一种钛酸钾的制备方法及其在电焊条中的应用

技术领域

本发明属于钛酸钾技术领域，具体涉及一种钛酸钾的制备方法及其在电焊条中的应用。

背景技术

钛酸钾作为电焊条的添加剂，具有降低电弧电压、减少飞溅等功能，可以得到性能更加优良的电焊条，达到焊缝细密的效果。电焊条用钛酸钾的质量要求较高，钛酸钾的制备方法影响着其性能，其制备方法一般有水热法、烧结法、熔剂法等，其中熔剂法是合成钛酸钾的常用方法，但是现有技术采用该方法制备的钛酸钾在作为添加剂应用于电焊条中时，电焊条性能不佳，影响了其进一步应用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的技术问题在于提供一种钛酸钾的制备方法。本发明要解决的另一个技术问题在于一种一种钛酸钾在电焊条中的应用。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种钛酸钾的制备方法，以氧化钾、二氧化钛为原料，以KCl-KF为助溶剂，将上述材料混合均匀后加入聚丙烯溶液中，湿磨处理后进行烧结，再经后处理得到钛酸钾。

所述钛酸钾的制备方法，所述湿磨处理分为两次，第一次湿磨结束后干燥，再次加入聚丙烯溶液后再次进行湿磨处理。

所述钛酸钾的制备方法，所述第一次湿磨过程采用机械球磨，采用大球和小球混合的方式，大球的直径为50mm，小球直径为20mm，球磨转速500～800rpm，球磨时间为3～5h，球料比为5:1～10:1；所述第二次湿磨过程采用机械球磨，采用大球和小球混合的方式，大球的直径为30mm，小球直径为10mm，球磨转速100～300rpm，球磨时间为1～3h，球料比为10:1～20:1。

所述钛酸钾的制备方法，所述第一次湿磨时，聚丙烯溶液与干料的质量比为3:1～10:1；第二次湿磨时，聚丙烯溶液与干料的质量比为1:1～5:1。

所述钛酸钾的制备方法，所述氧化钾、二氧化钛的摩尔比为1:2～1:5；助溶剂的用量为主料质量的1％～10％。

所述钛酸钾的制备方法，所述烧结温度为800～1250℃，烧结时间为3～8h。

所述钛酸钾的制备方法，所述后处理：将烧结后产物在冷水中分散后，再在60℃的热水中搅拌2h，并加入稀硫酸中和钾离子，再在1000℃的温度中停留3h，再在60℃热水中搅拌1h，在350℃温度条件下干燥，得到六钛酸钾。

所述钛酸钾的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取氧化钾、二氧化钛以及KCl-KF，混合均匀；然后向混合物中加入聚丙烯溶液，搅拌均匀；所述氧化钾、二氧化钛的摩尔比为1:2～1:5，KCl-KF的用量为主料质量的1％～10％；聚丙烯溶液与混合物的质量比为3:1～10:1；

(2)对搅拌均匀的浆料进行第一次湿磨，湿磨结束后，进行干燥；第一湿磨采用大球和小球混合的方式，大球的直径为50mm，小球直径为20mm，球磨转速500～800rpm，球磨时间为3～5h，球料比为5:1～10:1；

(3)向步骤(2)干燥后的物料中加入聚丙烯溶液，搅拌混合均匀后进行第二次湿磨；聚丙烯溶液与干燥后物料的质量比为1:1～5:1；第二次湿磨过程采用机械球磨，采用大球和小球混合的方式，大球的直径为30mm，小球直径为10mm，球磨转速100～300rpm，球磨时间为1～3h，球料比为10:1～20:1；

(4)第二湿磨结束后干燥至恒重，然后在800～1250℃温度条件下烧结3～8h；

(5)将烧结后产物在冷水中分散，再在60℃的热水中搅拌2h，并加入稀硫酸中和钾离子，再在1000℃的温度中停留3h，再在60℃热水中搅拌1h，在350℃温度条件下干燥，得到六钛酸钾。

上述方法制备得到的六钛酸钾。

上述六钛酸钾在电焊条中的应用。

有益效果：与现有的技术相比，本发明的优点包括：

本发明在钛酸钾制备中向物料中加入聚丙烯溶液，增强原料强度；在制备过程成采用浆料研磨的方式增加原料混合程度；将该钛酸钾应用于电焊条的制备中，电焊条的电弧电压较稳定，发尘量较低，硫含量和磷含量均小于0.015％，整体性能优异。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。

实施例1

一种钛酸钾的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取氧化钾、二氧化钛以及KCl-KF，混合均匀；然后向混合物中加入聚丙烯溶液，搅拌均匀；氧化钾、二氧化钛的摩尔比为1:2，KCl-KF的用量为主料质量的3％；聚丙烯溶液与混合物的质量比为3:1；

(2)对搅拌均匀的浆料进行第一次湿磨，湿磨结束后，进行干燥；第一湿磨采用大球和小球混合的方式，大球的直径为50mm，小球直径为20mm，球磨转速500rpm，球磨时间为4h，球料比为5:1；

(3)向步骤(2)干燥后的物料中加入聚丙烯溶液，搅拌混合均匀后进行第二次湿磨；聚丙烯溶液与干燥后物料的质量比为2:1；第二次湿磨过程采用机械球磨，采用大球和小球混合的方式，大球的直径为30mm，小球直径为10mm，球磨转速300rpm，球磨时间为2h，球料比为10:1；

(4)第二湿磨结束后干燥至恒重，然后在1150℃温度条件下烧结5h；

(5)将烧结后产物在冷水中分散，再在60℃的热水中搅拌2h，并加入稀硫酸中和钾离子，再在1000℃的温度中停留3h，再在60℃热水中搅拌1h，在350℃温度条件下干燥，得到六钛酸钾。

实施例2

一种钛酸钾的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取氧化钾、二氧化钛以及KCl-KF，混合均匀；然后向混合物中加入聚丙烯溶液，搅拌均匀；氧化钾、二氧化钛的摩尔比为1:4，KCl-KF的用量为主料质量的5％；聚丙烯溶液与混合物的质量比为5:1；

(2)对搅拌均匀的浆料进行第一次湿磨，湿磨结束后，进行干燥；第一湿磨采用大球和小球混合的方式，大球的直径为50mm，小球直径为20mm，球磨转速800rpm，球磨时间为4h，球料比为8:1；

(3)向步骤(2)干燥后的物料中加入聚丙烯溶液，搅拌混合均匀后进行第二次湿磨；聚丙烯溶液与干燥后物料的质量比为4:1；第二次湿磨过程采用机械球磨，采用大球和小球混合的方式，大球的直径为30mm，小球直径为10mm，球磨转速200rpm，球磨时间为2h，球料比为16:1；

(4)第二湿磨结束后干燥至恒重，然后在1000℃温度条件下烧结5h；

(5)将烧结后产物在冷水中分散，再在60℃的热水中搅拌2h，并加入稀硫酸中和钾离子，再在1000℃的温度中停留3h，再在60℃热水中搅拌1h，在350℃温度条件下干燥，得到六钛酸钾。

实施例3

一种钛酸钾的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取氧化钾、二氧化钛以及KCl-KF，混合均匀；然后向混合物中加入聚丙烯溶液，搅拌均匀；氧化钾、二氧化钛的摩尔比为1:5，KCl-KF的用量为主料质量的8％；聚丙烯溶液与混合物的质量比为8:1；

(2)对搅拌均匀的浆料进行第一次湿磨，湿磨结束后，进行干燥；第一湿磨采用大球和小球混合的方式，大球的直径为50mm，小球直径为20mm，球磨转速600rpm，球磨时间为4h，球料比为10:1；

(3)向步骤(2)干燥后的物料中加入聚丙烯溶液，搅拌混合均匀后进行第二次湿磨；聚丙烯溶液与干燥后物料的质量比为5:1；第二次湿磨过程采用机械球磨，采用大球和小球混合的方式，大球的直径为30mm，小球直径为10mm，球磨转速300rpm，球磨时间为2h，球料比为20:1；

(4)第二湿磨结束后干燥至恒重，然后在1000℃温度条件下烧结5h；

(5)将烧结后产物在冷水中分散，再在60℃的热水中搅拌2h，并加入稀硫酸中和钾离子，再在1000℃的温度中停留3h，再在60℃热水中搅拌1h，在350℃温度条件下干燥，得到六钛酸钾。

实施例4

将实施例1～3制备得到的钛酸钾作为添加剂应用于电焊条的制备中，并对焊条材料性能进行考察；焊条药皮由以下重量份数组分组成：大理石18份，白云石1份，冰晶石0.5份，长石粉35份，钛白粉8份，钛酸钾12份，复合云母6份，电解锰6份，金属铬15份。焊条材料性能如表1所示。由表1可知，以本申请制备的钛酸钾作为添加剂用于电焊条制备中，得到的电焊条具有优异的性能。

表1焊条性能结果