一種稀土摻雜碳化矽複合拋光粉的製備方法

2023-05-30 15:16:06 2

一種稀土摻雜碳化矽複合拋光粉的製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種稀土摻雜碳化矽複合拋光粉的製備方法，特徵在於：按質量百分濃度加入45%~70%的硝酸鈰溶解於水中，再分別加入8%~20%的三氧化二鋁，5%~15%的碳化矽，加入0.5%~1%分散劑劑，攪拌呈漿液，再加入14%~25%草酸，攪拌溶解，各組分之和為百分之百，水不計入組分，常壓下，攪拌，加入熱80~90℃，再800℃~1000℃焙燒2~6h，冷卻後，經氣流粉碎，即得稀土摻雜碳化矽複合拋光粉，該製備工藝簡單，條件易於控制，生產成本低，易於工業化生產。用於石材拋光過程，具有粉體拋光效果好，光澤度，劃痕數量少，平整度高，粉的用量少。
【專利說明】一種稀土摻雜碳化矽複合拋光粉的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及的是一種拋光粉的製備【技術領域】，特別涉及一種稀土摻雜碳化矽複合拋光粉的製備工藝及用於石材拋光中。
【背景技術】
[0002]天然氣石材常用的有大理石和花崗巖兩大類。可用於裝飾公共建築和等級較高的民用建築。用於外牆貼面，酒店大堂或寫字樓大廳地面和通道的鋪設。用大理石和花崗石作室內外飾面裝飾效果好、耐久，但造價高。但近年來，隨著生活水平的提高，人們對自身的生活環境的美學觀念也在不斷地更新，大理石和花崗石也越來越多地出現在家居裝飾裝修中。由於大理石一般都含有雜質，而且碳酸鈣在大氣中受二氧化碳、碳化物、水氣的作用，也容易風化和溶蝕，而使表面很快失去光澤。花崗巖較大理石的硬度高，因而難以加工，但耐酸、耐風化腐蝕。不易風化變質，外觀色澤可保持百年以上，因此多用於牆基礎和外牆飾面。近年來，市場對石材的需求也大大的增加，石材製品生產工藝包括:粗磨一細磨一精磨一拋光。石材拋光過程質量的好壞直接影響其產品的質量，所以說拋光過程在石材生產過程中十分重要，拋光過程所用的拋光粉直接影響石材的質量。
[0003]石材拋光是一個極其複雜的機械化學過程。在這個過程中，除了機械作用外，還有石材組成中化合物、拋光粉成分和拋光模成分之間的化學作用。因此，在拋光粉體系中，化學組成的變化，將導致拋光模與石材之間的粘附力發生變化，也導致在工作區域溫度、拋光粉濃度發生變化，最 終影響拋光效率。因此，拋光粉的化學組成對石材拋光效果至關重要。
[0004]就拋光粉而言，不同的拋光粉有不同的拋光能力。拋光粉通常由氧化鈰、氧化鋁、氧化矽、氧化鐵、氧化鋯、氧化鉻、氧化錫等組份組成，不同的材料的硬度不同，在水中的化學性質也不同，因此使用場合各不相同。氧化鋁和氧化鉻的莫氏硬度為9，氧化鈰和氧化鋯為7，氧化鐵更低。在石材的拋光過程中，要加入拋光粉，現在人們都在三氧化二鋁粉或其它如三氧化二鐵或三氧化二鉻某一種粉末，即採用單一磨料即單一拋光粉進行拋光，但這種單一拋光粉對石材的拋光達不到優良的拋光效果。可能是單一拋光粉在拋光摩擦過程中。拋光粉的粉粒之間流動性或軟硬度不能互補。幾種氧化物復配可以克服上述的不足，中國專利申請CN101362925B中公開了一種拋光光學元件的復配拋光粉及製備方法和拋光工藝，是有0.5份份的三氧化二鉻和1.0份的三氧化二鋁組成的。
[0005]目前，關於拋光粉的報導很多主要是稀土拋光粉用於透鏡、平板玻璃、眼睛、表殼、精密光學儀器元件等的拋光，具有拋光速度快、精密度高的特點。自20世紀40年代發明稀土拋光粉以來，生產量與應用量逐年增加，稀土拋光粉的生產工藝隨著稀土分離工藝的進步而改變。中國專利申請CN1939990A中公開了一種富鈰稀土拋光粉的生產方法；中國專利申請CN101475777B中公開了一種高精度稀土拋光粉及其製備方法。
[0006]碳化矽微粉是一種超硬材料，莫氏硬度約為9.5，其粒度均勻、硬度高、脆性大、自銳性強，切削能力較強，化學性質穩定，導熱性好。本申請將碳化矽與稀土氧化、氧化鋁製備一種用於石材拋光的拋光粉，該拋光粉具有硬度高、流動性好和導熱性好等優點。
【發明內容】

[0007]本發明的目是提供一種能減少拋光劃痕、提高拋光粉摩擦硬度，提高石材光潔度的拋光粉的製備方法及工藝；
本發明的目的通過以下技術方案實現。
[0008] 一種稀土摻雜碳化矽複合拋光粉的製備方法，特徵在於該方法具有以下工藝步驟:在反應器中，按質量百分濃度加入45%~70%的硝酸鈰溶解於水中，再分別加入8%~20%的三氧化二鋁，5%~?5%的碳化矽，加入0.5%~?%分散劑劑，攪拌呈漿液，再加入14%~25%草酸，攪拌溶解，各組分之和為百分之百，水不計入組分，常壓下，攪拌，加入熱8(T90°C，反應12~18h，使硝酸鈰生成顆粒均勻的草酸鈰顆粒，停止加熱，冷至室溫，液固分離，固體經初步乾燥後，再將溫度升高到19(Tl95°C，乾燥2~4h，在800°C~1000°C焙燒2~6 h，草酸鈰生成顆粒均勻的氧化鈰，冷卻後，經氣流粉碎，即得稀土摻雜碳化矽複合拋光粉，所得到的稀土摻雜碳化矽複合拋光粉的D5tl粒徑為1.0-3.5 μ m，D95的粒徑在0.5飛.0 μ m的範圍內。
[0009]在一種稀土摻雜碳化矽複合拋光粉的製備方法中，所述的硝酸鈰為六水硝酸鈰。
[0010]在一種稀土摻雜碳化矽複合拋光粉的製備方法中，所述的三氧化二鋁為α-三氧化二鋁，其粒徑在1.0-5.ΟμL?範圍。
[0011]在一種稀土摻雜碳化娃複合拋光粉的製備方法中，所述的分散劑劑為六偏磷酸銨或聚丙烯醯胺。
[0012]在一種稀土摻雜碳化矽複合拋光粉的製備方法中，所述的碳化矽，其粒徑在
1.0~5.0 μ m範圍。
[0013]在一種稀土摻雜碳化矽複合拋光粉的製備方法中，所述的硝酸鈰:草酸的摩爾比要在1: 1.5~2之間。
[0014]在一種稀土摻雜碳化矽複合拋光粉的製備方法中，由於草酸的存在使體系形成均相沉澱，可以使CeO2沉澱的顆粒細小均勻，過量的草酸通過加熱分解對產品無影響。
[0015]本發明所述的顆粒度測試方法是採用雷射粒度儀測得的粒度當量直徑尺寸。
[0016]本發明所得到的稀土摻雜碳化矽複合拋光粉方法:即可以用於溼拋也可用於幹拋，溼拋時粉與水的比例在1:廣2.5之間為宜，每平方米用量為25~40g。
[0017]本發明與現有技術比較，具有如下優點及有益效果:
(I)本發明獲得稀土摻雜碳化矽複合拋光粉，在製備過程中，採用加入碳化矽成分，使拋光粉的拋光摩擦硬度有了明顯提高，可以用於各種高硬度石材的拋光。
[0018](2)本發明獲得稀土摻雜碳化矽複合拋光粉，在製備過程中，採用硝酸鈰溶解於水加入草酸為沉澱劑，在分散劑存在下，使硝酸鈰生成草酸鈰沉澱，經過燒結後使CeO2沉澱的顆粒細小均勻分布在Al2O3和SiC表面上，具有中位徑粒小，粒度分布範圍窄的特點，拋光粉的粉粒之間流動性或軟硬度互補，達到更好的拋光效果。
[0019](3)本發明獲得稀土摻雜碳化矽複合拋光粉，製備工藝簡單，條件易於控制，生產成本低，易於工業化生產。
【具體實施方式】
[0020]實施例1一種稀土摻雜碳化娃複合拋光粉的製備方法，在反應器中，加入55g的硝酸鋪溶解於水中，再加入15g的三氧化二鋁，IOg的碳化矽，加入2g分散劑劑，攪拌呈漿液，再加入18g的草酸，攪拌溶解，水不計入組分，常壓下，攪拌，加入熱85°C，反應15h，使硝酸鈰生成顆粒均勻的草酸鈰顆粒，停止加熱，冷至室溫，液固分離，固體經初步乾燥後，再將溫度升高到19(Tl95°C，乾燥3h，在900°C焙燒4 h，草酸鈰生成顆粒均勻的氧化鈰，冷卻後，經氣流粉碎，即得稀土摻雜碳化矽複合拋光粉，所得到的稀土摻雜碳化矽複合拋光粉。
[0021]實施例2
一種稀土摻雜碳化娃複合拋光粉的製備方法，在反應器中，加入90g的硝酸鋪溶解於水中，再加入40g的三氧化二招，14g的碳化娃,加入6g分散劑劑,攪拌呈眾液,再加入50g的草酸，攪拌溶解，水不計入組分，常壓下，攪拌，加入熱80°C，反應12h，使硝酸鈰生成顆粒均勻的草酸鈰顆粒，停止加熱，冷至室溫，液固分離，固體經初步乾燥後，再將溫度升高到19(Tl95°C，乾燥4h，在950°C焙燒3h，草酸鈰生成顆粒均勻的氧化鈰，冷卻後，經氣流粉碎，即得稀土摻雜碳化矽複合拋光粉，所得到的稀土摻雜碳化矽複合拋光粉。
[0022]實施例3
一種稀土摻雜碳化娃複合拋光粉的製備方法，在反應器中，加入330g的硝酸鋪溶解於水中，再加入90g的三氧化二鋁，60g的碳化矽，加入12g分散劑劑，攪拌呈漿液，再加入IlOg的草酸，攪拌溶解，水不計入組分，常壓下，攪拌，加入熱90°C，反應18h，使硝酸鈰生成顆粒均勻的草酸鈰顆粒，停止加熱，冷至室溫，液固分離，固體經初步乾燥後，再將溫度升高到19(Tl95°C，乾燥2h，在1000°C焙燒2h，草酸鈰生成顆粒均勻的氧化鈰，冷卻後，經氣流粉碎，即得稀土摻雜碳化矽複合拋光粉，所得到的稀土摻雜碳化矽複合拋光粉。
[0023]實施例4
一種稀土摻雜碳化娃複合拋光粉的製備方法，在反應器中，加入59g的硝酸鋪溶解於水中，再加入Sg的三氧化二鋁，12g的碳化矽，加入Ig分散劑劑，攪拌呈漿液，再加入20g的草酸，攪拌溶解，水不計入組分，常壓下，攪拌，加入熱85°C，反應14h，使硝酸鈰生成顆粒均勻的草酸鈰顆粒，停止加熱，冷至室溫，液固分離，固體經初步乾燥後，再將溫度升高到19(Tl95°C，乾燥3.5h，在800°C焙燒6h，草酸鈰生成顆粒均勻的氧化鈰，冷卻後，經氣流粉碎，即得稀土摻雜碳化矽複合拋光粉，所得到的稀土摻雜碳化矽複合拋光粉。
[0024]實施例5 一種稀土摻雜碳化娃複合拋光粉的製備方法，在反應器中，加入70g的硝酸鋪溶解於水中，再加入IOg的三氧化二招，5g的碳化娃,加入Ig分散劑劑，攪拌呈眾液，再加入14g的草酸，攪拌溶解，水不計入組分，常壓下，攪拌，加入熱90°C，反應16h，使硝酸鈰生成顆粒均勻的草酸鈰顆粒，停止加熱，冷至室溫，液固分離，固體經初步乾燥後，再將溫度升高到19(Tl95°C，乾燥2.5h，在850°C焙燒5h，草酸鈰生成顆粒均勻的氧化鈰，冷卻後，經氣流粉碎，即得稀土摻雜碳化矽複合拋光粉，所得到的稀土摻雜碳化矽複合拋光粉。
[0025]實施例6
一種稀土摻雜碳化娃複合拋光粉的製備方法，在反應器中，加入50g的硝酸鋪溶解於水中，再加入16g的三氧化二招，8g的碳化娃,加入Ig分散劑劑,攪拌呈眾液,再加入25g的草酸，攪拌溶解，水不計入組分，常壓下，攪拌，加入熱85°C，反應13h，使硝酸鈰生成顆粒均勻的草酸鈰顆粒，停止加熱，冷至室溫，液固分離，固體經初步乾燥後，再將溫度升高到19(Tl95°C，乾燥3h，在900°C焙燒4h，草酸鈰生成顆粒均勻的氧化鈰，冷卻後，經氣流粉碎，即得稀土摻雜碳化矽複合拋光粉，所得到的稀土摻雜碳化矽複合拋光粉。
[0026]使用方法:即可以用於溼拋也可用於幹拋，溼拋時將拋光粉與水的比例在1:f 2.5調成漿糊狀，每平方米用量為25~40g。幹拋直接將拋光粉撒到大理石上，每平方米用量為25~40g。建議選用扭 矩大，轉速一般在150-220轉/分，重量為55kg以上的晶面護理機械操作，建議選用溼拋，因為幹拋粉塵會造成汙染。
[0027]本發明獲得稀土摻雜碳化矽複合拋光粉，粉體拋光效果好，光澤度，可達98度以上，劃痕數量少，平整度高，粉的用量少。
【權利要求】
1.一種稀土摻雜碳化矽複合拋光粉的製備方法，特徵在於該方法具有以下工藝步驟:在反應器中，按質量百分濃度加入45%~70%的硝酸鈰溶解於水中，再分別加入8%~20%的三氧化二鋁，5%~?5%的碳化矽，加入0.5%~?%分散劑劑，攪拌呈漿液，再加入14%~25%草酸，攪拌溶解，各組分之和為百分之百，水不計入組分，常壓下，攪拌，加入熱8(T90°C，反應12~18h，使硝酸鈰生成顆粒均勻的草酸鈰顆粒，停止加熱，冷至室溫，液固分離，固體經初步乾燥後，再將溫度升高到19(Tl95°C，乾燥2~4h，在800°C~1000°C焙燒2~6 h，草酸鈰生成顆粒均勻的氧化鈰，冷卻後，經氣流粉碎，即得稀土摻雜碳化矽複合拋光粉，所得到的稀土摻雜碳化矽複合拋光粉的D5tl粒徑為1.0-3.5 μ m，D95的粒徑在0.5飛.0 μ m的範圍內。
2.根據權利要求1中所述的一種稀土摻雜碳化矽複合拋光粉的製備方法，其特徵是:所述的硝酸鈰為六水硝酸鈰。
3.根據權利要求1中所述的一種稀土摻雜碳化矽複合拋光粉的製備方法，其特徵是:所述的三氧化二鋁為α -三氧化二鋁，其粒徑在1.0-5.0 μ m範圍。
4.根據權利要求1中所述的一種稀土摻雜碳化矽複合拋光粉的製備方法，其特徵是:所述的分散劑劑為六偏磷酸銨或聚丙烯醯胺。
5.根據權利要求1 中所述的一種稀土摻雜碳化矽複合拋光粉的製備方法，其特徵是:所述的碳化矽，其粒徑在1.0-5.0 μ m範圍。
6.根據權利要求1中所述的一種稀土摻雜碳化矽複合拋光粉的製備方法，其特徵是:所述的硝酸鈰:草酸的摩爾比要在1: 1.5~2之間。
7.根據權利要求1製備的一種稀土摻雜碳化矽複合拋光粉在花崗石、大理石等石材拋光中的應用。
【文檔編號】C09G1/02GK103923570SQ201410186362
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年5月6日 優先權日:2014年5月6日
【發明者】李慧芝, 許崇娟, 盧燕 申請人:濟南大學