专利名称：连续碳纤维增强磷酸盐基多孔陶瓷管的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种连续碳纤维增强磷酸盐基多孔陶瓷管的制备方法，属于无机复合材料技术领域。
背景技术：
多孔陶瓷是一类含有较多孔洞的无机材料，利用材料中孔洞结构与材质本身结合而具有的性质来达到所需要的各种功能，主要用于高温条件下固-液、气-固等流体的分离、净化等。多孔陶瓷不仅具有陶瓷基体的优良性能，而且还具有大量的气孔、高的比表面积、可以调节的孔径分布，配合基体材料的光、电、热、磁等物理性能和力学性能在化工、环保、能源、冶金、电子等领域作为过滤材料、催化剂载体、吸声材料、保温隔热材料、生物材料及红外燃烧器等得到了广泛的应用。
目前广泛应用的管状多孔陶瓷制品大部分是由传统方法制备的，其制备方法有挤压成型，颗粒堆积法，有机泡沫浸渍法，添加造孔剂等，表1列出了各种工艺的比较。
表1多孔陶瓷传统制备工艺表
权利要求
1.一种连续碳纤维增强磷酸盐基多孔陶瓷管的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)多孔管状纤维预制体的制备对二维连续编织碳纤维管经套装工艺制备出多孔管状纤维预制体；(2)浸渍料浆制备将磷酸盐胶粘剂、陶瓷填料和去离子水按照10 1 5 3 15 配置后，进行球磨，磷酸盐胶粘剂以ml计，陶瓷填料以g计，去离子水以ml计；(3)真空渗积、固化成型将步骤(1)制得的多孔管状纤维预制体置于步骤( 制备的浸渍料浆中，进行真空渗积后移至恒温干燥箱固化、脱模；(4)热处理将步骤(3)制得的材料装于耐高温密封容器中，在传统窑炉中常压下于 600 1000°C进行热处理制得。
2.根据权利要求1所述的连续碳纤维增强磷酸盐基多孔陶瓷管的制备方法，其特征在于步骤( 所述的磷酸盐胶粘剂为磷酸溶液和氢氧化铝按照P/A1摩尔比为1 3 1配置，于80 100°C加热搅拌制得。
3.根据权利要求1所述的连续碳纤维增强磷酸盐基多孔陶瓷管的制备方法，其特征在于步骤(2)所述的陶瓷填料为烧成温度1150 1250°C的日用陶瓷料、电瓷料或建筑卫生陶瓷料中的一种。
4.根据权利要求1所述的连续碳纤维增强磷酸盐基多孔陶瓷管的制备方法，其特征在于步骤O)所述的球磨时间2 6h，陶瓷填料与研磨介质玛瑙球的质量比为1 2 4。
5.根据权利要求1所述的连续碳纤维增强磷酸盐基多孔陶瓷管的制备方法，其特征在于步骤(3)所述的真空渗积工艺中真空度-0. 06 -0. IMPa，真空渗积时间20 60分钟， 固化温度120 160°C。
6.根据权利要求1所述的连续碳纤维增强磷酸盐基多孔陶瓷管的制备方法，其特征在于对步骤C3)真空渗积、固化成型的材料进行表面孔径调节，所述的表面孔径调节工艺如下制备涂膜料浆，将涂膜料浆喷涂在固化、脱模后的材料表面，于室温干燥，然后对材料表面进行处理。
7.根据权利要求6所述的连续碳纤维增强磷酸盐基多孔陶瓷管的制备方法，其特征在于所述的涂膜料浆的喷涂厚度为0. 15 0. 2mm。
8.根据权利要求6或7所述的连续碳纤维增强磷酸盐基多孔陶瓷管的制备方法，其特征在于所述的涂膜料浆为陶瓷填料、无水乙醇和造孔剂按照100 80 200 3 45进行配置，经球磨制得，陶瓷填料以g计，无水乙醇以ml计，造孔剂以g计，其中陶瓷填料为烧成温度1150 1250°C的日用陶瓷料、电瓷料或建筑卫生陶瓷料中的一种。
9.根据权利要求8所述的连续碳纤维增强磷酸盐基多孔陶瓷管的制备方法，其特征在于所述的球磨时间为10 30min，陶瓷填料和造孔剂的质量与研磨介质玛瑙球的质量比值为1 4 10。
10.权利要求8所述的连续碳纤维增强磷酸盐基多孔陶瓷管的制备方法，其特征在于所述的造孔剂为甲基纤维素、木碳粉或尿素中的一种。
全文摘要
本发明涉及一种连续碳纤维增强磷酸盐基多孔陶瓷管的制备方法，属于无机复合材料技术领域，包括多孔管纤维预制体的制备、浸渍浆料制备、真空渗积成型和热处理工艺。本发明利用磷酸盐的无机聚合、耐高温、低温固化及附着力强等优良特性，辅以陶瓷填料制备高性能浸渍料浆；以高强、高模、耐高温且稳定性好的碳纤维管作为增强体，通过对模具的优化设计及制造保护气氛环境在传统热处理设备中制备连续碳纤维增强磷酸盐多孔陶瓷管。本发明具有科学合理，易于实施，生产周期短，投资成本低等优势。同时利用本发明制备的多孔陶瓷管在保证高气孔率的前提下具有较高的力学性能，同时还具有良好的抗热震性能，1200℃～常温水反复10次无裂纹。
文档编号C04B38/00GK102503511SQ20111034281
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月3日 优先权日2011年11月3日
发明者周长灵, 宋涛, 张秀彩, 李伶, 王庆庆, 王重海, 翟萍, 董波, 陈达谦 申请人:中材高新材料股份有限公司, 山东工业陶瓷研究设计院有限公司