技术领域
本发明属于蜂窝陶瓷技术领域,具体涉及一种高湿坯强度蜂窝陶瓷的制备方法。
背景技术：
蜂窝陶瓷由于具有比表面积大，热容量大，热膨胀系数小，耐高温烟气冲刷，耐热震等优点，广泛用于制备蓄热体、催化剂及其载体以及陶瓷膜载体。特别是在蓄热式燃烧技术领域，蓄热式蜂窝陶瓷在各种类型的工业窑炉上应用广泛。
在蜂窝陶瓷的生产过程中，蜂窝陶瓷的原料组成决定蜂窝陶瓷的性能，其中结合剂的选择直接影响蜂窝陶瓷生产中坯体的强度，关系蜂窝陶瓷生产工艺简易。目前在蜂窝陶瓷蓄热体的生产过程中，由于湿坯强度较低，在挤出成型阶段难以支持产品的自重，从而限制了大尺寸的陶瓷蜂窝的制备;此外由于强度较低，搬运过程中容易出现湿坯的破裂或变形，导致成品率降低，这也是蜂窝陶瓷行业需要解决的问题。
技术实现要素：
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种生产工艺简单、价格便宜和环境友好的高湿坯强度蜂窝陶瓷的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种高湿坯强度蜂窝陶瓷的制备方法，其特征在于：其制备包括以下步骤：
（1）蜂窝陶瓷粉体的制备;
（2）混合练泥
在粉体中加入3-6wt%木质素和3-6wt%聚氧化乙烯继续混合搅拌0.5h，接着在捏合机加入10~20wt%的水和2-5wt%的桐油捏合成泥料，将泥料在挤出机中练泥，制成密实的泥块，将泥块陈腐12-24小时；
（3） 挤出成型
将泥块在挤出机中挤出制成所需规格的蜂窝陶瓷湿坯；
（4）干燥
将湿坯在90℃的热风环境中干燥12h；
（5） 烧成
在上述湿坯干燥后，切割成规定尺寸，在1000-1400℃烧结2h。
如上所述一种高湿坯强度蜂窝陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）蜂窝陶瓷粉体的制备为将10-60 wt%的莫来石，10-40 wt%的堇青石，2-20 wt%的刚玉，1-20 wt%的粘土混合搅拌1-3h。
如上所述一种高湿坯强度蜂窝陶瓷的制备方法，其特征在于：所述木质素为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙，以及两者的组合。
如上所述一种高湿坯强度蜂窝陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中泥块陈腐温度为5-30℃，相对湿度为50-90%。
本发明具有如下优点：
（1）木质素磺酸钠、木质素磺酸钙为多分散性的不均匀阴离子聚电解质，吸附有其含有的金属离子，在高温下生成的低熔相可以降低蜂窝陶瓷的烧结温度，降低生产成本，节约能源。
（2）本发明木将质素磺酸钠、木质素磺酸钙直接用于蜂窝陶瓷的制备，不用对其处理加工，使生产工艺简单，反应易控制。
（3）以木质素磺酸钠、木质素磺酸钙具有减结合剂应用于蜂窝陶瓷，能显著改善操作性能，并有减水、增强、防止龟裂等良好效果，其固化后复杂的三维网络互穿结构可以提高蜂窝陶瓷坯体强度，并且木质素磺酸钠、木质素磺酸钙中含有大量羟基，能与聚氧化乙烯中的羟基之间形成氢键，与聚氧化乙烯实现相容共混，增强坯体结合力，提高坯体强度：挤出湿坯耐压强度为0.3~1.01MPa，使其可以支撑自生重量用于大尺寸的陶瓷蜂窝的制备，并且减少运输过程中发生变形和破裂的情况，有助于生产工艺流程顺利进行。
（4）本发明木质素磺酸钠、木质素磺酸钙来源于纸浆废液，价格便宜，以其为原料制备蜂窝陶瓷不仅降低了原材料的成本，且同时对纸浆废液进行了利用，减少了环境污染。
因此，本发明使用木质素作为结合剂能提高湿坯强度，降低蜂窝陶瓷的烧结温度，并且生产工艺简单，价格便宜和环境友好。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式，对本发明做进一步的描述，并非对本发明保护范围的限制。
实施例1
将60 wt%的莫来石，20 wt%的堇青石，10 wt%的刚玉，10 wt%的粘土混合搅拌3h得到蜂窝陶瓷粉体，加入3wt%木质素磺酸钙和1wt%的聚氧化乙烯，继续混合搅拌0.5h，在捏合机加入10wt%的水和5wt%的桐油捏合成泥料；将泥料在挤出机中练泥，制成密实的泥块；将泥料在30℃相对湿度为90%的环境中陈腐24小时后，由挤出机制成所需规格的蜂窝陶瓷；湿坯强度为0.6Mpa，蜂窝陶瓷在90℃的热风环境中干燥12h后强度为1.7MPa，在1400℃烧结2h得到成品强度为35MPa。
实施例2
将50 wt%的莫来石，30 wt%的堇青石，10 wt%的刚玉，10 wt%的粘土混合搅拌1h得到蜂窝陶瓷粉体，加入4wt%木质素磺酸钠和1wt%的聚氧化乙烯,继续混合搅拌0.5h，在捏合机加入16wt%的水和5wt%的桐油捏合成泥料；将泥料在挤出机中练泥，制成密实的泥块；将泥料在30℃相对湿度为90%的环境中陈腐24小时后，由挤出机制成所需规格的蜂窝陶瓷；湿坯强度为0.48Mpa，蜂窝陶瓷在90℃的热风环境中干燥12h后强度为1.65MPa，在1250℃烧结2h得到成品强度为27.6MPa。
实施例3
将50 wt%的莫来石，20 wt%的堇青石，10 wt%的刚玉，20 wt%的粘土混合搅拌2h得到蜂窝陶瓷粉体，加入4wt%木质素磺酸钙和1wt%的聚氧化乙烯,继续混合搅拌0.5h，在捏合机加入18wt%的水和3wt%的桐油捏合成泥料；将泥料在挤出机中练泥，制成密实的泥块；将泥料在30℃相对湿度为80%的环境中陈腐24小时后，由挤出机制成所需规格的蜂窝陶瓷；湿坯强度为0.92Mpa，蜂窝陶瓷在90℃的热风环境中干燥12h后强度为2.57MPa，在1100℃烧结2h得到成品强度为42.7MPa。
实施例4
将60 wt%的莫来石，10 wt%的堇青石，20 wt%的刚玉，10 wt%的粘土混合搅拌2h得到蜂窝陶瓷粉体，加入3wt%木质素磺酸钙和1wt%的聚氧化乙烯,继续混合搅拌0.5h，在捏合机加入10wt%的水和5wt%的桐油捏合成泥料；将泥料在挤出机中练泥，制成密实的泥块；将泥料在30℃相对湿度为70%的环境中陈腐24小时后，由挤出机制成所需规格的蜂窝陶瓷；湿坯强度为0.38Mpa，蜂窝陶瓷在90℃的热风环境中干燥12h后强度为2.7MPa，在1300℃烧结2h得到成品强度为25.6MPa。
实施例5
将60 wt%的莫来石，20 wt%的堇青石，10 wt%的刚玉，10 wt%的粘土混合搅拌2h得到蜂窝陶瓷粉体，加入3wt%木质素磺酸钙和2wt%的聚氧化乙烯,继续混合0.5h，在捏合机加入13wt%的水和5wt%的桐油捏合成泥料；将泥料在挤出机中练泥，制成密实的泥块；将泥料在30℃相对湿度为90%的环境中陈腐24小时后，由挤出机制成所需规格的蜂窝陶瓷；湿坯强度为0.35Mpa，蜂窝陶瓷在90℃的热风环境中干燥12h后强度为1.83MPa，在1200℃烧结2h得到成品强度为25.4MPa。
实施例6
将40 wt%的莫来石，40 wt%的堇青石，10 wt%的刚玉，10 wt%的粘土混合搅拌2h得到蜂窝陶瓷粉体，加入2wt%的木质素磺酸钠和1.5%的木质素磺酸钙以及和1wt%的聚氧化乙烯继续混合搅拌0.5h，在捏合机加入15wt%的水和5wt%的桐油捏合成泥料；将泥料在挤出机中练泥，制成密实的泥块；将泥料在30℃相对湿度为90%的环境中陈腐24小时后，由挤出机制成所需规格的蜂窝陶瓷；湿坯强度为0.68Mpa，蜂窝陶瓷在90℃的热风环境中干燥12h后强度为1.74MPa，在1100℃烧结2h得到成品强度为37.6MPa。