一种适用于注浆成型用有机造孔剂的制备方法及其制得的多孔陶瓷材料技术

本发明专利技术涉及一种适用于注浆成型用有机造孔剂的制备方法及其制得的多孔陶瓷材料。采用液相法，以铝源、硅源、锆源材料对有机造孔剂如碳粉、木屑、塑料等进行包裹，将包裹物脱水、干燥、陈化或煅烧、过筛、碾细，得到包裹型造孔剂粉体，包裹材料和碳粉的质量比为：（1～10）:1，将包裹型碳粉按一定比例加入到陶瓷浆料中，加入一定量的分散剂，球磨混合均匀，制得均匀分散、稳定悬浮的陶瓷泥浆，再经注浆成型、烧结，得到孔结构均匀的多孔陶瓷。本发明专利技术解决了有机造孔剂粉体飘浮于陶瓷浆料表面，不能在浆料中均匀分散的问题，使得有机造孔剂能在陶瓷泥浆中均匀分布并稳定悬浮，经注浆成型获得造孔剂均匀分布的陶瓷坯体，因此具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于注浆成型用有机造孔剂的制备方法及其制得的多孔陶瓷材料
本专利技术属于无机非金属材料领域，具体涉及一种适用于注浆成型用有机造孔剂的制备方法及其制得的多孔陶瓷材料。
技术介绍
多孔陶瓷材料具有良好的隔音、过滤、保温、抗热震循环等性能，得到广泛应用。坯体中加入有机造孔剂，烧成时有机物被氧化燃烧掉留下气孔，是最常见的多孔陶瓷的制备方法。但是，大部分有机造孔剂（如碳粉、木屑、塑料等）粉体在陶瓷浆料中不能很好地与固体颗粒均匀混合，往往会漂浮在泥浆的表面或者团聚，难于制备组成均匀的注浆成型用陶瓷泥浆，因此，采用有机物造孔的多孔陶瓷材料的成型方法往往优先选用泥团成型或粉料成型工艺，而工艺简单、成本较低、特别适合制备空心类坯体的浆料成型工艺较少采用。国家专利技术专利“一种多孔陶瓷制备方法”公布了一种采用石墨烯制备多孔陶瓷的方法，涉及到将石墨烯加入陶瓷浆料中制得均匀的适合注浆成型用的泥浆的方法，具体办法是采用超声波震动法将石墨烯分散到陶瓷泥浆中制得均匀分散的陶瓷泥浆，经注浆成型、烧结制得多孔陶瓷制品。很显然，超声震动获得的均匀泥浆经较长时间的存放，石墨烯易从泥浆中逐渐分离出来，影响泥浆的均匀性，影响最终陶瓷产品中孔分布的均匀性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提出一种工艺简单、使用方便、性能稳定的适用于注浆成型用有机造孔剂的制备方法及其制得的多孔陶瓷材料。为解决以上技术问题，本专利技术的技术方案是：一种适用于注浆成型用有机造孔剂的制备方法，其特征在于：将一定量的硅、铝、锆的包裹前驱体溶于水中，然后加入一定量的有机造孔剂，经充分搅拌混合，在搅拌过程中逐渐滴加入一定浓度的盐酸或氨水，至溶液呈弱酸性或弱碱性，获得包裹材料与有机造孔剂的混合物，将混合物过滤、水洗、过滤、甩干或自然干燥、陈化或煅烧后，经研磨、过筛制得包裹型有机造孔剂粉体。所述有机造孔剂为易悬浮在水表面的有机物粉体。上述有机造孔剂为碳粉、木屑、塑料。所述硅、铝、锆的包裹前驱体为可溶于水的铝、硅、锆的化合物。上述硅、铝、锆的前驱体为硫酸铝、二氯氧锆、硅酸钠。所述包裹物与有机造孔剂的重量比为（1～10）:1；所述包裹材料为铝、硅、锆的氢氧化物或氧化物。所述煅烧温度为1000℃,陈化时间为24小时，所述溶液的pH值为5或9。上述制备方法制得的多孔陶瓷材料，其特征在于：将所述包裹型有机造孔剂粉体按一定比例加入到陶瓷浆料中，再加入一定量的分散剂，经注浆成型、烧结，得到孔结构均匀的多孔陶瓷材料。所述陶瓷浆料的成分为氧化铝或氧化锆。所述多孔陶瓷材料无明显变形，吸水率为0.5～1%，显气孔率为1～3%，抗折强度280～370MPa。本专利技术的创新点是解决了有机造孔剂如碳等粉体飘浮于陶瓷浆料表面，不能在浆料中均匀分散的问题。通过包裹提高了有机物的比重，并解决了有机物与水系泥浆间的亲和性、润湿性不佳的问题，使得碳粉等有机造孔剂能在陶瓷泥浆中均匀分布并稳定悬浮，经注浆成型获得造孔剂均匀分布的陶瓷坯体，因此具有广阔的应用前景。附图说明图1为实施例1制得的多孔氧化铝陶瓷的透射电镜照片一；图2为实施例1制得的多孔氧化铝陶瓷的透射电镜照片二；图3为实施例1制得的多孔氧化铝陶瓷的透射电镜照片三。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种适用于注浆成型用有机造孔剂的制备方法及其制得的多孔陶瓷材料的具体实施方式、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如下：实施例1：添加8wt%铝包裹碳粉作为造孔剂制备多孔氧化铝陶瓷化学纯十八水合硫酸铝85.50g，D50为45微米的碳粉3.33g，将二者放入250ml烧杯加入50ml水，在磁力转子搅拌器上以2000r/min的速度搅拌，逐渐加入氨水（浓度为20wt%），溶液出现大量氢氧化铝沉淀，待溶液完全沉淀，用pH试纸测试，此时溶液pH值为9。经过滤、水洗、甩干或自然干燥至质量为10g，将粉料磨碎后过100目筛，陈化一天制得氢氧化铝包裹碳粉，此时包裹材料与碳粉质量比为2:1。称取用D50为1微米的纯氧化铝粉配置的99氧化铝陶瓷泥浆100g，称取包裹后的碳粉8g，将上述氧化铝浆料同包裹后的碳粉一同添加到烧杯中，在磁力转子搅拌器上以2000r/min的速度搅拌20min使得粉体与浆料混合均匀。此时碳粉均匀悬浮分布在氧化铝陶瓷浆料之中，没有沉底或者漂浮。经注浆成型坯体于1730℃烧成，制得多孔氧化铝陶瓷，无变形，吸水率为1%，显气孔率为3%，抗折强度305MPa。实施例2：添加5wt%硅包裹碳粉作为造孔剂制备多孔氧化铝陶瓷化学纯硅酸钠16.13g，D50为45微米的碳粉10g，将二者放入250ml烧杯加入50ml水，在磁力转子搅拌器上以2000r/min的速度搅拌，逐渐加入盐酸（浓度20wt%），溶液出现大量硅酸沉淀，待溶液完全沉淀，用pH试纸测试，此时溶液pH值为5。经过滤、水洗、甩干或自然干燥至质量为20g，粉料磨碎过200目筛，陈化一天制得硅酸胶体包裹碳粉，此时包裹材料与碳粉质量比为1:1。还原气氛煅烧到950℃，得到硅包裹碳粉。称取用D50为1微米的纯氧化铝粉配置的99氧化铝陶瓷泥浆100g，称取硅包裹碳粉5g，将上述氧化铝浆料同硅包裹碳粉一同添加到烧杯中，在磁力转子搅拌器上以2000r/min的速度搅拌20min使得粉体与浆料混合均匀。此时硅包裹碳粉均匀悬浮分布在氧化铝陶瓷浆料之中，没有沉底或者漂浮。经注浆成型坯体于1730℃烧成，所制得的多孔氧化铝陶瓷无明显变形，吸水率为0.5%，显气孔率为1.5%，抗折强度280MPa。实施例3：添加锆包裹碳粉作为造孔剂制备多孔氧化锆陶瓷化学纯二氯氧锆50.6g，D50为45微米的碳粉10g,将二者放入250ml烧杯加入50ml水，在磁力转子搅拌器上以2000r/min的速度搅拌，逐渐加入氨水（浓度20wt%），溶液出现大量氢氧化锆沉淀，待溶液完全沉淀，用pH试纸测试此时溶液的pH值为9。经过滤、水洗、甩干或自然干燥至质量为35g，将粉料小心磨碎后过250目筛，陈化一天以上制得氢氧化锆包裹碳粉，此时包裹材料与碳粉质量比为2.5:1。过200目筛的全稳定氧化锆粉100g，25g水，2%聚丙烯酸氨，丙烯酰胺3g，N,N-亚甲基双丙烯酰胺1g，球磨1小时，此时溶液pH值为9。称取包裹后的碳粉5g，将上述制备的氧化锆浆料同包裹后的碳粉一同添加到烧杯中，在磁力转子搅拌器上以2000r/min的速度搅拌20min使得粉体与浆料混合均匀。此时碳粉均匀悬浮分布在氧化锆陶瓷浆料之中，没有沉底或者漂浮。经注浆成型的坯体于1650℃烧成，所制得的多孔氧化锆陶瓷无明显变形，吸水率为0.6%，显气孔率为2.2%，抗折强度370MPa。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于注浆成型用有机造孔剂的制备方法，其特征在于：将一定量的硅、铝、锆的包裹前驱体溶于水中，然后加入一定量的有机造孔剂，经充分搅拌混合，在搅拌过程中逐渐滴加入一定浓度的盐酸或氨水，至溶液呈弱酸性或弱碱性，获得包裹材料与有机造孔剂的混合物，将混合物过滤、水洗、过滤、甩干或自然干燥、陈化或煅烧后，经研磨、过筛制得包裹型有机造孔剂粉体。

【技术特征摘要】
1.一种适用于注浆成型用有机造孔剂的制备方法，其特征在于：将一定量的硅、铝、锆的包裹前驱体溶于水中，然后加入一定量的有机造孔剂，经充分搅拌混合，在搅拌过程中逐渐滴加入一定浓度的盐酸或氨水，至溶液呈弱酸性或弱碱性，获得包裹材料与有机造孔剂的混合物，将混合物过滤、水洗、过滤、甩干或自然干燥、陈化或煅烧后，经研磨、过筛制得包裹型有机造孔剂粉体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述有机造孔剂为易悬浮在水表面的有机物粉体。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述有机造孔剂为碳粉、木屑、塑料。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述硅、铝、锆的包裹前驱体为可溶于水的铝、硅、锆的化合物。5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于：所述硅、铝、锆的前驱体为硫酸铝、二氯氧锆、硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：石棋，武敬君，范羽宣，周露亮，
申请(专利权)人：景德镇陶瓷大学，
类型：发明
国别省市：江西,36