一種資源節(jié)約型多孔陶瓷的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于新材料領(lǐng)域，具體涉及一種資源節(jié)約型多孔陶瓷的制備方法，主要應(yīng) 用于建筑保溫隔熱、隔音、過濾、化工催化劑載體、輕工業(yè)噴涂、工業(yè)污水處理、化工填料、航 空、電子和醫(yī)藥等行業(yè)。
【背景技術(shù)】
[0002] 多孔泡沫陶瓷的應(yīng)用始于19世紀70年代，當時僅被用作鋪提純材料和細菌過濾 材料。由于泡沫陶瓷具有氣孔率高、比表面積大、抗熱震性能良好、耐高溫、耐腐蝕、良好的 機械性能和過濾吸附性能，因此其使用范圍也逐漸擴大，廣泛應(yīng)用于熱交換系統(tǒng)、汽車尾氣 裝置、冶金鑄造工業(yè)中的過濾液態(tài)金屬、熱能回收、輕工業(yè)噴涂、工業(yè)污水處理、隔熱隔音材 料和化學(xué)催化劑載體等。多孔泡沫陶瓷的研究及應(yīng)用一直受到人們的關(guān)注，近年來多孔泡 沫陶瓷的應(yīng)用領(lǐng)域又擴大到航空、電子、醫(yī)藥、生物化學(xué)等領(lǐng)域。羅立峰等人的實用新型專 利《多孔泡沫陶瓷換熱器》（專利號；CN201266024Y)將泡沫陶瓷應(yīng)用于高溫氣體的熱交 換中，達到快速換熱的目的；馮勝山等人的實用新型專利《高溫?zé)煔馀菽沾尚D(zhuǎn)除塵器》 (專利號；CN202146697U)將泡沫陶瓷應(yīng)用于過濾高溫?zé)煔?，達到除塵環(huán)保的目的；楊東杰 等人的發(fā)明專利《泡沫陶瓷環(huán)形填料》（專利號；(CN1676209A)充分利用泡沫陶瓷比表面積 大、耐腐蝕的特點將泡沫陶瓷應(yīng)用于石油、化工和環(huán)保等設(shè)備的填料培中。由此可見，開發(fā) 性能優(yōu)良，成本低廉，制備過程低能耗的泡沫陶瓷具有重要的實際意義。
[0003] 泡沫陶瓷的制備方法主要有；發(fā)泡法、溶膠凝膠法、添加造孔劑法、有機前驅(qū)體浸 潰法、凝膠注模法、自蔓延高溫合成法、泡沫前驅(qū)體反應(yīng)法、有機泡沫堆積法、顆粒堆積法、 微波加熱法、分相濾出法、固-氣共晶法、木材熱解構(gòu)架法等。周維元的發(fā)明專利《泡沫陶 瓷材料的制備方法》（專利號；CN101544507A)采用凝膠成型工藝制備了一種應(yīng)用于建筑隔 熱、隔音材料的泡沫陶瓷。所使用的原料為高分子聚合物和瓷泥。李軍虎等人的發(fā)明專利 (專利號；CN101164658A)W氧化鉛、二氧化娃、滑石和高嶺±為陶瓷粉末，聚氨醋泡沫為載 體，采用有機前驅(qū)體浸潰法制備了用于過濾金屬液體的泡沫陶瓷。此外，李軍虎等人的專利 《碳化娃質(zhì)泡沫陶瓷過濾器》（專利號；CN101164655)，《氧化鉛質(zhì)泡沫陶瓷過濾器》（專利號： CN101164657)，《氧化鎮(zhèn)質(zhì)泡沫陶瓷過濾器》（專利號；CN101164656)和《氧化鉛質(zhì)泡沫陶瓷 過濾器》（專利號；CN101164658)采用有機前驅(qū)體浸潰法分別W碳化娃、氧化鉛、氧化鎮(zhèn)和 氧化鉛為主要原料，制備了過濾金屬液體的泡沫陶瓷。趙小玻等人的實用新型專利《泡沫陶 瓷外墻保溫裝飾板》（專利號；CN202544280U)采用發(fā)泡法制備了建筑墻體保溫隔熱、隔音 的泡沫陶瓷板，所采用的發(fā)泡劑為活性鉛粉和鹽酸，陶瓷體的原材料為粉煤灰、玻璃粉、赤 泥等。陳巨喬等人的專利《吸聲用泡沫陶瓷材料及其制造方法》（專利號；CN1272472)將水 泥及固體顆粒與水混合成漿料，然后用海綿浸潰，最后干燥固化制得泡沫陶瓷。河崎秀尚等 人的專利《陶瓷吸聲材料》（專利號；CN1296933)將耐火粘±與可燃性成孔材料，如煤粉、銀 末粉等混合制成逐體，然后高溫?zé)芍频门菽沾伞?br>[0004]本發(fā)明所采用的原材料和方法區(qū)別于W往的專利，具有原料價格低廉、工藝簡單、 成孔材料可反復(fù)回收利用和節(jié)能環(huán)保等特點。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種資源節(jié)約型多孔陶瓷的制備方法，W解決目前建筑保溫 材料和化工催化劑載體等領(lǐng)域所用材料成本高、工藝流程復(fù)雜和能耗大等問題。
[0006] 為達到此目的，本發(fā)明利用陶瓷和無機鹽粉體為原料采用混和燒結(jié)方法，包括球 磨、過篩、混和、成型、干燥、燒成、冷卻和純化過程，具體如下：
[0007] (1)球磨；將陶瓷材料和無機鹽分別球磨1-化，球磨機轉(zhuǎn)速為5-5化/min。
[0008] (2)過篩；將球磨后的陶瓷材料通過標準篩100-800目制得粉料A;將球磨后的無 機鹽通過標準篩50-600目制得粉料B。
[0009] (3)混和；將30-85%的粉料A與70-15%粉料B在捏合機中混和5-30min，并外加 混合料質(zhì)量分數(shù)為0. 01-20%的水，充分混和均勻制得含水粉料C。
[0010] (4)成型；將粉料C按照設(shè)計的形狀和尺寸在成型機中壓制成塊狀D，成型壓力 5-20MPa，保壓時間為5-lOOs。
[0011] (5)干燥；將壓制成型后的材料放入60-12(TC的烘箱中干燥10-120min，去除水 分。
[0012] 做燒成；將干燥后的塊狀樣品D放置在液體可W滲透的網(wǎng)狀不鎊鋼隔板或 其它多孔抗腐隔板上，然后放入加熱爐中，根據(jù)制備需要在空氣或惰性氣體氛圍下，W 0. 5-1CTC/min的升溫速率加熱到所需燒成溫度并在燒成溫度恒溫10-180min，燒成過程中 流出的無機鹽可回收利用。
[001引 （7)冷卻；燒成后的樣品W0. 5-1CTC/min的降溫速率冷卻，制得所述的多孔陶瓷。
[0014] (8)純化；將冷卻后的多孔陶瓷通過高于烙鹽分解溫度下熱處理或者通過水浸方 法去除殘留烙鹽。
[0015] 優(yōu)選的，所述的無機鹽粉體為高溫烙融鹽，包括NaN〇3、KN03、化C1、KC1、Na2S〇4、 K2SO4等或其混合鹽。
[0016] 優(yōu)選的，所述的陶瓷材料應(yīng)與無機鹽化學(xué)相容（即在燒結(jié)溫度下無化學(xué)反應(yīng)），包 括二氧化娃、氧化鉛、氧化鉛、氧化鎮(zhèn)、碳化娃、氮化娃、娃藻±和高嶺±等。
[0017] 優(yōu)選的，所述的燒成溫度高于陶瓷材料燒結(jié)溫度和烙鹽烙點，但低于烙鹽的分解 溫度。
[001引優(yōu)選的，所述的燒成過程包括無機鹽回收過程，即在樣品燒成期間，多孔隔板下方 放置抗烙鹽腐蝕容器，W盛放高溫時烙融流出的液態(tài)無機鹽，回收后繼續(xù)用于多孔陶瓷的 制備。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是，制備工藝流程簡單，高溫?zé)珊罅鞒龅臒o機鹽可回收再利 用；所制備的多孔陶瓷具有孔徑分布均勻，孔隙率高于50-90%，機械強度高，抗壓強度高 于5-20MPa，性能穩(wěn)定，是一種性價比較高的多孔陶瓷。
【附圖說明】：
[0020] 圖1為一種資源節(jié)約型多孔陶瓷的制備方法流程圖。
[002。 圖2為燒成后的NaN03/Si02多孔陶瓷的透射電鏡圖。
【具體實施方式】：
[0022] W下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細描述。
[0023] 實施實例1 ;
[0024] 根據(jù)圖1所示的資源節(jié)約型多孔陶瓷的制備方法流程圖，取二氧化娃（工業(yè)級， 純度> 98% )600g