使用蛋白质材料制造陶瓷制品的方法技术

本发明专利技术揭示一种制造陶瓷制品的方法，该方法包括将至少一种陶瓷前体无机组分与至少一种粘结剂混合，形成增塑的混合物，其中，该粘结剂包含一种蛋白质材料。将该混合物挤出形成生坯体。加热该生坯体形成陶瓷制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉参考本申请要求于2008年4月2日提交的美国临时申请第12/080，371号的优先权。 专利
本专利技术涉及使用如蛋白质或含蛋白质化合物的蛋白质材料制造陶瓷制品的方法， 还涉及形成包含蛋白质或含蛋白质化合物的批料混合物或生坯体的方法。
技术介绍
陶瓷体可以通过在高温条件下加热各种无机粉末的混合物的方式形成。在高温或应力环境中使用的陶瓷体通常采用以下方式制备首先形成无机粉末、 粘结剂和液体的增塑的(“塑性”)混合物。然后，将增塑的混合物成形为生坯体，之后在高 温下加热生坯体形成陶瓷。专利技术概述本专利技术涉及使用如蛋白质或含蛋白质化合物的蛋白质材料制造陶瓷制品的方法， 还涉及形成包含蛋白质或含蛋白质化合物的批料混合物或生坯体的方法。在一个方面，本专利技术揭示一种制备陶瓷构成的制品的方法，该方法包括将至少一 种陶瓷前体无机组分和至少一种粘结剂混合形成增塑的混合物，其中，该粘结剂包含至少 一种蛋白质材料，由该增塑的混合物形成生坯体。在一些实施方式中，将所述增塑的混合物 挤出形成生坯体。在另一个方面，本专利技术揭示一种制备陶瓷制品的方法，该方法包括将至少一种陶 瓷前体无机组分和至少一种粘结剂混合形成增塑的混合物，其中，该粘结剂包含至少一种 蛋白质材料；将该增塑的混合物成形为生坯体；在一定温度下加热生坯体一定的时间，足 以使生坯体转化为陶瓷制品。在另一个方面，本专利技术揭示一种用于形成陶瓷构成的制品的生坯体，该生坯体包 含至少一种陶瓷前体无机组分和至少一种蛋白质材料。本专利技术揭示无机材料的增塑的混合物，该混合物能更容易地成形为高体积比的生 坯体，且生坯体可用于最终形成高度耐久性的陶瓷基材。该混合物通过使用能阻止高温时 明显的粘度变化的粘结剂帮助减轻相关的各种问题。专利技术详述在一个方面，本专利技术揭示一种制备陶瓷构成的制品的方法，该方法包括将至少一 种陶瓷前体无机组分和至少一种粘结剂混合形成增塑的混合物，其中，该粘结剂包含至少 一种蛋白质材料，由该增塑的混合物形成生坯体。生坯体指未烧制体，可以是经过干燥的或 者是湿的。在批料或生坯体中，陶瓷前体可以是形成陶瓷的组分或者是陶瓷本身。陶瓷前 体可包含例如氧化物源，如氧化硅源或氧化铝源，或者陶瓷如多铝红柱石。在一些实施方式 中，将所述增塑的混合物挤出形成生坯体。在一些实施方式中，增塑的混合物的Twij至少 为25°C。在一些实施方式中，增塑的混合物在剪切条件下成形，形成湿强度至少为1.9吨/平方英尺的生坯体。在一些实施方式中，蛋白质材料选自下组麸质、麸朊、麦谷蛋白、球蛋 白和胚乳。在一些实施方式中，以混合物总重量为基准计，混合物包含小于25重量％的水。 在一些实施方式中，在加热生坯体时无机组分形成陶瓷，其中，所述陶瓷选自下组堇青石、 多铝红柱石、氧化铝、磷酸锆、碳化硅、氮化硅、氧化硅和钛酸铝。在一些实施方式中，无机组 分反应形成反应产物，其中，陶瓷是该反应的反应产物。在一些实施方式中，加热过程包括 固化或烧结。在一些实施方式中，无机组分包括氧化硅、氧化铝或氧化钛的来源，或者它们 的组合。在一些实施方式中，混合物包含Mg0、Al203或SiO2的来源，或者它们的组合。在一 些实施方式中，混合物通过单螺杆挤出机或双螺杆挤出机挤出，生坯体的湿强度至少为2. 0 吨/平方英尺。较好地，加热生坯体形成陶瓷。在一些实施方式中，粘结剂还包括甲基纤维 素。在一些实施方式中，粘结剂包括麸质和甲基纤维素。在另一个方面，本专利技术揭示一种制备陶瓷制品的方法，该方法包括将至少一种陶 瓷前体无机组分和至少一种粘结剂混合形成增塑的混合物，其中，该粘结剂包含至少一种 蛋白质材料；将该增塑的混合物成形为生坯体；在一定温度下加热生坯体一定的时间，足 以使生坯体转化为陶瓷制品。在一些实施方式中，陶瓷制品包含堇青石、钛酸铝或SiC，或 者它们的组合。在一些实施方式中，蛋白质材料选自下组麸质、麸朊、麦谷蛋白、球蛋白和 胚乳。在一些实施方式中，粘结剂还包括甲基纤维素。在一些实施方式中，蛋白质材料是麸 质。在一些实施方式中，成形步骤包括将增塑的混合物挤出为蜂窝体挤出物。在另一个方面，本专利技术揭示一种用于形成陶瓷构成的制品的生坯体，该生坯体包 含至少一种陶瓷前体(形成陶瓷)的无机组分和至少一种蛋白质材料。在一些实施方式中， 生坯体具有蜂窝体结构。可以制造用于制备陶瓷材料的生坯体。所述生坯体通过以下方式形成首先将材 料批料混合在一起，该材料批料包含至少一种陶瓷前体无机组分和至少一种粘结剂，所述 粘结剂包含至少一种蛋白质材料。将材料批料与液体溶剂如水混合，按照这种方式形成增 塑的混合物。然后将该增塑的混合物成形为生坯体。较好地，将生坯体干燥，然后加热该干 燥的材料以形成烧结的陶瓷材料。使用包含蛋白质材料的粘结剂形成增塑的混合物能够使该增塑的混合物以高速 率成形为生坯体，因为这种粘结剂能特别耐受形成生坯体时的热积累。例如，以高速率成形 为生坯体，例如通过挤出成形为生坯体时，粘结剂随成形过程中产生的温度而成为高粘度 的可能性较小。因此，能以高速率挤出增塑的混合物而不会成为极端粘性的，因而降低对高 压的需求，而在以高流速形成生坯体时常需要高压条件。一般而言，“增塑的混合物”是可以例如通过挤出成形的完全的组分混合物，其包 含无机组分、粘结剂和液体介质或溶剂，并任选包含一种或多种成孔剂或润滑剂，或者两 者。在一些实施方式中，增塑的混合物包含无机组分、粘结剂、液体介质如水、一种或多种成 孔剂和一种或多种润滑剂。“增塑的”表示该混合物充分干燥以保证塑性。即，混合物应不含 太多的液体，特别是溶剂，因此该材料可以达到适当增塑的状态。通过控制添加的液体量或 者使混合物具有过量的溶剂，从而在干燥该混合物之后提供塑性的方式可获得塑性。增塑 的混合物能容易地成形为生坯体。在充分剪切条件下，生坯体可显示高度的刚性，与不包含 蛋白质材料的粘结剂形成的混合物相比，所述生坯体在施加剪切时粘度的增大相对较低。在一个实施方式中，无机组分是选自下组的粉末堇青石、多铝红柱石、氧化铝、磷酸锆、碳化硅、氮化硅和钛酸铝。在一些实施方式中，增塑的混合物包含至少一种无机粉末， 该粉末包含至少一种选自下组的化合物的来源Al203、&02、Si，SiC、Si3N4，、Si02、Zn0、B203、 BaO、La2O3> Ti02、B2O3 和 P2O5。在一个实施方式中，用于形成增塑的混合物的无机粉末包含至少一种加热时形成 钛酸铝的粉末的来源；在这些实施方式中，无机粉末优选包含氧化硅、氧化铝和氧化钛的来 源。在另一个实施方式中，用于形成增塑的混合物的无机粉末包含至少一种加热时形 成堇青石的粉末的来源；在这些实施方式中，无机粉末优选包含Mg0、Al203和S^2的来源。在优选实施方式中，无机粉末包含氧化铝(Al2O3)源；在这样的一些实施方式中， 以增塑的混合物的总重量为基准计，增塑的混合物优选包含10-55重量％的氧化铝，更优 选包含15-50重量％的氧化铝，更优选包含20-40重量％的氧化铝。在一些实施方式中，无机粉末包含氧化钛源；在这样的一些实施方式中，以增塑 的混合物的总重量为基准计，增塑的混合物优选包含10-40重量％的氧化钛，更优选包含 15-35重量％的氧化钛本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造由陶瓷构成的制品的方法，该方法包括：　　将至少一种陶瓷前体无机组分和至少一种粘结剂混合，形成增塑的混合物，其中，该粘结剂包含至少一种蛋白质材料；和　　将该增塑的混合物挤出，由挤出的增塑的混合物形成生坯体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：TJ德纳卡，AC戈杰斯，DL坦南特，CJ沃伦，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]