改性锆锡钛陶瓷内衬材料及其制备方法技术

一种改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料，由以下重量份的原料制得：氧化锆35‑45份、氧化锡55‑65份、二氧化钛40‑60份、石墨烯4‑8份、硅烷偶联剂1‑3份、分散剂3‑7份、氧化铜2‑6份、氧化镁1‑5份。改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料具有耐磨、耐腐蚀、防结蜡的特点，并且使用寿命长，具有良好的耐高低温等性能，制备工艺过程环保，对环境无污染，生产效率高，纯度好。CuO和MgO作为烧结助剂，能够降低(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷的烧结温度。

Modified zirconium tin titanium ceramic lining material and preparation method thereof

A modified (Zr0.4Sn0.6) TiO4 ceramic lining material, by weight of raw materials: 35 zirconia 45 copies, 65 copies of 55 tin oxide and titanium dioxide 40 60 copies, 8 copies, 4 graphene silane coupling agent 1 3 copies, 7 copies, 3 dispersant oxidation 2 copper 6, Magnesium Oxide 1 5. Modified (Zr0.4Sn0.6) characteristics of TiO4 ceramic lining materials with wear, corrosion, wax, and long service life, good high temperature properties, the preparation process of environmental protection, no pollution to the environment, high production efficiency, good purity. CuO and MgO were used as sintering aids to reduce the sintering temperature of (Zr0.4Sn0.6) TiO4 ceramics.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种旋风除尘器设备的陶瓷内衬材料，尤其涉及一种改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料及其制备方法。
技术介绍
陶瓷内衬材料的应用广泛，如太阳能收集器的高温唇部材料，燃烧反应器的内壁材料，液压钢管的材料，高炉渣的内壁材料等等。不同的应用对陶瓷内衬材料的要求各不相同，旋风除尘器设备的陶瓷内衬材料对耐磨性能的要求较高。由于旋风除尘器内的气流速度很高，而且气流中夹带着大量的粉尘微粒，因此对不锈钢筒体的磨损也非常明显。在正常使用条件下，一般4～6个月便造成筒体的穿烂，特别是在锥体部位的磨损就更加明显。当筒体出现穿烂时，主要是通过烧焊进行修补，但由于磨损部位的材料厚薄不均，而在外部又无法观察磨损情况，修补工作只能够在已经穿烂的位置执行，因此，修补不久后其他地方又很快出现穿烂，这时只能停产更换筒体。陶瓷是由金属和非金属元素或单质组成的具有共价键、离子键或混合键结合特性的晶态或非晶态无机非金属材料，陶瓷内衬管把先进陶瓷衬在旋风除尘器内壁。目前市场上主要的陶瓷内衬材料为氧化铝、氧化铁、和碳化硅。新型改性陶瓷内衬材料还有待进一步开发。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术公开了一种改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料及其制备方法。为了达到以上目的，本专利技术提供如下技术方案：一种改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料，由以下重量份的原料制得：氧化锆35-45份、氧化锡55-65份、二氧化钛40-60份、石墨烯4-8份、硅烷偶联剂1-3份、分散剂3-7份、氧化铜2-6份、氧化镁1-5份。优选地，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-2,3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种。优选地，所述分散剂为SP-712水性分散剂或SP-710分散剂。一种改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料的制备方法，其特征在于，由以下步骤制得：S1:按化学计量比称取氧化锆、氧化锡和二氧化钛，将其放入尼龙罐中，以蒸馏水为介质进行球磨；S2：将S1所得物倒入圆皿，放入烘箱在100℃下烘干；S3：将S2所得物研磨过筛后溶于无水乙醇，磁力搅拌2h，加入硅烷偶联剂搅拌30min，加入分散剂、石墨烯氧化铜和氧化镁，再磁力搅拌3h后烘干，研磨过筛；S4：将S3所得物造粒，热压成型得到改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料。优选地，所述S1中球磨的料水比为1:2.5，研磨球为ZrO2，大球：中球：小球=1:3:4，转速为400r/min，球磨时间为4~8h。优选地，所述S3中过300目筛。优选地，所述S4中得到的改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷表面包覆一层ZrTiO4或TN-62耐磨材料。一种改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料的制备方法，由以下步骤制得：S1：向NaOH和KOH溶液中加入氧化锆、氧化锡和二氧化钛，将反应釜放入微波水热反应器中，在温度为220℃~280℃、压力为150Pa~280Pa，处理0.5h~6h；S2:烘干S1所得物，研磨过200筛后，加入石墨烯、硅烷偶联剂、分散剂、氧化铜和氧化镁，溶剂NaOH和KOH的浓度为5-11mol/L，将反应釜放入微波水热反应器中，反应温度为150-180℃，保温时间为5-12小时；S3：将S2所得物倒入圆皿，放入烘箱在100℃下烘干；S4：将S3所得物加入PVA造粒，在马弗炉中高温烧结得到改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料。优选地，所述S4中烧结制度为：以3℃/min升高到850℃，保温4h，再以2℃/min升高到1250℃，保温6h，以4℃/min降温到1100℃，随炉冷却。优选地，所述S4中得到的改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷表面包覆一层ZrTiO4或TN-62耐磨材料。本专利技术的有益效果：CuO-MgO改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料具有耐磨、耐腐蚀、防结蜡的特点，并且使用寿命长，具有良好的耐高低温等性能，制备工艺过程环保，对环境无污染，生产效率高，纯度好。CuO和MgO作为烧结助剂，能够降低(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷的烧结温度。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细描述：实施例1改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料通过下列步骤制备：S1:按化学计量比称取35份氧化锆、55份氧化锡和40份二氧化钛，将其放入尼龙罐中，以蒸馏水为介质进行球磨，其中球磨的料水比为1:2.5，研磨球为ZrO2，大球：中球：小球=1:3:4，转速为400r/min，球磨时间为4h；S2：将S1所得物倒入直径200mm的圆皿，放入烘箱在100℃下烘干；S3：将S2所得物研磨过筛后溶于无水乙醇，磁力搅拌2h，加入1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷搅拌30min，加入3份SP-712水性分散剂、4份石墨烯、2份氧化铜和1份氧化镁，再磁力搅拌3h后烘干，研磨过300目筛；S4：向S3所得物加入7%PVA造粒，热压成型得到CuO-MgO改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料，热压烧结制度为以2℃/min升高到1250℃，保压4h，随炉冷却，压力为20MPa/cm2的压力。本实施例中的γ-氨丙基三乙氧基硅烷也可以替换为乙烯基三甲氧基硅烷、γ-2,3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。本实施例的专利技术材料经过测试，硬度为1578HV，孔隙率为0.4%，断裂拉伸强度为6.7MPa/m2。实施例2改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料通过下列步骤制备：S1:按化学计量比称取45份氧化锆、65份氧化锡和60份二氧化钛，将其放入尼龙罐中，以蒸馏水为介质进行球磨，其中球磨的料水比为1:2.5，研磨球为ZrO2，大球：中球：小球=1:3:4，转速为400r/min，球磨时间为8h；S2：将S1所得物倒入直径200mm的圆皿，放入烘箱在100℃下烘干；S3：将S2所得物研磨过筛后溶于无水乙醇，磁力搅拌2h，加入3份γ-2,3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌30min，加入7份SP-710分散剂、8份石墨烯、6份氧化铜和5份氧化镁，再磁力搅拌3h后烘干，研磨过300目筛；S4：向S3所得物加入7%PVA造粒，热压成型得到CuO-MgO改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料，热压烧结制度为以2℃/min升高到1250℃，保压4h，随炉冷却，压力为30MPa/cm2的压力。本实施例中的γ-2,3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷也可以替换为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。本实施例的专利技术材料经过测试，硬度为1567HV，孔隙率为0.3%，断裂拉伸强度为6.5MPa/m2。实施例3改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料通过下列步骤制备：S1:按化学计量比称取4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料，其特征在于，由以下重量份的原料制得：氧化锆35‑45份、氧化锡55‑65份、二氧化钛40‑60份、石墨烯4‑8份、硅烷偶联剂1‑3份、分散剂3‑7份、氧化铜2‑6份、氧化镁1‑5份。

【技术特征摘要】
1.一种改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料，其特征在于，由以下重量份的原料制得：氧化锆35-45份、氧化锡55-65份、二氧化钛40-60份、石墨烯4-8份、硅烷偶联剂1-3份、分散剂3-7份、氧化铜2-6份、氧化镁1-5份。2.如权利要求1所述的改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-2,3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种。3.如权利要求1所述的改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料，其特征在于，所述分散剂为SP-712水性分散剂或SP-710分散剂。4.一种改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料的制备方法，其特征在于，由以下步骤制得：S1:按化学计量比称取氧化锆、氧化锡和二氧化钛，将其放入尼龙罐中，以蒸馏水为介质进行球磨；S2：将S1所得物倒入圆皿，放入烘箱在100℃下烘干；S3：将S2所得物研磨过筛后溶于无水乙醇，磁力搅拌2h，加入硅烷偶联剂搅拌30min，加入分散剂、石墨烯氧化铜和氧化镁，再磁力搅拌3h后烘干，研磨过筛；S4：将S3所得物加入PVA造粒，热压成型得到改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料。5.如权利要求4所述的改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷内衬材料的制备方法，其特征在于：所述S1中球磨的料水比为1:2.5，研磨球为ZrO2，大球：中球：小球=1:3:4，转速为400r/min，球磨时间为4~8...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵飞文，徐东，贺甜甜，张柯柯，王爱琴，
申请(专利权)人：江苏星源电站冶金设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32