一种获得多孔陶瓷的方法

专利名称：一种获得多孔陶瓷的方法
技术领域：
本发明涉及一种获得多孔陶瓷的方法和由其获得的多孔陶瓷。
背景技术：
多孔陶瓷是以低密度(理论密度的5％-50％)为特征的已知产品。它们可以由大多数陶瓷粉末组成，尤其是氧化铝、碳化硅等等。
现有技术中已存在有一些生产多孔泡沫陶瓷的方法。
其中，最简单的方法为包括向用来压制的陶瓷浆料或者混合物中添加造孔剂。成形和然后经历焙烧周期来烧掉造孔剂。一旦烧掉造孔剂就留下气孔。例如，在欧洲专利号EP-B1-01140731中描述了该方法。它具有由于造孔剂的高温分解导致有气体(可能是有毒的气体)释放的缺点。此外，这种方法难于制造厚片，因为它难于释放气体(气体必须能够被均匀排出)。
另一种方法是通过复制高分子泡沫材料，例如聚氨基甲酸乙脂。用陶瓷浆料包覆泡沫材料。然后经焙烧来烧掉聚氨基甲酸乙脂泡沫材料和烧结结构效法开始的聚氨基甲酸乙脂泡沫材料的泡沫陶瓷。例如，在美国专利US-A-4024212中描述了该方法。但是该方法出现了一些与气体释放有关的困难(在烧掉聚氨基甲酸乙脂的过程中，释放出了含有C-N键的有害气体)。此外，该方法也难于生产具有小于200μm(微米)尺寸气孔的部件。
另一种可替代使用的方法是通过陶瓷浆料的不同添加物之间的化学反应形成气体从而产生气孔。例如，在US-A-5643512或者US-A-5705448中描述了该方法。该方法也同样地出现了与气体释放有关的问题。此外，该方法还必须与泡沫材料固结技术相结合来使用。
还有的一种方法是通过搅拌将气体机械地引入到浆料中。同样，该方法也必须与泡沫材料固结技术相结合来使用。
可以使用现有的用于固结泡沫材料的几个可供选用的其它技术来进行上述的两个方法。
第一个解决方案包括将可聚合的单体与陶瓷浆料混合。在设定的工艺条件下，单体聚合导致泡沫材料固结。例如，在EP-B1-0759020中描述了该方法。可是，由于可供使用的单体的高成本和关于控制聚合条件的问题等原因，阻止了该方法在工业上的大规模应用。
第二个解决方案是交联陶瓷浆料中的聚合物。如同上述方法一样，所述的交联导致泡沫材料固结。例如，在EP-A-0330963中描述了该方法。可是，由于可供使用的交联剂的高成本和关于控制交联条件的问题等原因，阻止了该方法在工业上的大规模应用。
在EP-A1-1329439中描述了制备多孔陶瓷更新的方法，该方法包括下面的步骤1)制备陶瓷粉末在分散剂中的悬浮液；2)制备包含术语也为“水状胶质”的生物胶的溶液，并且保持温度高于溶液的胶凝温度；3)混合所述的悬浮液和所述的溶液，添加发泡剂来得到泡沫材料，并且将温度保持足够高以阻止生物胶的胶凝；4)将泡沫材料浇注到模子里；5)冷却直到生物胶胶凝；6)干燥、煅烧和烧结获得的泡沫材料。
使用生物胶来固结泡沫材料可以避免上面提到的毒性问题。但是，结果是如果浇注到模子里的泡沫材料厚度大于60mm(毫米)，则泡沫材料将不具有均匀的结构。此外，在该方法中，在最后的混合物中的含水量较大(按重量计为45％-50％)，这会给干燥带来困难，特别是对于大尺寸的部件。因而，不可能制备大尺寸的具有均匀结构的多孔陶瓷部件。
因而，现有技术中存在有制备具有60mm或者更大尺寸的均匀密度的多孔泡沫陶瓷的方法的需要。

发明内容
为此目的，本发明提出了包含下面连续步骤的制备多孔陶瓷部件的方法a) 在高于所述的胶凝剂的胶凝温度的混合温度下，制备包含悬浮中的陶瓷粉末、至少一种胶凝剂和至少一种发泡剂的混合物M，；
b)在高于所述的胶凝温度下，剪切所述的混合物M来得到泡沫材料；c)通过冷却所述的混合物M至低于所述胶凝剂的胶凝温度的温度胶凝所述的泡沫材料；和d)干燥所述的胶凝的泡沫材料来获得预成型体。
根据本发明，将稳定剂加入到混合物M，该剂具有以Pa.s(帕斯卡.秒)为单位的即时粘度，当所述的稳定剂的剪切速率从100每秒(s-1)减小到0时其以至少增加十倍。
发明人注意到当进行EP-A1-1329439的方法时出现泡沫材料沉降在剪切步骤的结束和胶凝的开始之间的关键时期。在那期间，胶凝剂对大于60mm厚度的自重下倒塌的泡沫材料的结构稳定没有实质的贡献。发明人曾已经确定了沉降的原因，并建议，根据发明，将稳定剂添加到混合物。选择的稳定剂能在在混合物的剪切一旦停止后，极大地提高混合物的粘度，以将泡沫材料硬化到足以阻止它倒塌直到胶凝剂胶凝和能够发挥胶凝剂的稳定功能的能力。从而，实现了由具有60mm或者更大尺寸和/或具有复杂形状(圆锥体、空心圆筒、半球等等)的、且具有均匀的密度的多孔泡沫陶瓷来制备各部件。
在步骤d)之后，本发明的方法可以包括烧结所述的预成型体来获得多孔泡沫陶瓷的附加的步骤e)。优选地，选择烧结温度和所有使用的有机组分，以便将所有所述的有机组分在烧结期间烧掉。
优选地，本发明的方法还具有一个或者更多下面的任选特征所述的稳定剂的即时粘度(Pa.s)当所述的稳定剂的剪切速率从100s-1减小到0时以至少提高一百倍。有利地，对泡沫材料稳定性的作用增强，其允许制备具有大于90mm厚度的多孔部件；与所述的稳定剂的剪切速率有关的所述稳定剂的粘度变化实质上是可逆的。因此，当混合物M的剪切速率提高时，稳定剂对混合物粘度的影响减小，并甚至变得可以忽略不计。有利的是，稳定剂的存在不会因此而导致能量需求的较大增加。
在步骤a)中，所述的混合物M由陶瓷浆料A、含有至少一种胶凝剂和稳定剂的预混合物B和含有至少一种发泡剂的预混合物C来制备；选择所述的稳定剂以使在步骤c)的结束时，在20℃下，所述的泡沫材料的粘度大于1000Pa.s。优选地，所述的稳定剂是水状胶质，优选植物成因的，更优选选自由黄原胶和角叉菜胶或它们的混合物形成的组。优选的稳定剂是黄原胶。有利的是植物成因的水状胶质在预成型体的高温焙烧处理阶段被除去，从而可制备得到高纯度的烧结部件；在所述的混合物M中的所述的稳定剂的量以重量计在0.05％-5％范围内，优选以重量计在0.1％-1％范围内；所述的混合物M具有，以重量百分比计，小于40％的水含量，优选小于30％的水含量；所述的胶凝剂是在起泡沫之后能够热可逆地胶凝所述组分的动物或者植物成因的水状胶质。优选地，所述的胶凝剂是明胶。有利的是，在预成型体的烧结步骤期间除去胶凝剂，这样可以生产出高纯度的烧结部件。更优选地，在混合物M中胶凝剂的量以重量计在1％-10％范围内，优选在1％-6％范围内。
在步骤a)中，优选将增塑剂以按重量计在所述胶凝剂的量乘以0.25-1范围内的量添加到混合物M中，也就是说，增塑剂，按重量计，以0.25-1倍于所述胶凝剂的量添加到混合物M中。还优选地，选择增塑剂以便使它在高于在步骤a)中用于使陶瓷粉末悬浮的液体的蒸发温度的温度下烧掉，所述的液体通常为水。
本发明还有关于通过本发明的方法获得的多孔陶瓷。所述的陶瓷在烧结后具有构成所述的泡沫的材料的理论密度的8％-50％范围内的密度，例如总气孔率在50％-92％范围内。
优选地，所述的多孔陶瓷还具有一个或者多个下面的特征所述泡沫材料的蜂窝状气孔的尺寸在10μm和2000μm之间；在数目上大于15％的蜂窝状气孔尺寸大于300μm；在数目上少于10％的蜂窝状气孔尺寸小于10μm，20％-85％的蜂窝状气孔具有小于300μm的尺寸和4％-40％的蜂窝状气孔具有大于450μm的尺寸，百分比是数量百分比；所述的多孔泡沫陶瓷在其表面上每dm2[平方分米]具有少于1500，优选少于1000，更优选少于700蜂窝状气孔；所述的多孔泡沫陶瓷具有大于60mm的厚度。
最后，本发明提供了通过本发明的方法制造的多孔陶瓷的多个如下用途，诸如提供了用于热绝缘，特别是在熔炉中(尤其当泡沫材料由氧化铝或者氧化锆形成，优选由公知具有低热辐射的氧化锆形成时)、用于催化作用支持、用于热气体或者液体的过滤(特别是当泡沫材料由堇青石或者碳化硅形成时)作为煤气灶中扩散器(允许燃烧需要的空气/气体混合物通过的加热部件)，或者作为火焰检验(依靠它的小尺寸停止火焰的安全装置)，在日光容量接收器中、在夹层结构产品中(特别用于隔音)或者作为柔性密封。


本发明的其它特征和优点从下面的描述和附图变得明显，其中图1-4显示了从使用根据本发明的方法制备的烧结部件的表面获取的10mm-20mm的样品在不同放大率的扫描电子显微镜下的图像；图5和6是显示不同的预混合物B的流变特性的曲线图。
具体实施例方式
在不同的图中，相同的附图标记用来表示相同的或者类似的特征。
气孔的最大尺寸被称为“孔径尺寸”。在本发明的产品中，气孔具有准球形形状因此尺寸是直径。通过分析烧结泡沫材料的表面图像测量该孔径尺寸。
在这个制备方法的第一个步骤a)中，优选在水中制备了含有悬浮态的陶瓷粉末、至少一种胶凝剂、至少一种发泡剂和根据本发明至少一种稳定剂的混合物。
优选地，遵循下面的步骤。
首先，制备以下物质浆料A，使用常规方法在水中分散陶瓷粉末和分散剂；预混合物B，通过在高于胶凝剂的胶凝温度的温度下将胶凝剂和稳定剂溶解在水中；预混合物C，通过在水中溶解发泡剂。
浆料A中陶瓷粉末的重量百分比优选为浆料A重量的50％-90％的范围内，更优选为浆料A重量的70％-85％的范围内。优选地，混合物M含有50％-80％，优选含有60％-70％按重量计的陶瓷颗粒。
选择例如聚丙烯酸酯的分散剂以在混合温度有效。
胶凝剂优选在发泡之后能够热可逆地胶凝所述组分的动物或者植物成因的水状胶质，例如明胶、角叉菜胶或者它们的混合物。
只要稳定剂具有当剪切速率从100s-1减少到0时粘度至少增加十倍的性质，即可以使用具有该特性的任何稳定剂。优选地，选择稳定剂使得混合物M的粘度在剪切期间仅由于它的并入这种混合物而增加。
其优势在于，这样可以使用现有技术中采用的混合剂同时不会增加混合物中水含量。
优选地，选择稳定剂以便它是可逆的。还优选地，选择稳定剂和胶凝剂以便胶凝的泡沫材料的粘度大于或者等于从与混合物M一样但是不含有稳定剂的混合物获得的胶凝泡沫材料的粘度；和步骤b)和c)之间(在胶凝之前和发泡操作完成之后)获得的泡沫材料的粘度大于或者等于从与混合物M一样但是不含有胶凝剂的混合物获得的胶凝泡沫材料的粘度。
优选地，选择稳定剂和胶凝剂使得它们基本上对彼此没有影响。明胶一方面和黄原胶和/或角叉菜胶优选黄原胶的结合是特别优选的。
黄原胶和角叉菜胶是自然胶凝剂，也就是说，具有可逆的网络组织，其通过自然的交互作用(结晶化、螺旋形成、玻璃化等等)形成键。例如，黄原胶分子形成与其它分子相互作用的单个、双重或者三重螺旋以形成复杂网络。在水溶液中，以弱键形成聚合。所述的聚合可以通过剪切分离。
优选地，将至少一种增塑剂，优选在制备混合物M的温度下是液态形式，优选多元醇，更优选甘油添加到预混合物B中。选择与胶凝剂具有好的兼容性的增塑剂，也就是说具有保持在混合物M中并从而抵抗移动和融解、不产生相分离的能力。优选地，增塑剂的量在胶凝剂的量乘以0.25-1的范围内。
优选地将优选为肥皂的发泡剂以所述预混合物的重量的55％-75％的比例添加到预混合物C中。再优选确定发泡剂的量使其在混合物M中的量在1％-3％重量百分比的范围内。
混合物M还可以含有一种或者多种在陶瓷中使用的普通的热塑性粘结剂。
然后通过机械搅拌将浆料A和预混合物C加入到预混合物B中并，将温度，术语称为“混合温度”保持在高于胶凝剂的胶凝温度。优选地，在制备它们之后将预混合物A、B和C立即混合以形成混合物M。稳定剂产生具有在使用的温度范围内稳定的粘度的含水溶剂。
预混合物B的PH可以是酸性的、碱性的或者中性的，并且优选选择该PH值以允许和预混合物A好的分散性。
在步骤b)中，剪切混合物M以使它发泡。剪切可由机械搅拌、吹入气体或者这两种技术的结合引起。当吹入气体时，优选使用配有经校对的小孔的膜。
在所述的步骤b)期间，如果稳定剂的粘度在剪切作用下可逆，剪切减小混合物的粘度。
在高于胶凝剂的胶凝温度的温度例如在混合温度下执行步骤b)。
在生成了泡沫陶瓷之后，然后停止剪切，选择性的将泡沫材料浇注到模子里。
因为剪切已经停止，因此稳定剂的存在立即增加了混合物的粘度。因此即使温度保持高于胶凝温度，稳定剂也可以使泡沫材料结构硬化。这样避免了在胶凝步骤前任何泡沫材料到它自身的沉降并且让制备具有大于60mm甚至大于80mm的稳定泡沫材料成为可能。
在步骤c)中，将泡沫材料冷却或者允许冷却到低于胶凝剂的胶凝温度，优选到环境温度(10-25℃)。胶凝步骤有利地产生足够刚性来被操作而不分解的胶凝泡沫材料。因此该方法非常适于工业使用。
然后在环境温度干燥胶凝泡沫材料并优选将其放置在100℃-120℃的温度的熔炉中来获得可以被烧结的预成型体。预成型体或者素坯可以有利的达到80mm厚，或者甚至150mm厚。接下来，在1300℃-1700℃煅烧预成型体。更精确地，然后在空气中在烧结温度煅烧预成型体，即1200℃-1500℃对堇青石和1400℃-1800℃(2300℃如果可能)对氧化铝、莫来石或者氧化锆、或者对碳化硅进行煅烧。
在放置在熔炉中之后和通过高温处理焙烧之前或者之后，可以将泡沫材料机械加工来获得具有期望尺寸的部件。
通过烧结预成型体获得的多孔陶瓷是具有开放、互相连接结构的泡沫材料。其优势在于具有烧结后密度在材料的理论密度(对氧化铝来说，等于4克/立方厘米)的8％-50％范围内，例如，也就是说50％-92％空隙率。可以从图1-4看出，蜂窝状孔径尺寸通常在10μm和2000μm之间。
泡沫材料具有通过窗12连接到其他邻近的单元的多个单元10。在多孔泡沫陶瓷表面的单元也具有一个或者多个向外部开放的开口16。术语“互相连接空隙率”被用来定义通过在单元间的相互连接窗12和通过表面单元的开口16产生的空隙率。
参考图5和6。
图5显示了通过实施例提供的三种预混合物B1、B2和B3的粘度变化。
B1含有87％水、7.4％甘油、4.8％聚乙烯醇和0.8％黄原胶。
B2含有77.3％水、6.5％甘油、4.2％聚乙烯醇和12％黄原胶。
B3含有76.7％水、6.5％甘油、4.2％聚乙烯醇和11.9％黄原胶。
在80℃制备所述的预混℃合物，然后在40℃保持3小时。然后测量作为它们的温度的函数的被允许保持不变的这些混合物的粘度，从45℃(接近于生产混合物M的温度)到10℃每分钟减少1℃。使用具有圆锥/盘状几何学(直径40mm，角度4o)在1Hz振荡具有0.01变形的Bohlin CVO120粘度计进行测量。测试A的结果如图5中所示。
图5显示了黄原胶单独(曲线B1)不能改变作为温度函数的混合物的粘度。因此，不像明胶(曲线B2)，黄原胶不是热可逆胶。因此，黄原胶显得不适于改变作为温度函数的陶瓷混合物的粘度。因此，尤其是，在泡沫陶瓷冷却期间显得不适于胶凝泡沫陶瓷。
图5也显示了黄原胶不能独自产生能够凝固泡沫陶瓷的高粘度。可是，明胶能够在环境温度(10℃-25℃)产生高于单独用黄原胶获得的粘度200到500倍之间的令人满意的粘度。
最后，图5显示了黄原胶的存在没有阻碍明胶的胶凝作用，在低于25℃的温度黄原胶的作用是可以忽略的。黄原胶和明胶的结合在低于25℃的温度基本上没有体现出技术效果，而因此仅显示增加制备成本。
在图6中，显示了作为速度梯度(或者“剪切速率”)函数的B1、B2和B3在45℃的即时粘度。为获得图6显示的结果，增加剪切速率，然后保持1分钟稳定，然后降低剪切速率。在45℃的温度下执行(接近于生产混合物M的温度)全部测试周期，测量粘度的变化。用具有圆锥/盘状几何学(直径40mm，角度4o)的Bohlin CVO120粘度计以旋转模式进行测量。
注意到在缺少黄原胶时，作为剪切速率函数的明胶的粘度不变或者几乎不变。可是，明胶和黄原胶的混合物的即时粘度，像单独黄原胶的粘度一样，当剪切速率增加时粘度减小非常充分，甚至对于低量的黄原胶来说，当剪切减小时粘度达到非常高的值。
发明人还已经展示了跟随温度或者剪切速率的变化，产品粘度的增加或者减小(明胶、黄原胶或者黄原胶和明胶的混合物)，在相同的温度和剪切条件下，分别导致通过剪切混合在所述产品中的难熔组分获得的泡沫材料的结构行为的提高或者降低。
可以从图6看出，在剪切步骤b)结束时，然后混合到混合物M中的明胶和黄原胶的混合物导致泡沫材料结构行为成比例地直接提高，大大优于明胶单独能够产生的提高。因此泡沫材料具有足够的刚性从而不会发生自身的倒塌。容易处理。最后，黄原胶和明胶的混合物的作用避免了能够导致产品不均匀和脆弱的更改结构(气泡的结合、陶瓷粉末的分离等等)。
可以从图5看出，然后逐渐地降低泡沫材料的温度，该过程进一步成比例增加了泡沫材料的结构强度，其大大地优于黄原胶单独能够产生的结构强度。然后泡沫材料被充分刚性化以能够在工业条件下操作而不会损坏。
因此明胶和黄原胶的作用是对于执行本发明的方法的完整补充，特别是对于具有大尺寸部件的制备。
提供了下面的非限制性的实施例来说明本发明。
在实施例中，使用的初始材料选自活性Al2O3或者含有大于99％的Al2O3的活性氧化铝的混合物，中值粒径从0.1μm到200μm；具有从0.1μm到200μm中值粒径的含有大于99％ZrO2的锆土；Synthron出售的基于聚丙烯酸铵的ProxBO3分散剂；Wesardt国际出售的GPAA0明胶；SKW生物系统制造和出售的satiaxaneTM CX90T黄原胶；Rhodia PPMC出售的具有低水解度(88mol％)的RHODOVIOL4/125聚乙烯醇；Moulet Peinture(Avignon，法国)出售的甘油；Zschimmer和Schwarz GmbH出售的Schaumungsmittel W53FL聚丙烯酸铵基分散剂；具有大约4μm中值粒径和含有54％的SiO2、29％的Al2O3、13％的MgO和少于2.5％的Fe2O3+TiO2的堇青石；具有大约9μm中值粒径和含有26％的SiO2、73％的Al2O3、13％的MgO和少于2.5％的Fe2O3+TiO2的莫来石；在下面所有的实施例中，分散剂是ProxBO3，发泡剂一直是W53FL，增塑剂是甘油，硬化剂是RHODOVIOL4/125。
通过分散陶瓷粉末和分散剂在水中制备浆料A。在实施例1到16和19中，陶瓷粉末是氧化铝(Al2O3)，在实施例17中陶瓷粉末是莫来石(Al2O3-SiO2)，在实施例18中陶瓷粉末是80％堇青石和20％莫来石的混合物，在实施例20中陶瓷粉末是80％氧化铝和20％氧化锆的混合物。
在55℃的水浴中通过将明胶GPAA0和可能的黄原胶、甘油和硬化剂溶解在水中制备预混合物B。
通过将三分之二(重量计)的发泡剂溶解在三分之一的水中制备预混合物C。
在55℃的水浴中将A和C加入到B并恒定机械搅拌20分钟。表1给出了没有陶瓷粉末的最终混合物M中组分A、B和C的比例。在小于25℃的环境温度将获得的泡沫材料浇注到模子里。除了实施例19的模子是80mm深(相同部分300mm×300mm)外，模子的尺寸是300mm×300mm×45mm。在环境温度干燥24小时然后用鼓风在35℃干燥24小时来得到预成型体。
然后在除了实施例1和2的其他实施例中将预成型体在空气中在1600℃烧结4小时，在实施例1和2中获得的预成型体太易碎而不经历烧结周期。
应该注意到在高温煅烧处理期间15％-20％左右的尺寸收缩实质上在各个方向一样。
获得的泡沫陶瓷的一些特征显示在表1和2中。
表1

1)由陶瓷粉末构成补充物。
在浇注之后，搅动或者操作(浇注到模子里)一停止就能观察到偶然的立即凝固。术语“凝固”表示浇注部件的高度没有减小和/或变化，依靠浇注部件的区域。在表中，“Y”表示观察到凝固和“N”表示浇注泡沫材料结构的变化在注模之后(没有凝固)。
最后，对于某些泡沫材料，在干燥部件中观察到存在几个裂缝。在表1中裂缝存在用“Y”表示，同时“N”表示没有观察到裂缝。这些裂缝主要位于部件的边缘并且长度为几mm到几cm(厘米)不等。这些裂缝无关紧要并能够通过机器加工除去。但是，它们也是让人烦恼的事情。
使用常规的几何方法测量密度和用克每立方厘米表示。
显示在表1中的结果证明了添加能够凝固通过机械发泡获得的结构的稳定剂的优点。因此获得了具有要求尺寸的均匀部件。
增塑剂能够制备更具有柔韧性的部件，在对其干燥时不会形成裂缝。此外，和优选地，如同这里应用的，增塑剂在远高于水蒸发温度的温度烧掉。因而，这种化合物在烧结期间即使通过干燥部件完成了它的任务，允许某种程度的湿气被保持在部件中并因此避免煅烧太快，煅烧太快会对最终产品产生“结皮层”影响。这种良好的作用在制造具有大尺寸部件过程中非常有益。
表2

例如在图1-4中，可以看到产品的空隙率，和在表2中所示特征中，显示了具有10μm到2000μm尺寸的蜂窝状气孔。
如上所述，从通过由窗联系在一起的陶瓷壁限定的交织单元形成结构。
令人惊奇的是，发明人注意到本发明的方法提供了具有特殊显微结构的泡沫材料。
首先，蜂窝状孔径尺寸以相对均匀的方式在10μm和2000μm之间分布；少于10％的蜂窝状气孔具有小于10μm的直径；20％-85％的蜂窝状气孔具有小于300μm的直径和4％-40％的蜂窝状气孔具有大于450μm的直径。
这些发明的泡沫材料与现有已知的泡沫材料不同之处在于具有非常宽范围的蜂窝状孔径尺寸、不存在主导孔径尺寸和每单位表面面积较少数量的蜂窝状孔径。通常，每dm2小于1500蜂窝状气孔。
此外，可以看到，当密度减小时，通过增加蜂窝状孔径的尺寸来增加空隙率，同时它们的数量减小。大于15％的蜂窝状气孔和有时至少30％的蜂窝状气孔具有大于300μm的直径。
可是，现在的泡沫陶瓷具有与密度有关的小变化的和通常对于90％的气孔小于300μm的孔径尺寸；因此密度的减小伴随气孔数量的增加。
因此可以采用本发明的新颖的制备方法来制备具有新的和提供几个优点的结构的泡沫陶瓷。
大的蜂窝状气孔的存在还可以生产具有非常低压降的产品，该产品在某些应用例如气体过滤中具有特别优势。
所述的泡沫材料的显著进步还在于该产品为纯化学产品。所述的纯度与使用的陶瓷起始材料的纯度相关，因为使用的所有的有机组分在煅烧期间通过高温处理被烧掉。
将这些产品与Saint-Gobain陶瓷出售的R134隔热耐火砖和Rath性能纤维出售的ALTRAKVS耐火纤维面板进行比较。实施例12和14的产品已经被体现出使用它们作为绝缘体的优点。
在表3中显示了结果。当受到2bar的压力时沉降温度相应于圆柱形样品的沉降2％的初始高度的温度。
表3


可以看到本发明的产品特别是那些具有接近于1密度的产品，具有足够的机械强度来组成结构部件，例如用于绝缘墙的传统耐火砖。
可以看到本发明的产品尤其是在高温下具有高于传统耐火砖和相同级别的耐火面板的绝缘能力。
本发明的产品的优势在于没有遇到某些纤维面板提到的卫生问题。
很明显，本发明不局限于说明性的和非限制性的实施例中描述的和显示的实施方式。
权利要求
1.一种制备多孔陶瓷部件的方法，包含下面的连续步骤a)在高于所述胶凝剂的胶凝温度的混合温度下，制备含有悬浮态的陶瓷粉末、至少一种胶凝剂和至少一种发泡剂的混合物M；b)在高于所述的胶凝温度的发泡温度下剪切所述的混合物M以获得发泡材料；c)通过冷却所述的混合物M到低于所述的胶凝剂的胶凝温度的温度，胶凝所述的发泡材料；d)干燥所述的胶凝发泡材料以获得预成型体；其中将稳定剂添加到所述的混合物M中，该稳定剂具有以Pa.s为单位的即时粘度，当所述的稳定剂的剪切速率从100s-1减小到0时所述粘度至少增加10倍。
2.根据权利要求所述1的方法，其特征在于，当稳定剂的剪切速率从100s-1减小到0时，所述以Pa.s为单位的稳定剂的即时粘度至少增加一百倍。
3.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，作为所述的稳定剂的剪切速率函数的所述稳定剂的粘度变化是可逆的。
4.根据前述任何权利要求之一所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，通过陶瓷浆料A、含有至少一种胶凝剂和稳定剂的预混合物B和含有至少一种发泡剂的预混合物C来制备所述的混合物M。
5.根据前述任何权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述的稳定剂选自由黄原胶和角叉菜胶或者它们的混合物组成的组。
6.根据前述任何权利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述的混合物M中的所述的稳定剂的量按重量计算在0.05％-5％的范围内。
7.根据前述任何权利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述的混合物M中的所述的稳定剂的量按重量计算在0.1％-1％的范围内。
8.根据前述任何权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述的混合物M的水含量的重量百分比少于40％。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的混合物M的水含量的重量百分比少于30％。
10.根据前述任何权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述的胶凝剂是在发泡之后能够热可逆地胶凝所述组分的动物或者植物成因的水状胶质。
11.根据前述任何权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述的胶凝剂是明胶。
12.根据前述任何权利要求之一所述的方法，其特征在于，在混合物M中的胶凝剂的量按重量计在1％-10％范围内，优选按重量计在1％-6％范围内。
13.根据前述任何权利要求之一所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，将按重量计以在将胶凝剂的量乘以0.25-1范围内的增塑剂添加到所述的混合物M中。
14.根据前述任何权利要求之一所述的方法，其特征在于，还包含烧结所述的预成型体的附加的步骤e)。
15.一种采用根据权利要求14所述的方法得到的多孔泡沫陶瓷，在煅烧后具有在组成所述的泡沫材料的理论密度的8％-50％范围内的密度。
16.根据权利要求15所述的多孔泡沫陶瓷，其特征在于，蜂窝状孔径尺寸在10μm-2000μm范围内。
17.根据权利要求15或者权利要求16所述的多孔泡沫陶瓷，其特征在于，大于15％数量的蜂窝状气孔具有大于300μm的直径。
18.根据权利要求15-17中任一所述的多孔泡沫陶瓷，其中少于10％的蜂窝状气孔尺寸小于10μm，20％-85％的蜂窝状气孔的尺寸小于300μm和4％-40％的蜂窝状气孔尺寸大于450μm，所述百分比是数量百分比。
19.一种根据权利要求15-18的任一其中之一所述的多孔泡沫陶瓷，其具有每dm2少于1500蜂窝状气孔的表面。
20.根据权利要求15-19的任意其中之一所述的多孔泡沫陶瓷的用途，用于热绝缘，特别是在熔炉中，用于催化作用支持，用于过滤热气体或者液体，在煤气灶中作为扩散器，或者作为火焰检验，用在日光容量接收器中、用在夹层结构产品中或者作为柔性密封。
全文摘要
一种制造多孔陶瓷部件的方法，包含下面的连续步骤a)在高于所述胶凝剂的胶凝温度的的混合温度下，制备含有悬浮态的陶瓷粉末、至少一种胶凝剂和至少一种发泡剂的混合物M；b)在高于所述的胶凝温度的发泡温度下剪切所述的混合物M以获得发泡材料；c)通过冷却所述的混合物M到低于所述的胶凝剂的胶凝温度的温度胶凝所述的发泡材料；d)干燥所述的胶凝发泡材料以获得预成型体。根据本发明，将稳定剂添加到所述的混合物M中，该稳定剂具有以Pa.s为单位的即时粘度，当所述的稳定剂的剪切速率从100s
文档编号C04B35/624GK101018750SQ200580025568
公开日2007年8月15日 申请日期2005年7月26日 优先权日2004年7月28日
发明者卡罗林·塔迪韦特, 伊曼纽尔·默西埃, 克里斯琴·希斯, 弗朗西斯莱恩·维莱莫科斯 申请人:圣戈班欧洲设计研究中心