借助复合热塑性介质挤制管式陶瓷制品的方法技术

本发明专利技术公开了一种借助复合热塑性介质挤制管式陶瓷制品的方法，首先将低温粘结剂、增塑剂和润滑剂、表面活性剂、溶剂预混合，加热使其熔化，并搅拌均匀；然后分１～４次加入陶瓷粉料，并搅拌均匀，至溶剂完全挥发，并在７０～９０℃下搅拌１～１０小时后，升温到１４０～１７０℃后加入高温粘结剂，再降温至７０～９０℃，搅拌２～１０小时后成为泥料；之后将泥料在真空烘箱中１００～１３０℃陈腐１２～４８小时，再进行精练泥料并挤管，制成管坯；将管坯用溶剂在常温下浸泡１２～４８小时，或在４０～９０℃下恒温水浴２～１２小时，干燥后的管坯排胶并烧结成瓷体。这种方法适用于制备细长薄壁的通管或者盲管，生产效率和产品质量同时能够得到保证。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种管式陶瓷制品的成型技术，尤其涉及一种借助复合热塑性介质挤制 管式陶瓷制品的方法。
技术介绍
管式陶瓷制品在工业上应用十分广泛，如管式电子元件、管式加热器、热电偶保护 套、管式固体氧化物燃料电池、管式透氧膜等等，都用到了细长陶瓷管。 现有技术中的细长陶瓷管的成型技术主要有如下几种注浆成型、挤出成型、挤出后再等静压成型等，这三种管式陶瓷成型技术是现有技 术中比较成熟的工艺，均具备其自身特有的优势。 上述现有技术至少存在以下缺点生产效率和产品质量不能同时得到保证，很难成型盲管等等。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种快速、简单且高效的借助复合热塑性介质挤制管式陶瓷制 品的方法，该方法能够制备细长且壁薄的管子(包括通管和盲管)。 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的本专利技术的，包括步骤A、 将低温粘结剂、增塑剂和润滑剂、表面活性剂、溶剂预混合，加热使其熔化，并 搅拌均匀；B、 分1 4次加入陶瓷粉料，并搅拌均匀，至溶剂完全挥发；C、 在70 90。C下搅拌1 10小时后，升温到140 17(TC后加入高温粘结剂，再降温 至70 9(TC，搅拌2 10小时后成为泥料；D、 陈腐均化将所述泥料在真空烘箱中100 13(TC陈腐12 48小时，后切碎备用；E、 精练泥料并挤管按照需要的量选用所述泥料，在110 14(TC下精练2 5遍，之 后，按60 9(TC、 80 110°C、 90 115°C、 100 125°C、 110 130。C进行五段控温，之 后在抽真空下进行挤管，制成需要形状的管坯；F、 溶剂浸泡脱脂及干燥将所述管坯用溶剂在常温下浸泡12 48小时，或在40 9Q°C下恒温水浴2 12小时，后干燥6 24小时；G、排胶及烧结成瓷将干燥后的管坯排胶并烧结成瓷体。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术所述的借助复合热塑性介质挤制管 式陶瓷制品的方法，由于首先将低温粘结剂、增塑剂和润滑剂、表面活性剂、溶剂预混 合，加热使其熔化，并搅拌均匀；然后分1 4次加入陶瓷粉料，并搅拌均匀，至溶剂完 全挥发，并在70 9(TC下搅拌1 10小时后，升温到140 170。C后加入高温粘结剂，再降 温至70 90'C，搅拌2 10小时后成为泥料；之后将泥料在真空烘箱中100 13(TC陈腐 12 48小时，再进行精练泥料并挤管，制成管坯；将管坯用溶剂在常温下浸泡12 48小 时，或在40 9(TC下恒温水浴2 12小时，干燥后的管坯排胶并烧结成瓷体。适用于制备 细长薄壁的通管或者盲管，生产效率和产品质量同时能够得到保证。具体实施例方式本专利技术的，其较佳的具体实施方式包括步骤1、 将低温粘结剂、增塑剂、润滑剂、表面活性剂剂溶剂预混合，加热使其熔化，搅 拌均匀。其中低温粘结剂可以为石蜡，其用量可以为固体粉料(陶瓷粉料)重量的10 30%;其中增塑剂和润滑剂可以是下面的一种或者几种，其用量为固体粉料重量的0.3 5%:邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二辛酯、硬脂酸、司班类、油 酸、辛酸、微晶石蜡、钛酸脂、硅垸、植物油；其中溶剂可以是下面的一种或者几种，其用量为固体粉料重量的0 50%:蒸馏汽 油、柴油、正庚垸；2、 分1 4次加入陶瓷粉料，搅拌均匀，至溶剂完全挥发。3、 可以用双辊搅拌机在70 9(TC搅拌1 10小时后，升温到140 17(TC后加入高温 粘结剂，再降温至70 9(TC，搅拌2 10小时，该过程中会挥发一定的溶剂和粘结剂。其中高温粘结剂可以是下面的一种或者几种，其用量为固体粉料重量的5 20°/。聚 乙烯、聚丙烯、无规聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、乙 烯丙烯酸乙脂共聚物；4、 陈腐均化，将搅拌后的泥料在真空烘箱中100 13(TC陈腐12 48小时，后切碎备用。5、 精练泥料，可以先在螺杆式挤出机中在110 14(TC下精练2 5遍，使其在挤管前更加均匀。6、 挤管，可以分五段控温，分别为60 90。C， 80 110°C， 90 115°C， 100 125 °C， U0 13(TC。加一合适的型头，控制螺杆式挤出机转速，在抽真空下将陶瓷管挤在 不锈钢管轴上。7、 冷却到室温后，将管取下，可以用特制的封头模具，在加热的情况下将管子一端 封好，制成盲管。8、 溶剂浸泡脱脂及干燥可以用蒸馏汽油、柴油、庚烷等一种或多种溶剂在常温下 浸泡12 48小时，或恒温水浴(40 90°C) 2 12小时，除去大部分石蜡、增塑剂和润滑 剂。后干燥6 24小时。9、 排胶及烧结成瓷，将干燥后的管坯按照一定的排胶及烧结制度烧成瓷体。10、 加工至产品所需要求。本专利技术是一种能普遍应用的挤制管式陶瓷制品的方法，适用于制备细长薄壁的通管 或者盲管，也适用于制备致密管或者多孔管，特别适用于制备固体氧化物燃料电池 (SOFC)的管式组件，混合导体透氧膜的管式组件等。所制备的管子外径可以为4)10 30mm，管壁厚为1 5咖，长度为100 2OOOmm等。其中固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种将燃料的化学能直接转化为电能的电化学发电 装置，目前主要有管式结构和平板式结构。管式结构的优点强度高，不用高温密封， 容易扩大生产，高温机械稳定性好，防热冲击性能好。西门子-西屋公司采用挤出成型工 艺制备锰酸锶镧(LSM)阴极支撑管，烧结后再用电化学气相沉积(EVD)技术制备致密 YSZ电解质层，其单电池长度可达1.5 2m。混合导体透氧膜是一类在高温下同时具有电子和氧离子导电性的陶瓷膜。其透氧过 程不是以分子氧形式传递而是以离子氧的形式通过氧空穴来传导氧，理论上对氧的扩散 选择性为100%。同SOFC—样，透氧膜也分管式结构和平板式结构，管式透氧膜因其特有 的优势，在甲烷部分氧化重整制氢以及氧化偶联反应动态提供氧等项目上被广泛使用。 美国Praxair公司采用挤出成型工艺制备了长度为l. 52m的透氧膜管，并组装成反应器。本专利技术可以很好地制备上述产品中有特殊性能的陶瓷管。具体实施例一制备YSZ致密电解质盲管，步骤如下将YSZ粉料和石蜡，硬脂酸，司班40混合在蒸馏汽油中充分搅拌溶解，至汽油完全挥 发。其中石蜡、硬脂酸、司班40、蒸馏汽油的加入量分别为固体粉料重量的18%、 2%、 0.5%、 33%。用双辊搅拌机在8(TC搅拌2小时后，升温到16(TC后加入聚乙烯，再降温至8(TC，搅拌6小时得到泥料。该过程中会挥发一定的溶剂和粘结剂。其中聚乙烯的加入量为固体粉 料重量的10%。将泥料在真空干燥箱中12(TC下静置陈腐24小时，后切成碎块备用。 在螺杆式挤出机中在13(TC下将泥料精练2遍，使其更加均匀。加一合适的型头，控制转速，抽真空下将陶瓷管挤在不锈钢管轴上，五段控温分别 为80。C， 9CTC， IOO'C， IIO'C， U5。C，生坯外径为4>20醒，长度为300腿，壁厚为2mm。冷却到室温后，将管取下，用特制的封头模具，在加热的情况下将管子一端封好， 制成盲管。将管坯置于蒸馏汽油中，在常温下浸泡48小时，倒掉汽油，干燥12小时。 按照一定的排胶制度和YSZ的烧结制度将管坯烧成瓷。烧结温度为130(TC。 加工打磨到产品所需要求。采用此法制备的YSZ电解质盲管，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种借助复合热塑性介质挤制管式陶瓷制品的方法，其特征在于，包括步骤：　Ａ、将低温粘结剂、增塑剂和润滑剂、表面活性剂、溶剂预混合，加热使其熔化，并搅拌均匀；　Ｂ、分１～４次加入陶瓷粉料，并搅拌均匀，至溶剂完全挥发；　Ｃ、在７ ０～９０℃下搅拌１～１０小时后，升温到１４０～１７０℃后加入高温粘结剂，再降温至７０～９０℃，搅拌２～１０小时后成为泥料；　Ｄ、陈腐均化：将所述泥料在真空烘箱中１００～１３０℃陈腐１２～４８小时，后切碎备用；　Ｅ、精练泥料并挤管 ：按照需要的量选用所述泥料，在１１０～１４０℃下精练２～５遍，之后，按６０～９０℃、８０～１１０℃、９０～１１５℃、１００～１２５℃、１１０～１３０℃进行五段控温，之后在抽真空下进行挤管，制成需要形状的管坯；　Ｆ、溶剂浸泡脱脂及干燥： 将所述管坯用溶剂在常温下浸泡１２～４８小时，或在４０～９０℃下恒温水浴２～１２小时，后干燥６～２４小时；　Ｇ、排胶及烧结成瓷：将干燥后的管坯排胶并烧结成瓷体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩敏芳，朱佩誉，邓湘凌，李福燊，于立安，丁伟中，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：11[]