一种节能蜂窝陶瓷材料及其制备方法技术

技术编号:18999102 阅读:16 留言:0更新日期:2018-09-22 04:54
本发明专利技术提供了一种节能蜂窝陶瓷材料及其制备方法,本发明专利技术提供的节能蜂窝陶瓷材料一方面从成分上进行改进,一方面从材料的结构上进行改进,最终制得的节能蜂窝陶瓷材料具有较好的蓄热和节能的功能,且环保健康。

Energy saving honeycomb ceramic material and preparation method thereof

The invention provides an energy-saving honeycomb ceramics material and a preparation method. The energy-saving honeycomb ceramics material provided by the invention is improved in composition on the one hand and in structure on the other. The energy-saving honeycomb ceramics material has better heat storage and energy-saving functions, and is environmentally friendly and healthy.

【技术实现步骤摘要】
一种节能蜂窝陶瓷材料及其制备方法
本专利技术属于节能材料
,具体地,涉及一种节能蜂窝陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
太阳能作为一种资源潜力巨大的可再生能源,在我国清洁能源战略中扮演举足轻重的角色。太阳能是一种时间上非连续分布的能源形式,要使得其能连续地向用户供应能量,蓄热是一个重要环节。目前大多太阳能热利用蓄热材料存在一些缺点和不足。现有的蓄热材料蓄热密度有限,结构单一,比表面积很小,充放热效率较低。蜂窝陶瓷是一种功能性多孔材料,具有较高的比表面积和良好的物理化学稳定性,在工业领域有广泛用途。在生产过程中,传统的蜂窝陶瓷生产工艺大多会用桐油、菜油、甘油等润滑剂,这些高分子润滑剂在烧成过程中产生极其难闻的废气,对周边的环境造成极大污染。为了解决上述问题,急需研发一种新型的节能材料,本专利技术提供一种节能蜂窝陶瓷材料及其制备方法。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷,本专利技术的目的是提供一种节能蜂窝陶瓷材料及制备方法。根据本专利技术提供的一种节能蜂窝陶瓷材料,所述的节能蜂窝陶瓷材料包括如下重量份数的原料:废弃高铝陶瓷34-40份、改性碳纳米管-壳聚糖复合材料2-11份、高岭土5-12份、焦宝石3-5份、玄武石12-28份、石灰石7-21份、铁铝酸四钙4-9份、增稠剂2.5-3.7份。优选地,所述的节能蜂窝陶瓷材料包括如下重量份数的原料:废弃高铝陶瓷36-40份、改性碳纳米管-壳聚糖复合材料5-11份、高岭土7-12份、焦宝石4-5份、玄武石15-28份、石灰石8-21份、铁铝酸四钙5-9份、增稠剂2.8-3.7份。优选地,所述的节能蜂窝陶瓷材料包括如下重量份数的原料:废弃高铝陶瓷38份、改性碳纳米管-壳聚糖复合材料7份、高岭土9份、焦宝石4份、玄武石17份、石灰石13份、铁铝酸四钙7份、增稠剂2.9份。优选地,所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素。优选地,所述改性碳纳米管-壳聚糖复合材料的制备:(1)将10-15mg的多壁碳纳米管超声分散于50mL的pH为4.32的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中,再向溶液中添加10-20mg多巴胺,通入氮气,在20-25℃下水浴条件下磁力搅拌20-23h,将产物抽滤,用去离子水洗涤1-3次,将产物干燥,得到多巴胺改性的碳纳米管;(2)将25-30mL的质量分数为0.3-0.5%的壳聚糖溶液与20-30mL的质量分数为2-3%的戊二醛溶液搅拌混合反应19-24h,在蒸馏水中渗析24-36h,得壳聚糖-戊二醛溶液;(3)将步骤(1)得到的改性碳纳米管配制成2-5mmol/L的改性碳纳米管溶液,取20-30mL加入到壳聚糖-戊二醛溶液中反应19-24h,然后加入2-3mL的10mmol/L的硼氢化钠溶液,在蒸馏水中渗析30h,然后静置12-24h,将反应液抽滤,用乙酸溶液及去离子水分别洗涤1-3次,在30-50℃条件下真空干燥8-10h。优选地,所述(1)中干燥的条件为:先在80-90℃条件下干燥1-2h,然后在40-50℃条件下真空干燥5-10h。一种节能蜂窝陶瓷材料的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:步骤一、按照重量配比称量废弃高铝陶瓷、改性碳纳米管-壳聚糖复合材料、高岭土、焦宝石、玄武石、石灰石、铁铝酸四钙、增稠剂;步骤二、将废弃高铝陶瓷、高岭土、焦宝石、玄武石、石灰石分别用颚式破碎机破碎到2mm以下,再用球磨机球磨,过200-250目筛,得到废弃高铝陶瓷粉、高岭土粉、焦宝石粉、玄武石粉、石灰石粉,混合搅拌后,得到混合料备用;步骤三、向混合料中加入改性碳纳米管-壳聚糖复合材料、铁铝酸四钙、增稠剂,用捏合机混合15-20min制成泥料;步骤四、将泥料通过挤出机挤出,挤出的蜂窝陶瓷孔为内切圆直径为2-6mm的六方孔,孔壁厚为2mm,挤出压力为2-4MPa,得到蜂窝陶瓷坯体;步骤五、将蜂窝陶瓷坯体放在微波炉中定型5-10min,功率为中高档,然后放入红外干燥箱中干燥1-2h,干燥温度为120℃;步骤六、将干燥好的坯体放入梭式窑或电窑内经过1300-1400℃,烧制成节能蜂窝陶瓷材料。优选地,所述废弃高铝陶瓷为陶瓷辊棒或高铝陶瓷球。与现有技术相比,本专利技术具有如下的有益效果:1、本专利技术提供的一种节能蜂窝陶瓷材料,本专利技术提供的节能蜂窝陶瓷材料一方面从成分上进行改进,一方面从材料的结构上进行改进,最终制得的节能蜂窝陶瓷材料具有较好的蓄热和节能的功能,且环保健康。2、本专利技术提供的一种节能蜂窝陶瓷材料,本专利技术节能蜂窝陶瓷材料的配方成分包括废弃高铝陶瓷、改性碳纳米管-壳聚糖复合材料、高岭土、焦宝石、玄武石、石灰石、铁铝酸四钙、增稠剂。其中,本专利技术采用增稠剂,不用桐油及其它油类作为润滑油,并利用废弃高铝陶瓷作为主要原料,比重较大,蓄热密度大,抗热震性好,耐高温>1400℃,耐腐蚀耐酸性为90%以上、耐碱性为90%以上,减少了环境污染。碳纳米管由于具有高比表面积和表面自由能,纳米颗粒之间十分容易发生团聚,与壳聚糖复合之后可以避免团聚的现象,从而保持性能,有利于其他成分之间的相互作用及材料结构的形成。具体实施方式下面结合具体实施例,进一步阐述本专利技术。应理解,这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。实施例1本实施例提供的一种节能蜂窝陶瓷材料,所述的节能蜂窝陶瓷材料包括如下重量份数的原料:废弃高铝陶瓷40份、改性碳纳米管-壳聚糖复合材料2份、高岭土12份、焦宝石3份、玄武石28份、石灰石7份、铁铝酸四钙9份、增稠剂2.5份。作为优选方案,所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素。作为优选方案,所述改性碳纳米管-壳聚糖复合材料的制备:(1)将15mg的多壁碳纳米管超声分散于50mL的pH为4.32的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中,再向溶液中添加10mg多巴胺,通入氮气,在25℃下水浴条件下磁力搅拌20h,将产物抽滤,用去离子水洗涤3次,将产物干燥,得到多巴胺改性的碳纳米管;(2)将30mL的质量分数为0.3%的壳聚糖溶液与30mL的质量分数为2%的戊二醛溶液搅拌混合反应24h,在蒸馏水中渗析24h,得壳聚糖-戊二醛溶液;(3)将步骤(1)得到的改性碳纳米管配制成5mmol/L的改性碳纳米管溶液,取20mL加入到壳聚糖-戊二醛溶液中反应24h,然后加入2mL的10mmol/L的硼氢化钠溶液,在蒸馏水中渗析30h,然后静置24h,将反应液抽滤,用乙酸溶液及去离子水分别洗涤1次,在50℃条件下真空干燥8h。作为优选方案,所述(1)中干燥的条件为:先在90℃条件下干燥1h,然后在50℃条件下真空干燥5h。一种节能蜂窝陶瓷材料的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:步骤一、按照重量配比称量废弃高铝陶瓷、改性碳纳米管-壳聚糖复合材料、高岭土、焦宝石、玄武石、石灰石、铁铝酸四钙、增稠剂;步骤二、将废弃高铝陶瓷、高岭土、焦宝石、玄武石、石灰石分别用颚式破碎机破碎到2mm以下,再用球磨机球磨,过250目筛,得到废弃高铝陶瓷粉、高岭土粉、焦宝石粉、玄武石粉、石灰石粉,混合搅拌后,得到混合料备用;步骤三、向混合料中加入改性碳纳米管-壳聚糖复合材料、铁铝酸四钙、增稠剂,用捏合机混合20min制成泥料;步骤四、将泥料通过挤出机挤出,挤出的蜂窝陶瓷孔为内切圆直径为2mm的六方孔,孔壁厚为2mm,挤出压力为4MPa,得到蜂窝陶瓷坯体;步骤五、将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种节能蜂窝陶瓷材料,其特征在于:所述的节能蜂窝陶瓷材料包括如下重量份数的原料:废弃高铝陶瓷 34‑40份、改性碳纳米管‑壳聚糖复合材料2‑11份、高岭土5‑12份、焦宝石3‑5份、玄武石12‑28份、石灰石7‑21份、铁铝酸四钙4‑9份、增稠剂2.5‑3.7份。

【技术特征摘要】
1.一种节能蜂窝陶瓷材料,其特征在于:所述的节能蜂窝陶瓷材料包括如下重量份数的原料:废弃高铝陶瓷34-40份、改性碳纳米管-壳聚糖复合材料2-11份、高岭土5-12份、焦宝石3-5份、玄武石12-28份、石灰石7-21份、铁铝酸四钙4-9份、增稠剂2.5-3.7份。2.根据权利要求1所述的一种节能蜂窝陶瓷材料,其特征在于:所述的节能蜂窝陶瓷材料包括如下重量份数的原料:废弃高铝陶瓷36-40份、改性碳纳米管-壳聚糖复合材料5-11份、高岭土7-12份、焦宝石4-5份、玄武石15-28份、石灰石8-21份、铁铝酸四钙5-9份、增稠剂2.8-3.7份。3.根据权利要求1所述的一种节能蜂窝陶瓷材料,其特征在于:所述的节能蜂窝陶瓷材料包括如下重量份数的原料:废弃高铝陶瓷38份、改性碳纳米管-壳聚糖复合材料7份、高岭土9份、焦宝石4份、玄武石17份、石灰石13份、铁铝酸四钙7份、增稠剂2.9份。4.根据权利要求1所述的一种节能蜂窝陶瓷材料,其特征在于:所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素。5.根据权利要求1所述的一种节能蜂窝陶瓷材料,其特征在于:所述改性碳纳米管-壳聚糖复合材料的制备:(1)将10-15mg的多壁碳纳米管超声分散于50mL的pH为4.32的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中,再向溶液中添加10-20mg多巴胺,通入氮气,在20-25℃下水浴条件下磁力搅拌20-23h,将产物抽滤,用去离子水洗涤1-3次,将产物干燥,得到多巴胺改性的碳纳米管;(2)将25-30mL的质量分数为0.3-0.5%的壳聚糖溶液与20-30mL的质量分数为2-3%的戊二醛溶液搅拌混合反应19-24h,在蒸馏水中渗析24-36h,得壳聚糖-戊二醛溶液;(3)将步骤(1)得到的改...

【专利技术属性】
技术研发人员:武行峰
申请(专利权)人:合肥金同维低温科技有限公司
类型:发明
国别省市:安徽,34

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