本发明涉及蜂窝陶瓷蓄热体制造领域，特别涉及一种耐侵蚀高岭土质蜂窝陶瓷蓄热体及其制备方法。
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，耐高温性能好，耐腐蚀性强等特点，广泛应用于蓄热体、催化剂及其载体、烟气过滤用陶瓷膜载体。特别是在蓄热式燃烧技术领域，蓄热式蜂窝陶瓷由于良好的蓄放热性能、高温性能和抗热冲击性能，在加热炉等工业窑炉上应用广泛。随着蓄热燃烧技术发展及直接还原炼铁技术的产生，需要一种蜂窝体具有较强的抗渣侵蚀的能力。
蜂窝陶瓷蓄热体的换热面积与蜂窝陶瓷孔径和壁厚有直接关系。蜂窝陶瓷蓄热体产品孔径越小、壁厚越薄，表面积越大，换热面积也越大，蓄放热性能越好。而壁薄蜂窝体的生产要求湿坯具有良好的保型性和干燥性能，这就对蜂窝陶瓷性能提出新的要求。由于蜂窝陶瓷原料大都不具备粘性，因此选择什么样的组分和各组分如何配比对蜂窝陶瓷蓄热体性能有很大相关性。
技术实现要素：
本发明提供一种耐侵蚀高岭土质蜂窝陶瓷蓄热体及其制备方法，以解决现有上述背景技术中存在的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种耐侵蚀高岭土质蜂窝陶瓷蓄热体，其特征在于该陶瓷蓄热体主要由以下组分：钾长石35～40份，高岭土70～80份、滑石5～10份、蒙脱石10～15份、玻璃纤维4～5份、0.1～1mm的铬矿粉5～15份、铝酸盐水泥2～4份、硅微粉1～3份、氯化聚乙烯3～6份、马来酸-丙烯酸共聚物3～5份、羟丙基甲基纤维素10～12份、邻苯二甲酸酯2～3份、单乙醇胺2～3份、硬脂酸1～3份经过泥料捏合，陈腐，挤出成型、干燥与煅烧、浸渍强化浆料、再次干燥与煅烧工序制备而成；
所述强化浆料由以下组分组成：氧化铝微粉5～10份、氧化铬绿微粉5～15份、碳纤维2～3份、氮化硅5～6份、硝酸铈5～8份、al2o35～10份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物5～10份、聚二甲基硅氧烷0.5～2份、碳纤维6～10份、钛酸酯偶联剂4～5份。
所述耐侵蚀高岭土质蜂窝陶瓷蓄热体制备方法包括以下步骤：
（1）泥料捏合：
i）称取钾长石、高岭土、滑石、蒙脱石、玻璃纤维、0.1～1mm的铬矿粉、铝酸盐水泥、硅微粉，用去离子水搅拌捏合20min，其中粉料：去离子水重量比为（0.4～0.6）:1，通过添加去离子水、20%氨水调节泥料水分目标值38～45%，ph目标值7.8～9.4；
ii）添加20%氨水0.5～1.5份，盖上搅拌机顶盖，边搅拌边加热升温至95℃以上，然后打开顶盖，蒸发浓缩泥料水分至泥料呈颗粒状，所述泥料水分目标值25～28%，ph目标值7.8～8.5；
iii）边搅拌边依次添加氯化聚乙烯、马来酸-丙烯酸共聚物、羟丙基甲基纤维素，添加20%氨水，搅拌15min左右，所述泥料水分目标值29～34%，ph目标值8.1～9.2；
iv）依次添加邻苯二甲酸酯、单乙醇胺、硬脂酸，搅拌10min以上，所述泥料水分目标值28～32%，ph目标值8.1～9.0；
（2）陈腐：将混炼好的泥料，用保鲜膜密封保存，陈腐，陈腐3-4h；
（3）预过滤挤出：将陈腐好的泥料，在预过滤挤出机上，挤出力塑性1700～2200n，过滤挤出成泥条；
（4）成型挤出：在前端装有scr成型模具的真空挤出机上进行挤出成型，得到催化剂湿坯；
（5）干燥-煅烧：将步骤（4）得到的催化剂湿坯，转移至铝合金托盘上，用带保温棉的玻璃钢材质的盒盖包装好，干燥温度为90℃，干燥周期5h；将干燥后的催化剂坯料送入煅烧炉进行煅烧，煅烧温度1100℃，煅烧过程中，控制温度从100℃起，按100℃/小时梯度递增，煅烧时间为18～22h，得到蜂窝陶瓷坯体；
（6）上浆-干燥：称取氧化铝微粉、氧化铬绿微粉、碳纤维、氮化硅、硝酸铈、al2o3、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、聚二甲基硅氧烷、碳纤维、钛酸酯偶联剂，在70～95℃溶于含有3.2～3.5份草酸的水溶液，浆液比1:3，加升温至80℃并保温，用超声波震荡搅拌1～2小时，制成强化浆料；将步骤5所得蜂窝陶瓷坯体放入强化浆料池内，裹上强化浆料后放入干燥炉，干燥温度为70℃，干燥周期20～30分钟，刮除蜂窝陶瓷坯体外侧的强化浆料并清理干净后，重新放入干燥炉，干燥温度为90℃，干燥周期1h；
（7）煅烧：将步骤（6）得到的蜂窝陶瓷坯体，将蜂窝陶瓷坯体转移至煅烧炉内，弱氧化气氛下，煅烧温度为1500℃，煅烧过程中，控制温度从300℃起，按200℃/小时梯度递增，煅烧时间为7～9h，得到耐侵蚀高岭土质蜂窝陶瓷蓄热体。
本发明加入氯化聚乙烯、马来酸-丙烯酸共聚物、羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸酯、单乙醇胺等，使得坯料粘性系数大、挤制压力比其他泥料体系低，对设备磨损小。同时具有良好的耐干燥性能，在空气中放置3～5小时不开裂。材料烧制后，具有的高效蓄放热作用，在蓄热材料使用过程中温度变化的幅度也很大，也没有发现蓄热材料破裂，因此可完全满足作为催化剂载体的要求。因此，我们选择低成本的高岭土、钾长石作为蜂窝陶瓷载体，可明显降低蜂窝陶瓷的成本，同时，由于陶瓷表面形成致密、高熔点保护层，具有良好的耐渣侵蚀性能和高温化学稳定性能，应用在工业窑炉上后，可以大大提高蓄热室的使用寿命与效能。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将实施例对本发明进行更全面的描述。但是本发明可以以不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
实施例1
一种耐侵蚀高岭土质蜂窝陶瓷蓄热体主要由以下组分：钾长石36份，高岭土72份、滑石6份、蒙脱石10份、玻璃纤维4份、0.3mm的铬矿粉7份、铝酸盐水泥3份、硅微粉2份、氯化聚乙烯4份、马来酸-丙烯酸共聚物3份、羟丙基甲基纤维素10份、邻苯二甲酸酯2份、单乙醇胺2份、硬脂酸1份经过泥料捏合，陈腐，挤出成型、干燥与煅烧、浸渍强化浆料、再次干燥与煅烧工序制备而成；
所述强化浆料由以下组分组成：氧化铝微粉7份、氧化铬绿微粉6份、碳纤维2份、氮化硅5份、硝酸铈6份、al2o37份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物5份、聚二甲基硅氧烷0.8份、碳纤维7份、钛酸酯偶联剂4份。
所述耐侵蚀高岭土质蜂窝陶瓷蓄热体制备方法包括以下步骤：
（1）泥料捏合：
i）称取钾长石、高岭土、滑石、蒙脱石、玻璃纤维、0.1～1mm的铬矿粉、铝酸盐水泥、硅微粉，用去离子水搅拌捏合20min，其中粉料：去离子水重量比为（0.4～0.6）:1，通过添加去离子水、20%氨水调节泥料水分目标值38～45%，ph目标值7.8～9.4；
ii）添加20%氨水0.5～1.5份，盖上搅拌机顶盖，边搅拌边加热升温至95℃以上，然后打开顶盖，蒸发浓缩泥料水分至泥料呈颗粒状，所述泥料水分目标值25～28%，ph目标值7.8～8.5；
iii）边搅拌边依次添加氯化聚乙烯、马来酸-丙烯酸共聚物、羟丙基甲基纤维素，添加20%氨水，搅拌15min左右，所述泥料水分目标值29～34%，ph目标值8.1～9.2；
iv）依次添加邻苯二甲酸酯、单乙醇胺、硬脂酸，搅拌10min以上，所述泥料水分目标值28～32%，ph目标值8.1～9.0；
（2）陈腐：将混炼好的泥料，用保鲜膜密封保存，陈腐，陈腐3-4h；
（3）预过滤挤出：将陈腐好的泥料，在预过滤挤出机上，挤出力塑性1700～2200n，过滤挤出成泥条；
（4）成型挤出：在前端装有scr成型模具的真空挤出机上进行挤出成型，得到催化剂湿坯；
（5）干燥-煅烧：将步骤（4）得到的催化剂湿坯，转移至铝合金托盘上，用带保温棉的玻璃钢材质的盒盖包装好，干燥温度为90℃，干燥周期5h；将干燥后的催化剂坯料送入煅烧炉进行煅烧，煅烧温度1100℃，煅烧过程中，控制温度从100℃起，按100℃/小时梯度递增，煅烧时间为18～22h，得到蜂窝陶瓷坯体；
（6）上浆-干燥：称取氧化铝微粉、氧化铬绿微粉、碳纤维、氮化硅、硝酸铈、al2o3、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、聚二甲基硅氧烷、碳纤维、钛酸酯偶联剂，在70～95℃溶于含有3.2～3.5份草酸的水溶液，浆液比1:3，加升温至80℃并保温，用超声波震荡搅拌1～2小时，制成强化浆料；将步骤5所得蜂窝陶瓷坯体放入强化浆料池内，裹上强化浆料后放入干燥炉，干燥温度为70℃，干燥周期20～30分钟，刮除蜂窝陶瓷坯体外侧的强化浆料并清理干净后，重新放入干燥炉，干燥温度为90℃，干燥周期1h；
（7）煅烧：将步骤（6）得到的蜂窝陶瓷坯体，将蜂窝陶瓷坯体转移至煅烧炉内，弱氧化气氛下，煅烧温度为1500℃，煅烧过程中，控制温度从300℃起，按200℃/小时梯度递增，煅烧时间为7～9h，得到耐侵蚀高岭土质蜂窝陶瓷蓄热体。
实施例2
一种耐侵蚀高岭土质蜂窝陶瓷蓄热体主要由以下组分：钾长石38份，高岭土75份、滑石8份、蒙脱石12份、玻璃纤维5份、0.7mm的铬矿粉12份、铝酸盐水泥3份、硅微粉2份、氯化聚乙烯4份、马来酸-丙烯酸共聚物4份、羟丙基甲基纤维素11份、邻苯二甲酸酯2份、单乙醇胺2份、硬脂酸2份经过泥料捏合，陈腐，挤出成型、干燥与煅烧、浸渍强化浆料、再次干燥与煅烧工序制备而成；
所述强化浆料由以下组分组成：氧化铝微粉8份、氧化铬绿微粉13份、碳纤维2份、氮化硅5份、硝酸铈7份、al2o38份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物7份、聚二甲基硅氧烷1.5份、碳纤维7份、钛酸酯偶联剂5份。
所述耐侵蚀高岭土质蜂窝陶瓷蓄热体制备方法包括以下步骤：
（1）泥料捏合：
i）称取钾长石、高岭土、滑石、蒙脱石、玻璃纤维、0.1～1mm的铬矿粉、铝酸盐水泥、硅微粉，用去离子水搅拌捏合20min，其中粉料：去离子水重量比为（0.4～0.6）:1，通过添加去离子水、20%氨水调节泥料水分目标值38～45%，ph目标值7.8～9.4；
ii）添加20%氨水0.5～1.5份，盖上搅拌机顶盖，边搅拌边加热升温至95℃以上，然后打开顶盖，蒸发浓缩泥料水分至泥料呈颗粒状，所述泥料水分目标值25～28%，ph目标值7.8～8.5；
iii）边搅拌边依次添加氯化聚乙烯、马来酸-丙烯酸共聚物、羟丙基甲基纤维素，添加20%氨水，搅拌15min左右，所述泥料水分目标值29～34%，ph目标值8.1～9.2；
iv）依次添加邻苯二甲酸酯、单乙醇胺、硬脂酸，搅拌10min以上，所述泥料水分目标值28～32%，ph目标值8.1～9.0；
（2）陈腐：将混炼好的泥料，用保鲜膜密封保存，陈腐，陈腐3-4h；
（3）预过滤挤出：将陈腐好的泥料，在预过滤挤出机上，挤出力塑性1700～2200n，过滤挤出成泥条；
（4）成型挤出：在前端装有scr成型模具的真空挤出机上进行挤出成型，得到催化剂湿坯；
（5）干燥-煅烧：将步骤（4）得到的催化剂湿坯，转移至铝合金托盘上，用带保温棉的玻璃钢材质的盒盖包装好，干燥温度为90℃，干燥周期5h；将干燥后的催化剂坯料送入煅烧炉进行煅烧，煅烧温度1100℃，煅烧过程中，控制温度从100℃起，按100℃/小时梯度递增，煅烧时间为18～22h，得到蜂窝陶瓷坯体；
（6）上浆-干燥：称取氧化铝微粉、氧化铬绿微粉、碳纤维、氮化硅、硝酸铈、al2o3、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、聚二甲基硅氧烷、碳纤维、钛酸酯偶联剂，在70～95℃溶于含有3.2～3.5份草酸的水溶液，浆液比1:3，加升温至80℃并保温，用超声波震荡搅拌1～2小时，制成强化浆料；将步骤5所得蜂窝陶瓷坯体放入强化浆料池内，裹上强化浆料后放入干燥炉，干燥温度为70℃，干燥周期20～30分钟，刮除蜂窝陶瓷坯体外侧的强化浆料并清理干净后，重新放入干燥炉，干燥温度为90℃，干燥周期1h；
（7）煅烧：将步骤（6）得到的蜂窝陶瓷坯体，将蜂窝陶瓷坯体转移至煅烧炉内，弱氧化气氛下，煅烧温度为1500℃，煅烧过程中，控制温度从300℃起，按200℃/小时梯度递增，煅烧时间为7～9h，得到耐侵蚀高岭土质蜂窝陶瓷蓄热体。
实施例3
一种耐侵蚀高岭土质蜂窝陶瓷蓄热体主要由以下组分：钾长石40份，高岭土79份、滑石9份、蒙脱石15份、玻璃纤维5份、1mm的铬矿粉14份、铝酸盐水泥4份、硅微粉2份、氯化聚乙烯6份、马来酸-丙烯酸共聚物4份、羟丙基甲基纤维素11份、邻苯二甲酸酯3份、单乙醇胺3份、硬脂酸2份经过泥料捏合，陈腐，挤出成型、干燥与煅烧、浸渍强化浆料、再次干燥与煅烧工序制备而成；
所述强化浆料由以下组分组成：氧化铝微粉10份、氧化铬绿微粉15份、碳纤维2份、氮化硅6份、硝酸铈7份、al2o39份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物10份、聚二甲基硅氧烷2份、碳纤维10份、钛酸酯偶联剂5份。
所述耐侵蚀高岭土质蜂窝陶瓷蓄热体制备方法包括以下步骤：
（1）泥料捏合：
i）称取钾长石、高岭土、滑石、蒙脱石、玻璃纤维、0.1～1mm的铬矿粉、铝酸盐水泥、硅微粉，用去离子水搅拌捏合20min，其中粉料：去离子水重量比为（0.4～0.6）:1，通过添加去离子水、20%氨水调节泥料水分目标值38～45%，ph目标值7.8～9.4；
ii）添加20%氨水0.5～1.5份，盖上搅拌机顶盖，边搅拌边加热升温至95℃以上，然后打开顶盖，蒸发浓缩泥料水分至泥料呈颗粒状，所述泥料水分目标值25～28%，ph目标值7.8～8.5；
iii）边搅拌边依次添加氯化聚乙烯、马来酸-丙烯酸共聚物、羟丙基甲基纤维素，添加20%氨水，搅拌15min左右，所述泥料水分目标值29～34%，ph目标值8.1～9.2；
iv）依次添加邻苯二甲酸酯、单乙醇胺、硬脂酸，搅拌10min以上，所述泥料水分目标值28～32%，ph目标值8.1～9.0；
（2）陈腐：将混炼好的泥料，用保鲜膜密封保存，陈腐，陈腐3-4h；
（3）预过滤挤出：将陈腐好的泥料，在预过滤挤出机上，挤出力塑性1700～2200n，过滤挤出成泥条；
（4）成型挤出：在前端装有scr成型模具的真空挤出机上进行挤出成型，得到催化剂湿坯；
（5）干燥-煅烧：将步骤（4）得到的催化剂湿坯，转移至铝合金托盘上，用带保温棉的玻璃钢材质的盒盖包装好，干燥温度为90℃，干燥周期5h；将干燥后的催化剂坯料送入煅烧炉进行煅烧，煅烧温度1100℃，煅烧过程中，控制温度从100℃起，按100℃/小时梯度递增，煅烧时间为18～22h，得到蜂窝陶瓷坯体；
（6）上浆-干燥：称取氧化铝微粉、氧化铬绿微粉、碳纤维、氮化硅、硝酸铈、al2o3、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、聚二甲基硅氧烷、碳纤维、钛酸酯偶联剂，在70～95℃溶于含有3.2～3.5份草酸的水溶液，浆液比1:3，加升温至80℃并保温，用超声波震荡搅拌1～2小时，制成强化浆料；将步骤5所得蜂窝陶瓷坯体放入强化浆料池内，裹上强化浆料后放入干燥炉，干燥温度为70℃，干燥周期20～30分钟，刮除蜂窝陶瓷坯体外侧的强化浆料并清理干净后，重新放入干燥炉，干燥温度为90℃，干燥周期1h；
（7）煅烧：将步骤（6）得到的蜂窝陶瓷坯体，将蜂窝陶瓷坯体转移至煅烧炉内，弱氧化气氛下，煅烧温度为1500℃，煅烧过程中，控制温度从300℃起，按200℃/小时梯度递增，煅烧时间为7～9h，得到耐侵蚀高岭土质蜂窝陶瓷蓄热体。
将本发明实施例1-3所得产品与现有蜂窝陶瓷进行检测，得到以下检测指标：
由上表可知，实施例1-3制得蜂窝陶瓷蓄热体的耐磨型、耐腐蚀性及抗压强度均达到国标要求，具有良好的性能，对比现有同类产品，抗侵蚀能力等性能更是优越。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明涉及思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内用，已经全部记载在权利要求书中。