烧结泡沫的稳定化和开孔烧结泡沫制件的制造制造技术

在稳定被发泡的起始粉浆料的方法中，被发泡的起始粉浆料包括下列组分：ａ．无机可烧结材料，ｂ．发泡气体源，ｃ．当起始粉浆料的ｐＨ变化时能形成骨架的骨架形成物，ｄ．ｐＨ控制料，ｅ．液体，ｆ．如需要，一种或几种下列物质：分散剂，粘合剂，粘度改性剂，和该起始粉浆料的ｐＨ被改变以引发或加速由骨架形成物形成骨架。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发泡的起始粉浆材料(Slip materials)的稳定化。此外，本专利技术涉及制备无机烧结泡沫制件的方法。开孔无机泡沫体是已知的。制备无机泡沫体的各种方法至今为止还存在着不可克服的缺点和因之而有的很高的成本，以致只在特殊情况下使用。申请专利保护的最多的方法包括将含有无机粒子的粉浆材料渗入开孔聚合物泡沫体中。小心干燥被渗透的聚合物泡沫，通常为聚氨酯泡沫，通过被控制的缓慢加热除去有机组成部分，而含无机粉末的反面(negative)被烧结。这就是该制品复杂、昂贵的原因。填充粉浆材料的多孔结构的干燥和有机组成部分的热解除去二者都很费时间。另外，因为干燥和热解很慢因此原料的厚度被限制在几个厘米。该泡沫体的生产的报道见，例如，DE-A 39 34 496或EP-A 157 974。EP-A 440 322报道了通过装备有滚筒的渗透方法制备开孔陶瓷泡沫体以及压缩被渗透聚合物泡沫体的复杂技术。已经知道，无机泡沫体由于其耐高温和耐各种介质而已知被广泛应用。DE-A 37 32 654,US-A 5 336 656,5 256 387,5 242 882和5217 939报道了陶瓷泡沫体作为催化剂的载体，如，用于烟道气处理。由于网状结构的随机排列，陶瓷泡沫体显示特别有利的低压降及比挤出蜂窝更好的传质，而由于挤出技术的原因，挤出蜂窝在流动方向上没有网状结构。这特别适用于孔的体积大于50％，优选大于催化剂载体总体积的70％及网状结构厚度小于1mm。低压降在烟道气净化的载体的应用中(DE-A 35 10 170)，在汽车尾气催化剂中(DE-A 37 31 888)或在柴油机尾气过滤器中(EP-A 312 501)的应用特别重要。陶瓷泡沫体也常用于净化很热的熔体的过滤器，如金属熔体(US-A 4 697 632)或用作过滤热的气体的过滤器(EP-A 412 931)。所有这些应用都使用通过开孔聚合物泡沫的渗透制造开孔泡沫体。所要求的无机材料与应用同样广泛。对于低热膨胀的泡沫体，所要求的材料是硅酸铝锂或堇青石。此类泡沫体具有特别高的耐激烈温度变化的性能，这对汽车尾气催化剂(JP-A 6 1295 283)是必要的。另一方面，对于金属的熔体过滤器，对金属熔体的惰性是重要的。这里使用的是由α-氧化铝、碳化硅、SiO2或尤其是它们的混合物(EP-A-412673)制成的。碳化硅泡沫特别适合于过滤铁熔体或亚铁合金熔体(WO88/07403)。氮化硅也被报道制成陶瓷开孔泡沫用于过滤(DE-A 38 35807)。EP-A 445 067报道Y2O3稳定的锆氧化物或ZrO2/Al2O3混合陶瓷用作熔融金属的过滤器。除了用无机粉浆料渗透聚合物泡沫体，然后干燥，熔蚀粘结料和烧结外，还有其它方法制备无机泡沫WO 95/11752报道一种方法，即金属通过化学方法沉积在开孔聚合物泡沫上，经干燥和热解后得到开孔金属泡沫，该泡沫经氧化作用转变成陶瓷泡沫。这里干燥和热解也是很复杂的。在EP-A 261 070中所要求的方法要避免干燥和热解，其中陶瓷泡沫体的制备始于金属泡沫，优选铝泡沫，然后氧化形成金属氧化物。这种方法的不利方面是金属泡沫必须用某种方法预先制备。制备金属泡沫体的方法(Fraunhofer-Institutfur Angewandte Materialforschung,Bremen)从混合有氢化钛粉末的铝粉开始。在模具中加热此粉末混合物至刚好高于铝的熔点温度，氢化钛分解产生氢气使熔融的铝发泡。在此情况下，不能得出铝的熔点与氢化钛的分解温度范围相匹配的结论。在其它已知的方法中，氢气被用作制备无机泡沫体的发泡剂；已知强碱性碱金属硅酸盐或碱金属铝酸盐能与碱性金属粉末混合，优选铝、以便金属溶解并产生氢气作为发泡气体。在泡沫干燥后，用铵化合物处理以除去有副作用的碱金属离子。在烧结后，泡沫体中含有小于0.5％的碱金属离子(EP-A 344 284,DE-A 38 16 893)。制备陶瓷泡沫体的干燥方法包括将陶瓷粉末与火山喷出物混合，加热到900-1400℃，用放出的气体使熔体发泡(JP-A 6 0221 371)。用这种方法制备的泡沫特别适用于隔热(闭孔)建筑材料。JP-A 2 290 211报道了一种制备陶瓷金属熔体过滤器的方法，其中各种尺寸的树脂粒子，优选发泡聚苯乙烯，连接成一体，用陶瓷粉浆料渗透孔隙。有机组分经500～600℃干燥后被烧掉，然后泡沫在空气中于1200～1800℃被烧结。通过在粘性衬底上施加有机短纤维或无机纤维可以制备具有开放通道的陶瓷泡沫体，有机短纤维如棉、聚酰胺纤维、丙烯酸系纤维，无机纤维如石墨纤维，还可以使用具有有机粘结料的纤维，用无机粉浆料渗透纤维增强材料，然后干燥、热解和烧结(EP-A 341 230)。据说这可制备孔隙体积小于35％的泡沫体。用途是作熔融金属的过滤器。最后，还已知陶瓷泡沫体可以通过下列方法制备混合含水的陶瓷粉浆料和含水的聚合物分散体，搅拌这种象乳状液一样的混合物得到泡沫，直到其体积变为初始体积的1.5倍至10倍，将此泡沫倒入模具，干燥，烧掉有机辅助物，然后烧结(EP-A 330 963)。在这种方法中，无机材料的重量比例是65～95％，分散体的重量比例(干物质)是5～50％，分散体必须通过热解而除去。这种开孔无机泡沫在使用中的不利方面是相对大的泡沫也被搅打和大部分泡孔是密闭的。在打浆过程中，空气被掺入，这样形成的泡孔被聚合物分散体稳定，只有一些泡孔在干燥过程中破裂。用无机粉末试图高度填充聚氨酯泡沫活性组分，并使它们相互反应，利用开孔的性质将有机组分烧掉以直接制备高度填充的开孔聚氨酯泡沫体，这种想法困难重重。在发泡开始时组分的分子量特别低以致于发泡混合物没有足够的弹性，结果气泡过早地破裂，发泡气体CO2大量逸出而无法使用。弹性不够还导致在物体中快速形成裂缝，发泡气体同样流失而不能使用。当用含水粉浆制备开孔无机烧结泡沫体时，如果材料的流动性能在发泡的过程中是以使开孔的结构得以稳定而变化的，则可以制备出好的产品。这里，使用高体积比的无机粉末。烧结得到稠密的，高强度的网状结构，这一点可从在烧结过程与水和辅助物的体积比例相对应的收缩中看到。取出少量的水能有效地提高发泡组合物的强度，这样，尽管稳定压差在泡孔开口时消失，泡孔壁仍然被稳定而不再塌陷。不过，即使这种方法也可进一步改善，特别是关于发泡产物的可重复性和确定性。本专利技术的一个目的是提供一种可完美控制泡沫结构的方法和泡沫体。尤其是使没有有机发泡剂的常温发泡成为可能及发泡应该是可重复的。已经发现通过使发泡的起始材料稳定化的方法可实现上述目的，该方法包括1．使起始粉浆材料发泡，该材料包括下列组成部分a．无机的可烧结材料，b．发泡气体源c．骨架(framework)形成物，其当起始粉浆料的pH值变化时形成骨架d．pH控制材料e．液体f．如果需要，下列材料中的一种或几种-分散剂-粘合剂-粘度改性剂和2．改变起始粉浆料的pH值以引发或加速由骨架形成物形成骨架。本专利技术还提供一种制备无机烧结泡沫制件的方法，该方法包括1．在发泡阶段，使含有上述组合物的起始粉浆料发泡，2．在pH变化阶段，改变起始粉浆料的pH以使骨架形成物产生骨架，该骨架能稳定已发泡的起始粉浆以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳定发泡的起始粉浆料的方法，该方法包括：１．使起始粉浆料发泡，该起始粉浆料包括下列组分：ａ．无机可烧结材料，ｂ．发泡气体源，ｃ．当起始粉浆料的ｐＨ变化时形成骨架的骨架形成物，ｄ．ｐＨ控制料，ｅ．液体ｆ．如需要 ，下列物质中的一种或几种：－分散剂－粘合剂－粘度改性剂和２．改变起始粉浆料的ｐＨ以引发或加速由骨架形成物形成骨架。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：HJ斯特泽尔，
申请(专利权)人：BASF公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]