粉末的颗粒。

本发明提供一种含有自然生成的硅酸锆砂的研磨介质，其特征在于，其密度范围在约4g/cc至约6g/cc之间，优选范围为4.6g/cc至4.9g/cc，最优选的范围在4.75g/cc至4.85g/cc之间。