复合碳化硅蜂窝陶瓷体及其制备方法技术

本申请涉及一种复合碳化硅蜂窝陶瓷过滤体，其由按重量计包含以下材料的组合物制成：微米级碳化硅粉末30‑50wt%；纳米级碳化硅粉末10‑30wt%；氟化钙5‑10wt%；纳米级硅粉20‑30wt%；粘合剂1‑5wt%；桐油1‑5wt%；造孔剂1‑5wt%。本申请还涉及复合碳化硅蜂窝陶瓷过滤体。根据本发明专利技术的复合蜂窝陶瓷体具有强度高、烧结温度低的优点，非常适于应用于水处理领域。

【技术实现步骤摘要】
复合碳化硅蜂窝陶瓷体及其制备方法
本申请涉及复合材料的
，尤其是涉及一种复合碳化硅蜂窝陶瓷体及其制备方法。
技术介绍
碳化硅蜂窝陶瓷是近一年来开发的一种结构似蜂窝形状的新型陶瓷产品。由最早使用在小型汽车尾气净化到今天广泛应用在化工、电力、冶金、石油、电子电器、机械等工业中，而且越来越广泛，发展前景相当可观。目前碳化硅蜂窝陶瓷主要用于汽车领域。在目前的一些技术中，用碳化硅蜂窝陶瓷等用于高效捕集柴油机排放微粒的高纯碳化硅蜂窝状陶瓷捕集器。在该技术中，选用纯碳化硅作为多孔陶瓷骨料，以纳米碳化硅为烧结助剂，陶瓷骨料与烧结助剂比例控制在100∶1～15；以甲基纤维素与桐油等有机物作为结合剂和塑性成型剂且与适量水调配，且有机物与水的比例控制在1∶1～3的范围内；采用挤出成型工艺获得挤出的素坯，通过调节有机结合剂和成型剂的配比与用量，控制非固相含量在13～31%；采用先微波加热再烘箱干燥排除素坯中的水分；采用常规加热方式排除素坯中的有机物成分；采用常压烧结，通过改变微米级粒子的平均尺寸、改变纳米烧结助剂添加量、改变烧成温度，实现调节和改变蜂窝陶瓷材料气孔为连通网状分布。然而，对于水处理而言，现有的碳化硅蜂窝陶瓷体存在抗压强度低、物质溶出等问题，因此仍然需要一种改进的、适用于水处理的复合碳化硅蜂窝陶瓷体。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在提供一种高强度的复合碳化硅蜂窝陶瓷体及制备方法。根据本专利技术的复合蜂窝陶瓷体具有强度高、烧结温度低的优点，非常适于应用于水处理领域。在第一方面，本申请提供了一种复合碳化硅蜂窝陶瓷体，其由以下包含以下组分的组合物制成：一种复合碳化硅蜂窝陶瓷过滤体，其由按重量计包含以下材料的组合物制成：微米级碳化硅粉末30-50wt%；纳米级碳化硅粉末10-30wt%；氟化钙5-10wt%；纳米级硅粉20-30wt%；粘合剂1-5wt%；桐油1-5wt%；造孔剂1-5wt%。通过该组合物制备的复合碳化硅蜂窝陶瓷过滤体具有均匀的空隙、良好的晶体结构和高耐压强度，并且溶出物质少，非常适于水处理应用。在优选方案中，微米级碳化硅粉末为35-45wt%，更优选为40wt%；纳米级碳化硅粉末为15-25wt%，更优选为20wt%。在优选方案中，氟化钙优选为8-10wt%，更优选为6、7、8或9wt%。在优选方案中，粘合剂选自甲基纤维素纤维、羟丙基纤维素纤维中的一种或两种。在一个优选方案中，所述造孔剂选自石墨、淀粉或PET树脂中的一种。在第二方面，本申请涉及一种制备根据第一方面所述的复合碳化硅蜂窝陶瓷过滤体的方法，所述方法包括以下步骤：（1）按比例称取材料；（2）将微米级碳化硅粉末和纳米级碳化硅粉末混合在一起，将石墨粉粉碎至200目以下，然后加入混捏机中进行混捏，干混10-30分钟，然后加入粘合剂和桐油捏合，1-3小时后出料得到糊料；（3）将捏合好的糊料密封陈腐2-3天，然后加入真空泥炼机中混炼2-4次，然后用模具挤出，得到生坯；（4）将得到的生坯用微波干燥20-40分钟，然后自然阴干1-2天，之后按照设定的升温曲线烧制，所述升温曲线包括以20℃/分的速度升温至500℃，然后以10℃/分钟速度升温至800℃，5℃/分钟的速度升温至1300℃，10℃/分钟的速度升温至1800℃，并且保温4小时。（5）将烧制好的坯料自然冷却至室温出料。本专利技术的有益效果在于：通过该组合物制备的复合碳化硅蜂窝陶瓷过滤体具有均匀的空隙、良好的晶体结构和高耐压强度，并且溶出物质少，非常适于水处理应用。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细的说明，但是此说明不会构成对本专利技术的限制。目前的碳化硅蜂窝陶瓷体主要用于尾气过滤和净化，少有用于过滤水。与用于过滤空气的过滤体相比，用于过滤或净化水的过滤体需要考虑物质溶出、承压能力等因素。因此，目前主要用于过滤空气的蜂窝陶瓷过滤体不适合直接用于水过滤。基于该点，本申请对现有的蜂窝陶瓷过滤体进行了改进，获得了能够用于过滤水、耐压强度高、溶出物质少的复合碳化硅蜂窝陶瓷载体。在一些实施方案中，提供了一种复合碳化硅蜂窝陶瓷过滤体，其由按重量计包含以下材料的组合物制成：微米级碳化硅粉末30-50wt%；纳米级碳化硅粉末10-30wt%；氟化钙5-10wt%；纳米级硅粉20-30wt%；粘合剂1-5wt%；桐油1-5wt%；造孔剂1-5wt%。实施例1：（1）称取如下重量份的材料：50μ级碳化硅粉末35kg、100nm纳米级碳化硅粉末30kg、氟化钙10kg、纳米级硅粉15kg、甲基纤维素纤维3kg、桐油3kg、和石墨4kg。（2）将50μ级碳化硅粉末和100nm纳米级碳化硅粉末混合在一起，将石墨粉粉碎至200目以下，然后加入混捏机中进行混捏，干混20分钟，然后加入甲基纤维素纤维和桐油捏合，2小时后出料得到糊料；（3）将捏合好的糊料密封陈腐3天，然后加入真空泥炼机中混炼3次，然后用模具挤出，得到生坯；（4）将得到的生坯用微波干燥30分钟，然后自然阴干2天，之后按照设定的升温曲线烧制，所述升温曲线包括以20℃/分的速度升温至500℃，然后以10℃/分钟速度升温至800℃，5℃/分钟的速度升温至1300℃，10℃/分钟的速度升温至1800℃，并且保温4小时。（5）将烧制好的坯料自然冷却至室温出料。实施例2：（1）称取如下重量份的材料：50μ级碳化硅粉末30kg、100nm纳米级碳化硅粉末30kg、氟化钙10kg、纳米级硅粉20kg、甲基纤维素纤维3kg、桐油3kg、和石墨4kg。（2）将50μ级碳化硅粉末和100nm纳米级碳化硅粉末混合在一起，将石墨粉粉碎至200目以下，然后加入混捏机中进行混捏，干混20分钟，然后加入甲基纤维素纤维和桐油捏合，2小时后出料得到糊料；（3）将捏合好的糊料密封陈腐3天，然后加入真空泥炼机中混炼3次，然后用模具挤出，得到生坯；（4）将得到的生坯用微波干燥30分钟，然后自然阴干2天，之后按照设定的升温曲线烧制，所述升温曲线包括以20℃/分的速度升温至500℃，然后以10℃/分钟速度升温至800℃，5℃/分钟的速度升温至1300℃，10℃/分钟的速度升温至1800℃，并且保温4小时。（5）将烧制好的坯料自然冷却至室温出料。实施例3：（1）称取如下重量份的材料：50μ级碳化硅粉末30kg、100nm纳米级碳化硅粉末20kg、氟化钙10kg、纳米级硅粉30kg、甲基纤维素纤维3kg、桐油3kg、和石墨4kg。（2）将50μ级碳化硅粉末和100nm纳米级碳化硅粉末混合在一起，将石墨粉粉碎至200目以下，然后加入混捏机中进行混捏，干混20分钟，然后加入甲基纤维素纤维和桐油捏合，2小时后出料得到糊料；（本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合碳化硅蜂窝陶瓷过滤体，其由按重量计包含以下材料的组合物制成：/n微米级碳化硅粉末30-50wt%；/n纳米级碳化硅粉末10-30wt%；/n氟化钙5-10wt%；/n纳米级硅粉20-30wt%；/n粘合剂1-5wt%；/n桐油1-5wt%；/n造孔剂1-5wt%。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合碳化硅蜂窝陶瓷过滤体，其由按重量计包含以下材料的组合物制成：
微米级碳化硅粉末30-50wt%；
纳米级碳化硅粉末10-30wt%；
氟化钙5-10wt%；
纳米级硅粉20-30wt%；
粘合剂1-5wt%；
桐油1-5wt%；
造孔剂1-5wt%。


2.根据权利要求1所述的复合碳化硅蜂窝陶瓷过滤体，所述微米级碳化硅粉末为35-45wt%，更优选为40wt%。


3.根据权利要求1所述的复合碳化硅蜂窝陶瓷过滤体，所述纳米级碳化硅粉末为15-25wt%，更优选为20wt%。


4.根据权利要求1所述的复合碳化硅蜂窝陶瓷过滤体，氟化钙优选为8-10wt%，更优选为6、7、8或9wt%。


5.根据权利要求1所述的复合碳化硅蜂窝陶瓷过滤体，所述粘合剂选自甲基纤维素纤维、羟丙基纤维素纤维中的一种或两种。

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【专利技术属性】
技术研发人员：黄黎敏，沈兆庆，
申请(专利权)人：黄黎敏，
类型：发明
国别省市：浙江;33