一种发泡陶瓷生产工艺及设备制造技术

本发明专利技术公开了一种发泡陶瓷生产工艺及设备，涉及发泡陶瓷领域，通过在发泡陶瓷的生产工艺中，对脱模产品进行分段烧结，在烧结陶瓷窑出口处设置发泡陶瓷保温室，发泡陶瓷保温室包括保温墙和保温室门，保温墙包括外层保温墙、内层保温墙，保温墙上设置有单向通风阀，保温墙的顶部设置有温度感应装置，解决了现有的发泡陶瓷产品烧结出窑时温度骤降，所导致的爆裂的问题；高温烧结后的陶瓷温度较高，将其置于保温室中，缓慢降温，从而提升了发泡陶瓷表面的受力性能；通过生成化学键和物理吸附方式，在压缩剪切过程中传递应力，抑制裂纹扩散，使陶瓷界面更加致密化，从而达到陶瓷钢管耐高温且不易产生裂纹的目的。温且不易产生裂纹的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种发泡陶瓷生产工艺及设备


[0001]本专利技术涉及发泡陶瓷领域，具体涉及一种发泡陶瓷生产工艺及设备。

技术介绍

[0002]陶瓷是以天然粘土以及各种天然矿物为主要原料经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料的各种制品，以前人们把用陶土制作成的在专门的窑炉中高温烧制的物品称作陶瓷，陶瓷是陶器和瓷器的总称，陶瓷制品应用的领域十分广泛，但不同领域应用的陶瓷制品的特性要求也有所不同，目前陶瓷的需求量逐年攀升，随着生活水平的提高，人们对高性能的陶瓷制品的需求也越来越高，陶瓷材料是继金属材料，非金属高分子材料之后人们所关注的无机非金属材料中最重要的一种，因为它同时兼有金属和高分子材料两者的共同优点，此外在不断地改性过程中，已使它的易碎裂的性能有了很大的改善。
[0003]因此，它的应用领域和各类产品都有一个十分明显的提高，正如美国军事材料实验室主任R.Kai z在21世纪高性能陶瓷材料的应用一文指出的那样：先进的陶瓷材料的制备技术及应用可以看成我们进入21世纪工业经济竞争力的重要标志之一，它的主要优点是熔点高，可耐高温，硬度高，耐磨损，化学稳定性高，不腐蚀，重量轻，弹性模量大，但它的主要弱点是塑料变形能力差，易发生脆性破坏和不易加工成型，这些原因大大地限制了在工业上应用范围。
[0004]目前的陶瓷产品的坯料密度分布不均，在烧制过程中，需要很高的烧制温度才能达到工艺要求，且在生产过程中，原料易发生团聚，分散性差，使其在离心烧结时，导致陶瓷界面分布不均，导致产品力学性能较差。

技术实现思路

[0005]为了克服上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供了一种发泡陶瓷生产工艺及设备：
[0006](1)将4，4'
‑
二氨基联苯醚加入三口烧瓶中，加入干燥的双环己基
‑
3，4，3'，4'
‑
四酸二酐，得到产物A，将SiO2和B4C混合均匀，加入硅烷偶联剂，得到产物B，将产物B加入产物A中，得到该增强剂，解决了目前的陶瓷产品的坯料密度分布不均，在烧制过程中，需要很高的烧制温度才能达到工艺要求的问题；
[0007](2)在三口瓶中加入羟乙基纤维素和二烯丙基氯化铵，加入引发剂和月桂烯酸，得到中间体D，加入氢氧化钠溶液调节至pH为7，得到该分散剂，解决了目前的陶瓷产品在生产过程中，原料易发生团聚，分散性差，使其在离心烧结时，导致陶瓷界面分布不均，导致产品力学性能较差的问题；
[0008](3)发泡陶瓷的生产工艺中，对脱模产品进行分段烧结，在烧结陶瓷窑出口处设置发泡陶瓷保温室，发泡陶瓷保温室包括保温墙和保温室门，保温墙包括外层保温墙、内层保温墙，保温墙上设置有单向通风阀，保温墙的顶部设置有温度感应装置，解决了现有的发泡陶瓷产品烧结出窑时温度骤降，所导致的爆裂的问题。
[0009]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0010]一种发泡陶瓷生产工艺，包括以下重量份组分：
[0011]煤矸石30
‑
40份、二氧化硅20
‑
30份、三氧化二铝10
‑
15份、粘土10
‑
15份、分散剂2
‑
6份、增强剂5
‑
7份与发泡剂4
‑
6份；
[0012]该发泡陶瓷的生产工艺包括以下步骤：
[0013]S1：将煤矸石、二氧化硅、三氧化二铝、混合均匀后浸泡于去离子水中，再加入丙烯酰胺、N，N
‑
亚甲基双丙烯酰胺、聚丙烯酸铵，球磨1
‑
2h，得到混合料；
[0014]S2：将粘土加入混合料中，并加入分散剂、增强剂和发泡剂，充分混合反应10
‑
20h，加入过硫酸铵，搅拌均匀后注入模具中固化，得到固化物料；
[0015]S3：对固化物料进行脱模干燥，干燥时间为24
‑
36h，得到脱模产品；
[0016]S4：对脱模产品进行分段烧结，从20
‑
30℃开始升温，保持升温速率为2
‑
5℃/mi n，当温度升高至350
‑
400℃后，保温2
‑
3h，当温度升高至900
‑
1000℃时，保温2
‑
3h，当温度升高至1100
‑
1150℃时，保温7
‑
8h，得到该发泡陶瓷产品。
[0017]作为本专利技术进一步的方案：步骤S1中所述丙烯酰胺的用量为煤矸石、二氧化硅和三氧化二铝总质量的3％，所述N，N
‑
亚甲基双丙烯酰胺的用量为煤矸石、二氧化硅和三氧化二铝总质量的5％，聚丙烯酸铵的用量为煤矸石、二氧化硅和三氧化二铝总质量的3％，步骤S2中所述过硫酸铵的用量为粘土质量的2％，所述发泡剂为碳化硅和硼砂按任意比例混合。
[0018]作为本专利技术进一步的方案：所述增强剂由以下制备步骤得到：
[0019]S31：将4，4'
‑
二氨基联苯醚加入三口烧瓶中，温度控制在5
‑
10℃，加入溶剂N，N
‑
二甲基乙酰胺，氮气保护下搅拌，加入干燥的双环己基
‑
3，4，3'，4'
‑
四酸二酐，机械搅拌7
‑
9h，得到产物A；
[0020]S32：将SiO2和B4C混合均匀，加入硅烷偶联剂，加入溶剂乙醇，搅拌1
‑
3h，超声分散1
‑
2h，移至80
‑
90℃的干燥箱中干燥4
‑
6h，得到产物B；
[0021]S33：将产物B加入产物A中，搅拌1
‑
3h，以5
‑
8℃/mi n的速率升温至150
‑
170℃，保温1
‑
2h，以1
‑
3℃/mi n的速率升温至250
‑
300℃，保温2
‑
4h，自然冷却至室温，得到该增强剂。
[0022]作为本专利技术进一步的方案：步骤S31中所述4，4'
‑
二氨基联苯醚与双环己基
‑
3，4，3'，4'
‑
四酸二酐的用量比为20.45g：32.44g。
[0023]作为本专利技术进一步的方案：步骤S32中所述SiO2、B4C与硅烷偶联剂的用量比为16.4g：12.6g：1g。
[0024]作为本专利技术进一步的方案：步骤S33中所述产物B与产物A的用量比为20.88g：1g。
[0025]作为本专利技术进一步的方案：所述分散剂由以下制备步骤得到：
[0026]S71：在装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和氮气通入管的三口瓶中加入羟乙基纤维素和二烯丙基氯化铵，加入去离子水作溶剂，通入氮气，升温至70
‑
80℃，加入引发剂和月桂烯酸，保温反应4
‑
6h，得到中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发泡陶瓷生产工艺，其特征在于，包括以下重量份组分：煤矸石30
‑
40份、二氧化硅20
‑
30份、三氧化二铝10
‑
15份、粘土10
‑
15份、分散剂2
‑
6份、增强剂5
‑
7份与发泡剂4
‑
6份；该发泡陶瓷的生产工艺包括以下步骤：S1：将煤矸石、二氧化硅、三氧化二铝、混合均匀后浸泡于去离子水中，再加入丙烯酰胺、N，N
‑
亚甲基双丙烯酰胺、聚丙烯酸铵，球磨1
‑
2h，得到混合料；S2：将粘土加入混合料中，并加入分散剂、增强剂和发泡剂，充分混合反应10
‑
20h，加入过硫酸铵，搅拌均匀后注入模具中固化，得到固化物料；S3：对固化物料进行脱模干燥，干燥时间为24
‑
36h，得到脱模产品；S4：对脱模产品进行分段烧结，从20
‑
30℃开始升温，保持升温速率为2
‑
5℃/min，当温度升高至350
‑
400℃后，保温2
‑
3h，当温度升高至900
‑
1000℃时，保温2
‑
3h，当温度升高至1100
‑
1150℃时，保温7
‑
8h，得到该发泡陶瓷产品。2.根据权利要求1所述的一种发泡陶瓷生产工艺，其特征在于，步骤S1中所述丙烯酰胺的用量为煤矸石、二氧化硅和三氧化二铝总质量的3％，所述N，N
‑
亚甲基双丙烯酰胺的用量为煤矸石、二氧化硅和三氧化二铝总质量的5％，聚丙烯酸铵的用量为煤矸石、二氧化硅和三氧化二铝总质量的3％，步骤S2中所述过硫酸铵的用量为粘土质量的2％，所述发泡剂为碳化硅和硼砂按任意比例混合。3.根据权利要求1所述的一种发泡陶瓷生产工艺，其特征在于，所述增强剂由以下制备步骤得到：S31：将4，4'
‑
二氨基联苯醚加入三口烧瓶中，温度控制在5
‑
10℃，加入溶剂N，N
‑
二甲基乙酰胺，氮气保护下搅拌，加入干燥的双环己基
‑
3，4，3'，4'
‑
四酸二酐，机械搅拌7
‑
9h，得到产物A；S32：将SiO2和B4C混合均匀，加入硅烷偶联剂，加入溶剂乙醇，搅拌1

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟光，陈永晖，陈艺文，
申请(专利权)人：国发环保新材料江门有限公司，
类型：发明
国别省市：