[发明专利]一种陶瓷研磨球滚动成型用冷水快速凝胶浆水及其使用方法

说明书

一种陶瓷研磨球滚动成型用冷水快速凝胶浆水，属陶瓷研磨球成型技术领域，是凝胶前液‑凝胶诱导剂组成的快速凝胶体系，凝胶前液是凝胶型结冷胶或明胶或琼脂或卡拉胶，凝胶诱导剂是冷水，球坯成型时，凝胶前液及凝胶诱导剂通过各自独立的喷雾系统均匀喷洒到滚动的球坯表面，同时不断进行投料使球坯滚粘粉料，如此形成凝胶与粉料的相互掺和体，球坯滚动长大得到陶瓷坯体，经烧结得到成品。通过设计的快速凝胶胶水将凝胶反应诱导引发在正在成型的球坯表面上，起到粘合、保湿、强化等作用，有效降低球坯分层开裂现象，极大提高了成品率以及成型粒径极限。

技术领域

本发明属陶瓷研磨球成型技术领域，尤其涉及一种陶瓷研磨球滚动成型用快速凝胶冷水体系，以及使用该冷水快速凝胶浆水滚动成型陶瓷研磨球的方法。

背景技术

目前市场上的陶瓷研磨球主要还是以滚制法成型为主，压制法次之。陶瓷研磨球滚动成型方法有着十分悠久的应用历史，经过不断的优化改进，滚动成型技术越来越成熟。普通的陶瓷球因其使用了较多的天然矿物或者添加了一定比例的粘土，其滚动成型粒径最高可至30mm。然而随着矿山研磨工艺升级和新型磨机的不断出现，高强度高耐磨的陶瓷研磨球需求越来越迫切，与之呼应，高比重、大粒径、高耐磨的陶瓷研磨球的研究开发不断深入，其所用原料要求也越来越高，许多新型原料或是通过化学法与合成法得到的，或是通过化学提纯、烧结提炼、高温合成得到，又或者经过超细研磨与表面改性等方法得到，其材料表面性质较传统陶瓷原材料发生了较大的变化，复合使用会产生亲和性问题。受此影响，新一代的陶瓷研磨球在成型方面面临着球坯强度低、球坯分层包心、球坯保水性差、大粒径球坯成型困难、烧成开裂及成品抗破碎性能差等多方面的问题。常规的成型粘结剂、分散剂、保水剂已经无法完全解决当前问题，急需寻求新的成型工艺。

为此，有人提出了溶胶-凝胶滴丸法成型方法，可以很好解决坯体结构一致性问题，极大避免球坯分层包心及其所导致的强度偏低问题，但溶胶-凝胶的抗变形能力和和成型工艺自身的限制决定了滴丸成型的球体粒径范围为0.1-5mm，而陶瓷研磨球直径越大，凝胶素坯的抗变形能力就越差，球形度也越差。可见，溶胶-凝胶滴丸法成型方法可以实现小粒径球的成型，而大粒径球的成型受到了极大限制。

寻求一种适用于新型高强度高耐磨陶瓷研磨球滚动成型的方法刻不容缓。

我们发现当溶胶发生热、化学变化、或溶剂失去时,使胶体粒子浓度增加,粒子之间距离靠近,或荷电为零,从而使胶体粒子的构成分子之间缩聚或聚合,形成具有分散液体在空隙或胶团内的三维网络结构，有一定的粘附包覆功能，有一定的弹性，保水能力不俗，可以作为载体、可以作为支撑、也可以作为粘结等。与具有相对固定分子链长的粘结剂如PVA、CMC、PEG、聚丙烯酰胺等不同，凝胶分子可以通过相互交联叠加无限扩展成更大的凝胶团，实现凝胶一体化。更可贵的是部分种类的凝胶反应是可以在极短时间内完成的，这也就为我们陶瓷研磨球的成型提供了一种新的可能。

发明内容

本发明正是为了克服上述不足，提供一种陶瓷研磨球滚动成型用冷水快速凝胶浆水。所述的冷水快速凝胶浆水主要是：凝胶型结冷胶-冷水体系，明胶-冷水体系，琼脂-冷水体系，κ-型或ι-型卡拉胶-冷水体系。通过设计的快速凝胶冷水体系，将凝胶反应诱导引发在正在成型的球坯表面上，起到粘合、保湿、强化等作用，有效降低球坯分层开裂现象，极大提高了成品率以及成型粒径极限。

具体是这样实施的：一种陶瓷研磨球滚动成型用冷水快速凝胶浆水，是凝胶前液-凝胶诱导剂组成的快速凝胶体系，其特征在于所述的凝胶前液是凝胶型结冷胶或明胶或琼脂或卡拉胶，所述的凝胶诱导剂是冷水，其中：凝胶型结冷胶，使用浓度为0.05-1%wt；明胶是冻力为150-250Bloomg的明胶，使用浓度为0.5-2%wt；琼脂是凝胶强度为500-1200g/cm²的琼脂，使用浓度为0.5-2%wt；卡拉胶是κ-型或ι-型卡拉胶，使用浓度为0.5-2%wt；冷水是温度为5-15℃的冷水。

快速凝胶冷水体系的凝胶原理是这样的：