涂覆二氧化硅的熔融颗粒制造技术

本发明专利技术提供一种涂覆颗粒，该颗粒包含采用含二氧化硅涂层至少部分地覆盖的熔融基础颗粒，所述基础颗粒以基于基础颗粒重量的重量百分数计包含大于４０％的氧化铝。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及熔融颗粒，如氧化铝熔融颗粒、氧化铝-氧化锆颗粒或包含氧化镁的 熔融颗粒。本专利技术还涉及包含根据本专利技术所述颗粒的磨具，以及生产本专利技术颗粒的方法。
技术介绍
磨具通常根据形成构成磨具的陶瓷颗粒模式分类喷射或无载体的悬浮形式的 游离磨料；涂覆磨料，其中所述颗粒固定在布、纸张或聚合物薄膜形式的载体上；以及环形 带、棒等形式的粘结磨料。关于粘结磨料，将研磨颗粒与有机粘结剂如酚醛树脂或玻璃状粘结剂压缩在一 起，其中所述玻璃状粘结剂例如为由氧化物构成的粘结剂，特别是硅酸盐粘结剂。关于研 磨，所述颗粒本身必须具有良好的机械性质，特别是高刚性和/或硬度，并能够与粘结剂产 生良好结合(界面可靠性)。目前，存在覆盖较宽应用和性能范围的多种研磨颗粒；通过熔化原料而合成的颗 粒称作“熔融颗粒”，其提供优异的性质/生产成本的折衷方案。在本说明书中，除非另外说明，否则颗粒的所有组成均以基于颗粒总重的重量百 分数形式给出。在熔融颗粒范围内，基于氧化铝和氧化锆的材料已经通过US-A-3181939得知。所 述颗粒通常由10% -60%的氧化锆、0-10%的添加剂和余量的氧化铝构成。实践中，如专利 US-A-3891408中记载，商业产品中氧化锆的量约为25%，即大约为关于氧化铝-氧化锆在 约42% (通常在35% -50% )氧化锆下共晶体的值。US-A-4457767也描述了熔融颗粒。可提及的例子为由供应商Saint-Gobain (法 国)出售的商标为NZPlus 的颗粒。所述颗粒典型地包含39重量％氧化锆，和0. 8% Y2O3， 杂质小于0. 5%，余量为氧化铝。所述颗粒的混合物广泛用于涂覆磨料或用于具有有机粘 结剂的砂轮，特别是用于除去(粗磨、切割研磨等)特别是位于不锈钢上的大量材料的操作 中。进一步地，EPA 01613709描述了包含多种百分含量的MgO、其余为Al2O3的颗粒。 通过熔融所述原料生产所述包含氧化镁的含氧化铝颗粒。然后优选迅速冷却熔融材料，以 促进例如采用如在专利US A 3993119中公开的用于在金属薄板间浇铸的装置进行的精细 的经定向结构的生产。最后将冷却的材料例如采用滚筒研磨而磨碎，然后筛分并分类成符 合例如FEPA精确标准的粒度分布或“粒度(grit)，，系列。US A 5042991描述了由疏水性二氧化硅在非水性液体中的悬浮体得到的涂层。WO 2006/032982描述了涂覆vitreophilic颗粒的方法。氧化铝不是 vitreophilic 材料。为实现研磨颗粒与粘结剂间的更好粘附，已知将涂层涂覆至其表面，例如基于镁 或锰的氧化物(US 4，913，708)或基于氧化铝水合物和硅酸钠(EP 0856037)。然而，所述涂 层会存在一些缺陷，特别是对氧化锰毒性或由其吸湿性导致水合氧化铝或硅酸钠过早老化的问题。EP 0417729中还提出了在研磨颗粒表面上二氧化硅的涂覆，但其适用于通过溶 胶-凝胶法生产的并用于玻璃化轮的烧结颗粒，而非用于熔融颗粒。然而，通过涂覆涂层引起的颗粒性能改进根据所述颗粒是熔融或烧结颗粒而差别 很大。尽管未能对其作出理论上的解释，但是EP 0417729指出，对含氧化铝研磨颗粒以相 同方式采用玻璃质粘结剂实施相同处理，根据所述颗粒是通过溶胶_凝胶法抑或其它方法 生产的，导致在粉碎中表现出不同性能的磨具。进一步地，日本专利申请No. 6098299描述了生产基于薄片状二氧化硅涂层的方 法。该方法包括在二氧化硅溶胶中浸渍基础颗粒，除去过量的二氧化硅，然后高温热处理。 该专利申请指出，通常难以使用胶体二氧化硅涂覆微粒团聚体形式的研磨颗粒。最后，用于涂覆熔融颗粒的方法通常复杂而昂贵。一直需要有表现出与粘结剂(特别是有机粘结剂)具有优异的粘附和/或具有高 刚性的新型研磨颗粒。本专利技术的一个目的在于解决该需求。还需要以有效方式低成本地生产这类研磨颗粒的新型方法。
技术实现思路
本专利技术提出了一种涂覆颗粒，包括至少部分或甚至全部采用含二氧化硅涂层涂覆 的熔融基础颗粒，该基础颗粒包括以基于基础颗粒重量的重量百分数计超过40%的氧化ο如可在说明书下文中更详细看出，所述二氧化硅涂层使得能够获得良好的冲击强 度和破裂强度和/或与粘结剂的良好粘附。根据本专利技术的颗粒还可特别地包括一个或多个以下任选的特征-所述涂层以基于涂层重量的重量百分数计，包括大于95%的二氧化硅；-二氧化硅是亲水性的；-涂层的重量表现出大于0.01%，大于0. 和/或小于2%，小于0. 75%或小于 0.3%的基础颗粒重量；-涂层基本上覆盖所述基础颗粒的所有表面；_涂层没有裂纹或碎片；-涂层以不存在分隔所述涂层与所述表面的中间层形式与基础颗粒表面接触；-基础颗粒以基于基础颗粒重量的百分数计包括至少氧化锆、氧化镁、或氧化 锆与氧化镁的混合物；-所述基础颗粒以基于总计100%的重量百分数计具有以下化学分析之一Al2O3 45--65%Zr02+Hf02 35--50%其它0--12%或Al2O3 65--80%Zr02+Hf02 15--30%其它0--12. 0%或Al2O3 92. 0-98. 5%MgO 1. 5-6. 5%其它<2.0%-基础颗粒组成中添加剂的总重小于10%。本专利技术还提供一种包含本专利技术涂覆颗粒的颗粒混合物，所述涂覆颗粒的尺寸大于 45 μ m(微米)，大于400 μ m或大于500 μ m禾Π /或小于3. 35mm或小于2mm或小于600 μ m。本专利技术还提供一种磨具，包括聚集或沉积于载体上的通过粘结剂束缚的研磨颗 粒，至少一部分所述研磨颗粒为本专利技术的颗粒。所述粘结剂特别地可以是有机粘结剂。本专利技术还提供一种生产涂覆颗粒的方法，包括以下连续步骤1)获得或生产熔融基础颗粒，特别是以基于基础颗粒重量的重量百分数计包含大 于40%氧化铝的熔融基础颗粒；2)采用优选为水性的含二氧化硅的悬浮体至少部分地涂覆所述基础颗粒；3)任选地，干燥由所述悬浮体润湿的基础颗粒，以形成基于二氧化硅的涂层。特别地，根据本专利技术的方法还可包括一个或多个以下任选的特征-步骤2)之前，对所述熔融基础颗粒实施热处理步骤，称作“在先”处理，其特别地 在大于600°C，或甚至大于800°C，或甚至大于1000°C和/或小于1550°C或小于1350°C或甚 至小于1250°C的温度下实施。在先热处理的持续时间可例如大于30分钟，甚至大于1小 时，或大于3小时和/或小于10小时。可选地，在步骤2)之前不对熔融基础颗粒实施任何 热处理；-在步骤2)中，将基础颗粒与大于0.5g、大于0.75g或甚至大于l.Og和/或小于 5g、小于4g、小于3g或甚至小于2g悬浮体/IOOg基础树脂量的悬浮体混合。二氧化硅悬浮 体可具有小于25%，或甚至小于10%，或甚至小于5%的二氧化硅浓度。-任选的步骤3)后，所述方法包括热处理步骤4)，所述热处理在大于100°C，大于 200°C，大于300°C和/或小于1550°C，小于1500°C，小于1350°C，小于1000°C，或甚至小于 500°C或小于450°C的温度下实施。所述热处理实施大于30分钟，大于1小时和/或小于 24小时或小于10小时的时间。-熔融基础颗粒在步骤2)和步骤3)或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：山木尔马林，S珀蒂尼，
申请(专利权)人：法商圣高拜欧洲实验及研究中心，
类型：发明
国别省市：FR