一种孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110263920.9

申请日:

2011.09.07

公开号:

CN102417367A

公开日:

2012.04.18

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):C04B 38/00申请日:20110907授权公告日:20131106终止日期:20150907|||专利实施许可合同备案的生效IPC(主分类):C04B 38/00合同备案号:2015360000091让与人:南昌大学受让人:江西京尚实业有限公司发明名称:一种孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法申请日:20110907申请公布日:20120418授权公告日:20131106许可种类:独占许可备案日期:20150617|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C04B 38/00申请日:20110907|||公开

IPC分类号:

C04B38/00; B09B3/00

主分类号:

C04B38/00

申请人:

南昌大学

发明人:

闫洪; 吕新雨; 艾凡荣

地址:

330000 江西省南昌市红谷滩新区学府大道999号

优先权:

专利代理机构:

南昌洪达专利事务所 36111

代理人:

刘凌峰

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内容摘要

一种孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法,方法为:首先将陶瓷原料与分散剂球磨混合,制得粘度为600~2200mPa·s、固含量质量分数为50%~70%、沉降时间在24h以上的陶瓷浆体,然后将浆体在经过预处理的聚氨酯泡沫上进行挂浆,于110℃干燥箱内干燥24h,随后进行第二次挂浆,干燥后于110℃~1200℃进行烧结3h。本发明的技术效果是:本发明通过这种污染源制得沉珠泡沫陶瓷,实现了变废为宝,此种泡沫陶瓷可用于冶金、材料增强相等多个领域。

权利要求书

1: 一种孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法, 其特征在于方法为 : 首先将陶 瓷粉料与分散剂柠檬酸三铵球磨混合, 分散剂为陶瓷粉料质量的 0.67%, 制得粘度为 600 ~ 2200mPa· s、 固含量质量分数为 50% ~ 70%、 沉降时间在 24h 以上的陶瓷浆体, 然后将浆体在 经过预处理的聚氨酯泡沫上进行挂浆, 于 110℃干燥箱内干燥 24h, 随后进行第二次挂浆, 干燥后于 110℃~ 1200℃进行烧结 3h。
2: 根据权利要求 1 所述的孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法, 其特征是所述 陶瓷粉料为下列重量百分比 : 70 ~ 90% 的沉珠, 8 ~ 24% 高岭土及1~ 3%的硅酸钠和 1 ~ 3% 的添加剂, 添加剂为淀粉、 PVA、 柠檬酸三铵的一种或若干种的混合物, 采用有机泡沫浸渍 法制得。
3: 根据权利要求 1 所述的孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法, 其特征是所述 聚氨酯泡沫的孔径大小为 0.2 ~ 100μm。
4: 根据权利要求 1 所述的孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法, 其特征是所述 预处理的聚氨酯泡沫的处理方法为 : 用质量分数为 10%NaOH 溶液浸泡 45min 后, 再用质量分 数为 2% 的羧甲基纤维素活性剂溶液处理。
5: 根据权利要求 1 所述的孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法, 其特征是可应 用于冶金、 材料增强等领域。

说明书


一种孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法

    技术领域 本发明涉及一种泡沫陶瓷制备方法, 尤其涉及一种孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫 陶瓷制备方法。
     背景技术 在经济高速发展的的大背景下, 工业化的进程不断加快, 资源和环境日益成为人 类面临的两大挑战, 节约资源、 保护环境的要求越来越高。 泡沫陶瓷特别是以废弃物为主要 原料的泡沫陶瓷顺应了这种形势发展的新材料, 它能够提高效率、 节约资源, 在建设资源节 约型、 环境友好型社会发挥越来越重大的作用。
     发明内容
     本发明的目的在于提供了一种孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法, 此方 法工艺简单、 易于实施, 设备要求不高, 设备成本低, 是一种经济实用具有广阔发展前景的 多孔材料制备工艺。泡沫陶瓷多孔体的孔结构与有机泡沫孔体的结构几乎相同, 可以通过 选择不同规格的前躯体 (聚氨酯泡沫) 来控制孔径尺寸, 此种陶瓷呈三维网状骨架结构, 这 种结构可应用于很多领域。
     本发明是这样来实现的, 一种孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法, 方法 为 : 首先将陶瓷粉料与分散剂柠檬酸三铵球磨混合, 分散剂为陶瓷粉料质量的 0.67%, 制 得粘度为 600 ~ 2200mPa· s、 固含量质量分数为 50% ~ 70%、 沉降时间在 24h 以上的陶瓷浆 体, 然后将浆体在经过预处理的聚氨酯泡沫上进行挂浆, 于 110℃干燥箱内干燥 24h, 随后 进行第二次挂浆, 干燥后于 110℃~ 1200℃进行烧结 3h。
     所述陶瓷粉料为下列重量百分比 : 70 ~ 90% 的沉珠, 8 ~ 24% 高岭土及1~ 3%的 硅酸钠和 1 ~ 3% 的添加剂, 添加剂为淀粉、 PVA、 柠檬酸三铵的一种或若干种的混合物, 采用 有机泡沫浸渍法制得。
     所述聚氨酯泡沫的孔径大小为 0.2 ~ 100μm。
     所述预处理的聚氨酯泡沫的处理方法为 : 用质量分数为 10%NaOH 溶液浸泡 45min 后, 再用质量分数为 2% 的羧甲基纤维素活性剂溶液处理。
     可应用于冶金、 材料增强等领域。
     本发明的技术效果是 : 采用本方法制备的沉珠泡沫陶瓷孔径可控且孔隙率高 (达 85% 以上) 且为开孔结构。本发明使用的主要原料—沉珠, 为我国最大的单一固体污染源之 一, 因此本发明对于减少环境污染, 最大限度的改善人类的生存环境具有重要意义。 更重要 的是本发明通过这种污染源制得沉珠泡沫陶瓷, 实现了变废为宝, 此种泡沫陶瓷可用于冶 金、 材料增强相等多个领域。 具体实施方式
     本发明将通过以下实施例作进一步说明。本实例中的浆料使用 70 ~ 90% 的沉珠, 8 ~ 24% 高岭土及少量的硅酸钠和添加剂 均匀球磨 6h 获得。球磨后的浆料使用稀盐酸和稀氨水调节 PH 值为 11, 并加入少许分散剂 和消泡剂。 本实施例中所涉及的素坯, 是通过两次挂浆及干燥工艺获得, 挂浆的过程中必须 使前躯体充分浸浆, 并且第一次挂浆后使用挤压的方式将多余浆料去除, 然后干燥 ; 第二 次挂浆后多余的浆料要用离心机甩掉多余浆料。两次的干燥工艺为 100℃保温 24h。经过 两次挂浆干燥后得到的陶瓷坯体即为素坯。
     实施实例 1。
     利用规格为 20PPI 的聚氨酯泡沫浸渍后得到素坯, 将素坯放入箱式电阻炉内, 在 空气气氛下, 100 ℃ — 200 ℃升温速率为 2 ℃ /min, 在 200 ℃ — 630 ℃的升温速率为 0.4— 0.9℃ /min, 在 600℃— 1230℃的升温速率为 3.5— 5℃ /min, 并在 1230℃保温 4h。
     实施实例 2。
     利用规格为 15PPI 的聚氨酯泡沫浸渍后得到素坯, 将素坯放入箱式电阻炉内, 在 空气气氛下, 110 摄氏度—200℃升温速率为 2℃ /min, 在 200℃—630℃的升温速率为 0.4— 0.9℃ /min, 在 600℃— 1230℃的升温速率为 3.5— 5℃ /min, 并在 1230℃保温 4h。
     使用规格为 20PPI 的泡沫作为载体, 制备的泡沫陶瓷的孔径大小均匀, 几乎所有 的孔均为显气孔, 孔筋粗细较均匀, 强度较好, 其抗压强度为 16MPa 左右。 使用规格为 15PPI 的泡沫作为载体, 制备泡沫陶瓷的孔径大小均匀, 几乎所有的 孔均为显气孔, 孔筋粗细较均匀, 强度较好, 其抗压强度为 23MPa 左右。
     观察泡沫陶瓷制品发现, 采用本发明得到的粉煤灰泡沫陶瓷, 孔径大小均匀、 可 控, 挂浆量适中, 孔筋强度较高, 而且工艺简单、 安全可靠, 操作方便。
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1、(10)申请公布号 CN 102417367 A(43)申请公布日 2012.04.18CN102417367A*CN102417367A*(21)申请号 201110263920.9(22)申请日 2011.09.07C04B 38/00(2006.01)B09B 3/00(2006.01)(71)申请人南昌大学地址 330000 江西省南昌市红谷滩新区学府大道999号(72)发明人闫洪 吕新雨 艾凡荣(74)专利代理机构南昌洪达专利事务所 36111代理人刘凌峰(54) 发明名称一种孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法(57) 摘要一种孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法,方法为:首先。

2、将陶瓷原料与分散剂球磨混合,制得粘度为6002200mPas、固含量质量分数为50%70%、沉降时间在24h以上的陶瓷浆体,然后将浆体在经过预处理的聚氨酯泡沫上进行挂浆,于110干燥箱内干燥24h,随后进行第二次挂浆,干燥后于1101200进行烧结3h。本发明的技术效果是:本发明通过这种污染源制得沉珠泡沫陶瓷,实现了变废为宝,此种泡沫陶瓷可用于冶金、材料增强相等多个领域。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 2 页CN 102417377 A 1/1页21.一种孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法,其特征在于方法为: 首先将。

3、陶瓷粉料与分散剂柠檬酸三铵球磨混合,分散剂为陶瓷粉料质量的0.67%,制得粘度为6002200mPas、固含量质量分数为50%70%、沉降时间在24h以上的陶瓷浆体,然后将浆体在经过预处理的聚氨酯泡沫上进行挂浆,于110干燥箱内干燥24h,随后进行第二次挂浆,干燥后于1101200进行烧结3h。2.根据权利要求1所述的孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法,其特征是所述陶瓷粉料为下列重量百分比:7090%的沉珠,824%高岭土及3的硅酸钠和13%的添加剂,添加剂为淀粉、PVA、柠檬酸三铵的一种或若干种的混合物,采用有机泡沫浸渍法制得。3.根据权利要求1所述的孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方。

4、法,其特征是所述聚氨酯泡沫的孔径大小为0.2100m。4.根据权利要求1所述的孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法,其特征是所述预处理的聚氨酯泡沫的处理方法为:用质量分数为10%NaOH溶液浸泡45min后,再用质量分数为2%的羧甲基纤维素活性剂溶液处理。5.根据权利要求1所述的孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法,其特征是可应用于冶金、材料增强等领域。权 利 要 求 书CN 102417367 ACN 102417377 A 1/2页3一种孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法技术领域0001 本发明涉及一种泡沫陶瓷制备方法,尤其涉及一种孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法。背景技术0。

5、002 在经济高速发展的的大背景下,工业化的进程不断加快,资源和环境日益成为人类面临的两大挑战,节约资源、保护环境的要求越来越高。泡沫陶瓷特别是以废弃物为主要原料的泡沫陶瓷顺应了这种形势发展的新材料,它能够提高效率、节约资源,在建设资源节约型、环境友好型社会发挥越来越重大的作用。发明内容0003 本发明的目的在于提供了一种孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法,此方法工艺简单、易于实施,设备要求不高,设备成本低,是一种经济实用具有广阔发展前景的多孔材料制备工艺。泡沫陶瓷多孔体的孔结构与有机泡沫孔体的结构几乎相同,可以通过选择不同规格的前躯体(聚氨酯泡沫)来控制孔径尺寸,此种陶瓷呈三维网状骨架结。

6、构,这种结构可应用于很多领域。0004 本发明是这样来实现的,一种孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法,方法为: 首先将陶瓷粉料与分散剂柠檬酸三铵球磨混合,分散剂为陶瓷粉料质量的0.67%,制得粘度为6002200mPas、固含量质量分数为50%70%、沉降时间在24h以上的陶瓷浆体,然后将浆体在经过预处理的聚氨酯泡沫上进行挂浆,于110干燥箱内干燥24h,随后进行第二次挂浆,干燥后于1101200进行烧结3h。0005 所述陶瓷粉料为下列重量百分比:7090%的沉珠,824%高岭土及3的硅酸钠和13%的添加剂,添加剂为淀粉、PVA、柠檬酸三铵的一种或若干种的混合物,采用有机泡沫浸渍法制得。。

7、0006 所述聚氨酯泡沫的孔径大小为0.2100m。0007 所述预处理的聚氨酯泡沫的处理方法为:用质量分数为10%NaOH溶液浸泡45min后,再用质量分数为2%的羧甲基纤维素活性剂溶液处理。0008 可应用于冶金、材料增强等领域。0009 本发明的技术效果是:采用本方法制备的沉珠泡沫陶瓷孔径可控且孔隙率高(达85%以上)且为开孔结构。本发明使用的主要原料沉珠,为我国最大的单一固体污染源之一,因此本发明对于减少环境污染,最大限度的改善人类的生存环境具有重要意义。更重要的是本发明通过这种污染源制得沉珠泡沫陶瓷,实现了变废为宝,此种泡沫陶瓷可用于冶金、材料增强相等多个领域。具体实施方式0010 。

8、本发明将通过以下实施例作进一步说明。说 明 书CN 102417367 ACN 102417377 A 2/2页40011 本实例中的浆料使用7090%的沉珠,824%高岭土及少量的硅酸钠和添加剂均匀球磨6h获得。球磨后的浆料使用稀盐酸和稀氨水调节PH值为11,并加入少许分散剂和消泡剂。本实施例中所涉及的素坯,是通过两次挂浆及干燥工艺获得,挂浆的过程中必须使前躯体充分浸浆,并且第一次挂浆后使用挤压的方式将多余浆料去除,然后干燥;第二次挂浆后多余的浆料要用离心机甩掉多余浆料。两次的干燥工艺为100保温24h。经过两次挂浆干燥后得到的陶瓷坯体即为素坯。0012 实施实例1。0013 利用规格为20。

9、PPI的聚氨酯泡沫浸渍后得到素坯,将素坯放入箱式电阻炉内,在空气气氛下,100200升温速率为2/min,在200630的升温速率为0.40.9/min,在600 1230的升温速率为3.55/min,并在1230保温4h。0014 实施实例2。0015 利用规格为15PPI的聚氨酯泡沫浸渍后得到素坯,将素坯放入箱式电阻炉内,在空气气氛下,110摄氏度 200升温速率为2/min,在200 630的升温速率为0.40.9/min,在600 1230的升温速率为3.55/min,并在1230保温4h。0016 使用规格为20PPI的泡沫作为载体,制备的泡沫陶瓷的孔径大小均匀,几乎所有的孔均为显气孔,孔筋粗细较均匀,强度较好,其抗压强度为16MPa左右。0017 使用规格为15PPI的泡沫作为载体,制备泡沫陶瓷的孔径大小均匀,几乎所有的孔均为显气孔,孔筋粗细较均匀,强度较好,其抗压强度为23MPa左右。0018 观察泡沫陶瓷制品发现,采用本发明得到的粉煤灰泡沫陶瓷,孔径大小均匀、可控,挂浆量适中,孔筋强度较高,而且工艺简单、安全可靠,操作方便。说 明 书CN 102417367 A。

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