一种制备木材陶瓷的方法
【专利摘要】本发明一种制备木材陶瓷的方法，包括以下步骤：a、原材料的准备；b、混合干燥；c、初步成型；d、炭化成型：将去杂干燥的坯体在惰性气氛下高温炭化，首先将温度升至150℃，保温30min，压力为15MPa，然后依次将温度升至250℃、600℃、800℃、1000℃、1200℃、1600℃，每个温度点保温50min，最后减压降温至室温即可得到成品。本方法制备的木材陶瓷具有质轻、多孔性、比强度高、高比表面积、良好的电学 磁学性能、抗热冲击强、耐磨、耐腐蚀、膨胀系数小等优异性能，同时，本制备方法，工艺简单，成品率高，降低了废品率既而降低了生产成本。
【专利说明】一种制备木材陶瓷的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑材料领域，具体为一种制备木材陶瓷的方法。
【背景技术】
[0002]随着环境问题越来越受到人们的重视，对新材料的需求也越来越大，开发利用固体废弃物和可再生的生物质资源对于保护环境显得尤为重要。木材是一种可以循环利用的自然资源，以木材为原料制备陶瓷已经发展为一个重要的研究方向。而木材陶瓷就是将木材或其它木质材料经树脂浸溃后，在高温下炭化而得到的一种多孔碳素材料，它是木材学和材料学两个学科的内容交叉研究的成果，它既是环保材料、功能材料、又是结构材料。由于木质陶瓷本身结构上的特殊性，使其具有良好的力学特性、热特性、电磁特性和摩擦学特性，经加工后有望替代传统陶瓷，可潜在用作电极、发热体、电机炭刷、刹车衬里、耐腐蚀材料、绝热材料、过滤材料等，具有广阔的开发应用前景，是某些不可再生材料的理想替代品。木材陶瓷是近年来开始研究的一种新型环境材料，广义的木材陶瓷泛指木材无机非金属复合材料。
[0003]而目前，在木材陶瓷生产过程中，制备工艺比较复杂，产品质地不均匀，废品率高，导致成本增加，而且得到的木材陶瓷的脆性大、韧性低，且烧结过程中由于材料的收缩易出现变形与开裂。
[0004]因此，针对上述问题，本发明提出了一种新的技术方案。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种工艺简单，成品率高，质量好的制备木材陶瓷的方法。
[0006]本发明是通过以下技术方案来实现的:
一种制备木材陶瓷的方法，包括以下步骤:
a、原材料的准备:将制备所需的碳粉、碳化硅粉、酚醛树脂和助剂按比例准备；
b、混合干燥:将准备好的碳粉和碳化硅粉加入酚醛树脂内，然后依次加入助剂，搅拌均匀后在50~80°C的温度下干燥40~60min ；
C、初步成型:将干燥好的混合原料在温度为80~120°C、压强控制在6~8MPa的条件下热压l~2h，成型得到坯体，然后通过20~25%的盐酸清洗表面的杂质，去杂后用蒸馏水洗涤，最后在常温下干燥；
d、炭化成型:将去杂干燥的坯体在惰性气氛下高温炭化，首先将温度升至150°C，保温20~40min,压力为 10~20MPa，然后依次将温度升至 250°C >600°C >800 °C、1000°C、1200°C、1600 °C,每个温度点保温40~60min，最后减压降温至室温即可得到成品。
[0007]进一步地，所述助剂包括固化剂、分散剂、稳定剂和抗氧剂。
[0008]进一步地，所述碳粉、碳化硅粉、酚醛树脂和助剂的质量比为:15:10:20:0.5。
[0009]进一步地，所述固化剂、分散剂、稳定剂和抗氧剂占助剂的比例为:1:0.6:0.8:0.5。
[0010]进一步地，在步骤d中，在升温过程中升温速率为3°C /min，在降温过程中降温速率为 5°C /min。
[0011]本发明的有益效果是:本方法制备的木材陶瓷具有质轻、多孔性、比强度高、高比表面积、良好的电学磁学性能、抗热冲击强、耐磨、耐腐蚀、膨胀系数小等优异性能，同时，本制备方法，工艺简单，成品率高，降低了废品率既而降低了生产成本。
【具体实施方式】
[0012]一种制备木材陶瓷的方法，包括以下步骤:a、原材料的准备:将制备所需的碳粉、碳化硅粉、酚醛树脂和助剂按比例准备山、混合干燥:将准备好的碳粉和碳化硅粉加入酚醛树脂内，然后依次加入助剂，搅拌均匀后在60°C的温度下干燥50min ;c、初步成型:将干燥好的混合原料在温度为80°C、压强控制在7MPa的条件下热压1.5h，成型得到坯体，然后通过22%的盐酸清洗表面的杂质，去杂后用蒸馏水洗涤，最后在常温下干燥；d、炭化成型:将去杂干燥的坯体在惰性气氛下高温炭化，首先将温度升至150°C，保温30min，压力为15MPa，然后依次将温度升至250°C、600°C、800°C、1000°C、1200°C、1600°C，每个温度点保温50min，最后减压降温至室温即可得到成品。助剂包括固化剂、分散剂、稳定剂和抗氧剂，碳粉、碳化硅粉、酚醛树脂和助剂的质量比为:15:10:20:0.5，固化剂、分散剂、稳定剂和抗氧剂占助剂的比例为:1:0.6:0.8:0.5，在步骤d中，在升温过程中升温速率为3°C/min，在降温过程中降温速率为5°C /min。
[0013]本方法制备的木材陶瓷具有质轻、多孔性、比强度高、高比表面积、良好的电学磁学性能、抗热冲击强、耐磨、耐腐蚀、膨胀系数小等优异性能，同时，本制备方法，工艺简单，成品率高，降低了废品率既而降低了生产成本。
【权利要求】
1.一种制备木材陶瓷的方法，其特征在于:包括以下步骤: a、原材料的准备:将制备所需的碳粉、碳化硅粉、酚醛树脂和助剂按比例准备； b、混合干燥:将准备好的碳粉和碳化硅粉加入酚醛树脂内，然后依次加入助剂，搅拌均匀后在50~80°C的温度下干燥40~60min ； c、初步成型:将干燥好的混合原料在温度为80~120°C、压强控制在6~8MPa的条件下热压l~2h，成型得到坯体，然后通过20~25%的盐酸清洗表面的杂质，去杂后用蒸馏水洗涤，最后在常温下干燥； d、炭化成型:将去杂干燥的坯体在惰性气氛下高温炭化，首先将温度升至150°C，保温20~40min,压力为 10~20MPa，然后依次将温度升至 250°C、600°C、800 °C、1000°C、1200°C、1600°C，每个温度点保温40~60min，最后减压降温至室温即可得到成品。
2.根据权利要求1所述一种制备木材陶瓷的方法，其特征在于:所述助剂包括固化剂、分散剂、稳定剂和抗氧剂。
3.根据权利要求1所述一种制备木材陶瓷的方法，其特征在于:所述碳粉、碳化硅粉、酚醛树脂和助剂的质量比为:15:10:20:0.5。
4.根据权利要求1所述一种制备木材陶瓷的方法，其特征在于:所述固化剂、分散剂、稳定剂和抗氧剂占助剂的比例为:1:0.6:0.8:0.5。
5.根据权利要求1所述一种制备木材陶瓷的方法，其特征在于:在步骤d中，在升温过程中升温速率为3°C /min，在降温过程中降温速率为5°C /min。
【文档编号】C04B35/622GK104496475SQ201410694098
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】不公告发明人 申请人:太仓顺如成建筑材料有限公司