一种添加金属钛的抗静电复合陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种添加金属钛的抗静电复合陶瓷材料及其制备方法，其由下列重量份的原料制成：钛1‑3份、二氧化钛1‑3份、稀土2‑5份、叶腊石3‑8份、高岭土5‑10份、硅质砂岩10‑15份、锂云母1‑3份、菱镁矿1‑2份、聚乙二醇1‑3份、钛酸钡1‑3份、硼酸钙2‑4份、甲基乙烯基二氯硅烷1‑2份、四乙二醇二甲醚2‑5份、分散剂1‑4份、稳定剂2‑5份、偶联剂1‑2份。制备而成的添加金属钛的抗静电复合陶瓷材料,其强度大，抗冲击力强，同时兼具抗静电性能。同时，还公开了这种添加金属钛的抗静电复合陶瓷材料的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种添加金属钛的抗静电复合陶瓷材料及其制备方法
本专利技术涉及陶瓷材料领域，特别涉及到一种添加金属钛的抗静电复合陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
金属陶瓷是硬质(陶瓷)相和强韧(粘接)相组织结构的一种复合材料。金属陶瓷中陶瓷相是多晶烧结材料，其致命弱点是脆性大、韧性不足。因此对高性能金属陶瓷材料的设计主要方向是克服脆性及提高韧性。金属陶瓷的陶瓷材料的强韧化方法主要有：颗粒增韧、纤维增韧、相变强化、晶须增韧等，此外最重要的，是在陶瓷相中引入的韧性金属作为粘结相，这也是“金属”陶瓷名称的缘由。为了能够使金属陶瓷的制作工艺更加简单化，本专利技术研制出一款添加有金属钛的复合陶瓷材料，不仅提高了陶瓷材料的性能和品质同时简化了陶瓷制作工艺流程，期望可以满足市场的需求。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种添加金属钛的抗静电复合陶瓷材料及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到的添加金属钛的抗静电复合陶瓷材料，其强度大，抗冲击力强，同时兼具抗静电性能，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：添加金属钛的抗静电复合陶瓷材料，由下列重量份的原料制成：钛1-3份、二氧化钛1-3份、稀土2-5份、叶腊石3-8份、高岭土5-10份、硅质砂岩10-15份、锂云母1-3份、菱镁矿1-2份、聚乙二醇1-3份、钛酸钡1-3份、硼酸钙2-4份、甲基乙烯基二氯硅烷1-2份、四乙二醇二甲醚2-5份、分散剂1-4份、稳定剂2-5份、偶联剂1-2份。优选地，所述分散剂为焦磷酸钠、正磷酸钠、酒石酸钠、硅酸钠中的一种或几种。优选地，所述稳定剂为氯硅酸钠复合物、硬脂酸锂、苯甲酸钙、月硅酸钙中的任意一种。优选地，所述偶联剂选自磷酸氨苄酯、双十六烷基硼酸异丙酯、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷中的任意一种或几种。所述的添加金属钛的抗静电复合陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照重量份称取各原料；（2）将叶腊石、高岭土、硅质砂岩、锂云母、菱镁矿加入管式炉内进行热处理，热处理温度为500-660℃，时间为30分钟，然后自然降温冷却至室温，静置30分钟;（3）将钛、二氧化钛、稀土、钛酸钡、硼酸钙、步骤（2）的混合物加入球磨机，球磨机中球料比为25:1，球磨时间为3-5小时，球磨机的转速为100-200转/分钟；（4）将步骤（3）的球磨粉碎物、聚乙二醇、甲基乙烯基二氯硅烷、四乙二醇二甲醚、分散剂一起加入高速加压匀质机中，转速3000-5000转/分钟，压强为1-2MPa，混合搅拌30分钟；（5）将步骤（4）的匀质混合物过筛分选，收集过筛混合物；（6）将步骤（5）的过筛混合物、稳定剂、偶联剂注入模具中，在高温煅烧炉中进行加压成型，煅烧温度以8-10℃/分的升温速度升至660-720℃，然后在温度为660-720℃时保温60分钟，加压速度为0.05-0.1MPa/分，成型压力为2-5MPa；（7）将步骤（6）的煅烧模型降至室温后，去模、脱蜡、放于氮气保温箱中养护2-4小时，即得成品。优选地，所述筛孔径为200-300目。优选地，所述保温箱温度为65-75℃。本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：（1）本专利技术的添加金属钛的抗静电复合陶瓷材料，以叶腊石、高岭土、硅质砂岩、锂云母、菱镁矿、钛、二氧化钛、稀土、钛酸钡、硼酸钙为主要成分，通过加入聚乙二醇、甲基乙烯基二氯硅烷、四乙二醇二甲醚、分散剂、稳定剂、偶联剂，辅以加热处理、球磨粉碎、加压匀质、过筛分选、高温煅烧、去模脱蜡、养护成型等工艺，使得制备而成的添加金属钛的抗静电复合陶瓷材料，其强度大，抗冲击力强，同时兼具抗静电性能，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。（2）本专利技术的添加金属钛的抗静电复合陶瓷材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。具体实施方式下面结合具体实施例对专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1（1）按照重量份称取钛1份、二氧化钛1份、稀土2份、叶腊石3份、高岭土5份、硅质砂岩10份、锂云母1份、菱镁矿1份、聚乙二醇1份、钛酸钡1份、硼酸钙2份、甲基乙烯基二氯硅烷1份、四乙二醇二甲醚2份、焦磷酸钠1份、氯硅酸钠复合物2份、磷酸氨苄酯1份；（2）将叶腊石、高岭土、硅质砂岩、锂云母、菱镁矿加入管式炉内进行热处理，热处理温度为500℃，时间为30分钟，然后自然降温冷却至室温，静置30分钟;（3）将钛、二氧化钛、稀土、钛酸钡、硼酸钙、步骤（2）的混合物加入球磨机，球磨机中球料比为25:1，球磨时间为3小时，球磨机的转速为100转/分钟；（4）将步骤（3）的球磨粉碎物、聚乙二醇、甲基乙烯基二氯硅烷、四乙二醇二甲醚、焦磷酸钠一起加入高速加压匀质机中，转速3000转/分钟，压强为1MPa，混合搅拌30分钟；（5）将步骤（4）的匀质混合物过筛分选，收集过筛混合物，筛孔径为200目；（6）将步骤（5）的过筛混合物、氯硅酸钠复合物、磷酸氨苄酯注入模具中，在高温煅烧炉中进行加压成型，煅烧温度以8℃/分的升温速度升至660℃，然后在温度为660℃时保温60分钟，加压速度为0.05MPa/分，成型压力为2MPa；（7）将步骤（6）的煅烧模型降至室温后，去模、脱蜡、放于氮气保温箱中养护2小时，即得成品，保温箱温度为65℃。制得的添加金属钛的抗静电复合陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。实施例2（1）按照重量份称取钛1份、二氧化钛2份、稀土3份、叶腊石4份、高岭土7份、硅质砂岩12份、锂云母2份、菱镁矿1份、聚乙二醇2份、钛酸钡2份、硼酸钙2份、甲基乙烯基二氯硅烷1份、四乙二醇二甲醚3份、正磷酸钠2份、硬脂酸锂3份、双十六烷基硼酸异丙酯1份；（2）将叶腊石、高岭土、硅质砂岩、锂云母、菱镁矿加入管式炉内进行热处理，热处理温度为550℃，时间为30分钟，然后自然降温冷却至室温，静置30分钟;（3）将钛、二氧化钛、稀土、钛酸钡、硼酸钙、步骤（2）的混合物加入球磨机，球磨机中球料比为25:1，球磨时间为3.5小时，球磨机的转速为120转/分钟；（4）将步骤（3）的球磨粉碎物、聚乙二醇、甲基乙烯基二氯硅烷、四乙二醇二甲醚、正磷酸钠一起加入高速加压匀质机中，转速4000转/分钟，压强为1.3MPa，混合搅拌30分钟；（5）将步骤（4）的匀质混合物过筛分选，收集过筛混合物，筛孔径为220目；（6）将步骤（5）的过筛混合物、硬脂酸锂、双十六烷基硼酸异丙酯注入模具中，在高温煅烧炉中进行加压成型，煅烧温度以8℃/分的升温速度升至680℃，然后在温度为680℃时保温60分钟，加压速度为0.07MPa/分，成型压力为3MPa；（7）将步骤（6）的煅烧模型降至室温后，去模、脱蜡、放于氮气保温箱中养护2.5小时，即得成品，保温箱温度为67℃。制得的添加金属钛的抗静电复合陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。实施例3（1）按照重量份称取钛2份、二氧化钛2份、稀土4份、叶腊石7份、高岭土9份、硅质砂岩14份、锂云母2份、菱镁矿2份、聚乙二醇2份、钛酸钡2份、硼酸钙3份、甲基乙烯基二氯硅烷2份、四乙二醇二甲醚4份、酒石酸钠3份、苯甲酸钙4份、乙烯基三乙氧基硅烷2份；（2）将叶腊石、高岭土、硅质砂岩、锂云母、菱镁矿加入管式炉内进行热处理，热处理温度为600℃，时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种添加金属钛的抗静电复合陶瓷材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：钛1‑3份、二氧化钛1‑3份、稀土2‑5份、叶腊石3‑8份、高岭土5‑10份、硅质砂岩10‑15份、锂云母1‑3份、菱镁矿1‑2份、聚乙二醇1‑3份、钛酸钡1‑3份、硼酸钙2‑4份、甲基乙烯基二氯硅烷1‑2份、四乙二醇二甲醚2‑5份、分散剂1‑4份、稳定剂2‑5份、偶联剂1‑2份。

【技术特征摘要】
1.一种添加金属钛的抗静电复合陶瓷材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：钛1-3份、二氧化钛1-3份、稀土2-5份、叶腊石3-8份、高岭土5-10份、硅质砂岩10-15份、锂云母1-3份、菱镁矿1-2份、聚乙二醇1-3份、钛酸钡1-3份、硼酸钙2-4份、甲基乙烯基二氯硅烷1-2份、四乙二醇二甲醚2-5份、分散剂1-4份、稳定剂2-5份、偶联剂1-2份。2.根据权利要求1所述的添加金属钛的抗静电复合陶瓷材料，其特征在于：所述分散剂为焦磷酸钠、正磷酸钠、酒石酸钠、硅酸钠中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的添加金属钛的抗静电复合陶瓷材料，其特征在于：所述稳定剂为氯硅酸钠复合物、硬脂酸锂、苯甲酸钙、月硅酸钙中的任意一种。4.根据权利要求1所述的添加金属钛的抗静电复合陶瓷材料，其特征在于：所述偶联剂选自磷酸氨苄酯、双十六烷基硼酸异丙酯、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷中的任意一种或几种。5.根据权利要求1-4任一所述的添加金属钛的抗静电复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按照重量份称取各原料；（2）将叶腊石、高岭土、硅质砂岩、锂云母、菱镁矿加入管式炉内进行热处理，热处理温度为500-66...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志明，
申请(专利权)人：苏州洛特兰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32