一种提高碳化硅微粉分散性的方法与流程

文档序号:11223759阅读:645来源:国知局

本发明涉及一种提高碳化硅微粉分散性的方法,特别是碳化硅微粉表面改性的方法。



背景技术:

碳化硅微粉作为磨料或填料在陶瓷精磨磨具、树脂抛光砂轮以及金刚石抛光砂轮等方面有着广泛的应用。由于它的优异性能如硬度高,强度高,抗氧化和耐磨性能十分突出等,碳化硅微粉在耐火材料、工程陶瓷、结构材料等非磨削用途方面的应用也非常广泛。目前,碳化硅微粉已经成为发展现代国防、现代工业和高新科技的主要原材料。由于细粒度(10μm以下)的碳化硅微粉形状不规则、表面能较大、易引起团聚,形成二次粒子,使超细粉体的优势难以发挥。不仅在陶瓷磨具的浇注成型工艺中分散性和流动性达不到成型工艺性能要求,而且在树脂抛光砂轮生产中与结合剂的相容性也较差,严重影响了成品的质量和优异性能。

因此,对碳化硅微粉进行表面改性,使其具有很好的分散性、流动性、消除团聚,在后续的喷雾造粒中制备出的碳化硅微粉能配制成分散均匀稳定且固相含量较高、黏度较低的浆料。现有技术存在能耗大、颗粒分散性不好、生产周期长、产品稳定性差等缺点。本发明具有操作工艺简单、包裹均匀、分散稳定、生产效率高等优点。



技术实现要素:

针对现有技术中的不足,本发明提供了一种提高碳化硅微粉分散性的方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的,其步骤如下:

(1)将碳化硅微粉和邻苯二甲酰亚胺混合加入到密闭的反应器中,搅拌并缓慢升温,其中邻苯二甲酰亚胺的重量是碳化硅微粉重量的0.5%~2.0%;

(2)当步骤(1)中混合料温度升至366℃~380℃时,保温20~50分钟,然后缓慢降温至25℃,加入二乙烯三胺水溶液,搅拌混合后静置10~20分钟,其中二乙烯三胺水溶液的重量为碳化硅微粉重量的1~3倍;

(3)混合液分为两层:上层为改性后的碳化硅微粉悬浮液,下层为团聚的碳化硅微粉粒子;

(4)将上层改性后的碳化硅微粉悬浮液抽出过滤,沉淀用苯洗涤,然后干燥得改性后的碳化硅微粉;下层团聚的碳化硅微粉粒子经解团聚后再改性使用。

其中所述的二乙烯三胺水溶液中二乙烯三胺的重量浓度为0.5%~1.0%。

其中所述的反应器带有夹套和搅拌装置。

其中所述的降温方式为撤掉加热源自然冷却至110℃以下再在夹套中通入冷却介质降温。

本发明的有益效果:

本发明通过将碳化硅微粉和邻苯二甲酰亚胺在密闭反应器中搅拌混合,同时升温让邻苯二甲酰亚胺升华变为气态,均匀分布在碳化硅微粉周围,然后再缓慢降温使邻苯二甲酰亚胺凝固在碳化硅微粉表面,二乙烯三胺与邻苯二甲酰亚胺反应生成分子量较大的带有胺基和羰基的有机分子,在碳化硅微粉表面形成空间位阻,阻碍碳化硅微粉粒子间的团聚,提高碳化硅微粉的分散性。碳化硅微粉中已经团聚的粒子粒径较大,表面包覆的改性分子不足以使其分散,故沉降在底层。没有团聚的碳化硅微粉粒子均得到很好的分散。本发明处理的碳化硅微粉表面包裹均匀,结合牢固,碳化硅微粉粒子粒径分布均匀,分散性和再分散性都有极大的提高。

本发明具有操作工艺简单、包裹均匀、分散稳定、生产效率高等优点。

具体实施方法

下面结合具体实例对本发明进行说明,以下实施方式仅用于说明本发明,而不用于限制本发明所要求保护的范围。

实施例1,一种提高碳化硅微粉分散性的方法,其步骤如下:

(1)将碳化硅微粉和邻苯二甲酰亚胺混合加入到密闭的反应器中,搅拌并缓慢升温,其中邻苯二甲酰亚胺的重量是碳化硅微粉重量的0.5%;

(2)当步骤(1)中混合料温度升至366℃~368℃时,保温20分钟,然后缓慢降温至25℃,加入二乙烯三胺水溶液,搅拌混合后静置10分钟,其中二乙烯三胺水溶液的重量为碳化硅微粉重量的1.5倍;

(3)混合液分为两层:上层为改性后的碳化硅微粉悬浮液,下层为团聚的碳化硅微粉粒子;

(4)将上层改性后的碳化硅微粉悬浮液抽出过滤,沉淀用苯洗涤,然后干燥得改性后的碳化硅微粉;下层团聚的碳化硅微粉粒子经解团聚后再改性使用。

其中所述的二乙烯三胺水溶液中二乙烯三胺的重量浓度为0.5%。

其中所述的反应器带有夹套和搅拌装置。

其中所述的降温方式为撤掉加热源自然冷却至110℃以下再在夹套中通入冷却介质降温。

实施例2,一种提高碳化硅微粉分散性的方法,其步骤如下:

(1)将碳化硅微粉和邻苯二甲酰亚胺混合加入到密闭的反应器中,搅拌并缓慢升温,其中邻苯二甲酰亚胺的重量是碳化硅微粉重量的1.5%;

(2)当步骤(1)中混合料温度升至368℃~370℃时,保温25分钟,然后缓慢降温至25℃,加入二乙烯三胺水溶液,搅拌混合后静置15分钟,其中二乙烯三胺水溶液的重量为碳化硅微粉重量的2倍;

(3)混合液分为两层:上层为改性后的碳化硅微粉悬浮液,下层为团聚的碳化硅微粉粒子;

(4)将上层改性后的碳化硅微粉悬浮液抽出过滤,沉淀用苯洗涤,然后干燥得改性后的碳化硅微粉;下层团聚的碳化硅微粉粒子经解团聚后再改性使用。

其中所述的二乙烯三胺水溶液中二乙烯三胺的重量浓度为0.8%。

其中所述的反应器带有夹套和搅拌装置。

其中所述的降温方式为撤掉加热源自然冷却至110℃以下再在夹套中通入冷却介质降温。

实施例3,一种提高碳化硅微粉分散性的方法,其步骤如下:

(1)将碳化硅微粉和邻苯二甲酰亚胺混合加入到密闭的反应器中,搅拌并缓慢升温,其中邻苯二甲酰亚胺的重量是碳化硅微粉重量的2.0%;

(2)当步骤(1)中混合料温度升至375℃~380℃时,保温35分钟,然后缓慢降温至25℃,加入二乙烯三胺水溶液,搅拌混合后静置20分钟,其中二乙烯三胺水溶液的重量为碳化硅微粉重量的3倍;

(3)混合液分为两层:上层为改性后的碳化硅微粉悬浮液,下层为团聚的碳化硅微粉粒子;

(4)将上层改性后的碳化硅微粉悬浮液抽出过滤,沉淀用苯洗涤,然后干燥得改性后的碳化硅微粉;下层团聚的碳化硅微粉粒子经解团聚后再改性使用。

其中所述的二乙烯三胺水溶液中二乙烯三胺的重量浓度为1.0%。

其中所述的反应器带有夹套和搅拌装置。

其中所述的降温方式为撤掉加热源自然冷却至110℃以下再在夹套中通入冷却介质降温。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种提高碳化硅微粉分散性的方法,包括以下步骤:(1)将碳化硅微粉和邻苯二甲酰亚胺混合加入到密闭的反应器中,搅拌并缓慢升温;(2)当步骤(1)中混合料温度升至366℃~380℃时,保温20~50分钟,然后缓慢降温至25℃,加入二乙烯三胺水溶液,混合后静置10~20分钟;(4)混合液分为两层:上层为改性后的碳化硅微粉悬浮液,下层为团聚的碳化硅微粉粒子;(5)将上层改性后的碳化硅微粉悬浮液抽出过滤,沉淀用苯洗涤,然后干燥得改性后的碳化硅微粉;下层团聚的碳化硅微粉粒子经解团聚后再改性使用。本发明能更好地解决碳化硅微粉造浆过程中的分散和分散后稳定问题,获得高性能满足实际应用的碳化硅微粉。

技术研发人员:时松超;吴来根;孙国平
受保护的技术使用者:郑州西利康新材料有限公司
技术研发日:2017.06.17
技术公布日:2017.09.08
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