[发明专利]网印的成形制品

说明书

发明的背景

本发明涉及成形陶瓷制品(如具有高度柔性和生产率的磨粒)的形成方法，具体涉及由α氧化铝前体的分散体制得的成形制品。

与将大块磨料粉碎再经分级制得的具有无规形状的磨粒相比，在美国专利5,009,676中披露的晶种溶胶凝胶法制得的丝状氧化铝磨粒业已显示出显著的优点。这种成形磨粒的形成方法披露在美国专利(USPP)5,090,968和5,201,916中。含有这种成形磨粒的涂覆磨具披露在欧洲专利申请0 395 088 A2中。由溶胶凝胶法氧化铝制得的其它类型的成形制品，如盘、刚纸(fibers)和薄片也已有披露。但是，这类方法大都不很适用于制造很小的成形颗粒。

现在已提出了一种新的很灵活的成形氧化铝制品的生产方法，它能由前体材料的分散体快速高效地制造成形氧化铝制品。本发明方法很容易自动化，所以特别适用于制造很细的颗粒。

尽管就制得的成形物的类型而言，本发明相当灵活，但是它特别适用于制造成形的颗粒。

发明的概述

本发明方法是用网印方法制造成形的陶瓷制品，它是穿过一印网向一接受表面施加尺寸稳定的前体物质分散体。

一种较好的方法是将α氧化铝前体物质的分散体施加在支承于接受表面上的多孔印网的表面上，使之填满印网中的许多孔洞，从接受表面上移去印网，随后对留在接受表面上的网印成形物进行干燥、煅烧，形成烧结的α氧化铝成形制品。

所使用的分散体必须是尺寸稳定的，这是指当移去印网后成形物在待下一步干燥和煅烧的一定时间内，用本发明网印方法由分散体形成的简单成形物须能良好地保持其形状。当不能方便地获得前体凝胶时，可使用添加剂获得这种稳定性。如果使用添加剂不能获得形状稳定性，则本发明中分散体的固体含量就是关键因素。当固体含量较低时，可能需要调整粘度以防止移去印网后成形物的形状发生变化，为此可加入粘度调节剂。当分散体是凝胶时，较好的方法是使用酸(如硝酸)产生胶溶作用。但是如果分散体具有太高的固体含量，则难以填满印网的所有孔洞。

在较好的方法中使用的分散体通常是一种勃姆石凝胶，而且该勃姆石凝胶最好含有细分散的、能对氧化铝前体转化成α氧化铝具有成核作用的晶种颗粒。

可以使用任何合适的材料(如不锈钢，塑料如PTFE、EVA、聚酯或尼龙，重级纸纸等)制造多孔的印网。网印是一种众所周知的方法，上述一般适用于制造印网的材料也适用于本发明的用途。

印网的孔洞形状并不关键，可根据制品的性能进行选择。但是需知本方法提供了一种制造大量形状实际上相同的成形物的方法，或者如果需要，本方法还可制造含有各种预定形状不同的成形物的精确混合物的方法。本发明方法宜用于制造成形陶瓷磨粒。这种成形物可以是多角形的或球形的，但最适用的是规则矩形的成形物，其长径比(即长度与最大横截面尺寸之比)约为2∶1-50∶1，最好为约5∶1-25∶1。显然尺寸变化受到印网厚度的限制。如果厚度太大，移去印网时分散体不易从孔洞中脱模，因此如果不使用脱模剂(如硅氧烷类、氟碳类或烃衍生物)对印网进行处理，则网印的最大厚度一般限于约10mm，更经常为3mm或更小，但是，如果要求的是扁平的成形物，则网印的这种厚度限制不是很明显。

发明的详细描述

本发明方法中使用的分散体可以是任何陶瓷前体物质的分散体，这里指的是一种细分散的物质，使用本发明方法以后，该物质成为成形陶瓷制品。前体可以是化学前体，例如，勃姆石是α氧化铝的化学前体；可以是一种形态前体，例如γ氧化铝是α氧化铝的形态前体；也可以是物理前体，其意义是该前体本身已是细粒α氧化铝，用它可以形成一种成形物，烧结后仍保留其形状。

当分散体中含的是物理或形态前体(按本文中使用的意义)时，该前体形态是细粉碎的粉末颗粒，当其烧结在一起时形成陶瓷制品，如在常规粘结磨具和涂覆磨具品中使用的磨粒。这种前体材料一般为平均粒径小于约20微米、宜小于约10微米、最好小于约1微米的粉末颗粒。

物理或形态前体分散体中的固体含量宜约为40-65％，尽管高达约80％固体含量的分散体也可使用。有机化合物常作为悬浮剂或作为临时粘合剂与分散体中细粉碎的颗粒一起使用，其临时粘合作用是在这些颗粒充分干燥之前能保持制品的形状。这种有机化合物可以是常用于该目的的任何已知有机化合物，如聚乙二醇、山梨醇酯等。