本发明涉及陶瓷载体领域，尤其涉及一种蜂窝陶瓷载体及其制备方法。
背景技术
蜂窝陶瓷与一般陶瓷相比，具有比表面积大、低热膨胀性、耐热冲击、耐腐蚀等特性。其材质目前主要有堇青石，钛酸铝，莫来石，刚玉及复合型等。碳化硅陶瓷不仅具备多孔陶瓷的优良性能，还具有好的传热性及热稳定性、高强度、抗氧化和耐高温性等物化性能，蜂窝状碳化硅陶瓷载体可以应用在高温气体净化器、柴油机排放的固体颗粒过滤器、汽车尾气的催化剂载体等领域，在现代工业具有广阔的应用前景。
多孔陶瓷大多采用有机物造孔或原位反应来造孔或发泡造孔，需加入大量的有机物，这虽然造孔效果理想，但许多造孔方法无法兼顾造孔与致密的关系，往往导致气孔率较高，但显气孔率即连通气孔的比例不高，且气孔率高的时候强度太低，无法满足应用对强度的要求。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种蜂窝陶瓷载体及其制备方法，本发明提供的蜂窝陶瓷载体显气孔率高，比表面积大，机械强度高。
本发明提供了一种蜂窝陶瓷载体，其原料按重量份包括：碳化硅65-75份、碳化硼5-10份、甲基纤维素5-10份、二氧化硅2-3份、丙烯酰胺2-3份、变性淀粉3-8份、水70-80份。
优选地，变性淀粉的原料按重量份包括：木薯淀粉28-30份、玉米秸秆粉3-5份、六偏磷酸钠0.3-0.5份、环氧氯丙烷1-2份、n-磷酰基-n-甲基咪唑0.5-0.7份、质量分数为2%-3%的盐酸溶液30-35份。
优选地，玉米秸秆粉的粒度为80-120目。
优选地，变性淀粉的制备方法包括以下步骤：
步骤一：将木薯淀粉加入到质量分数为2%-3%的盐酸溶液中，将溶液温度升高至70-80℃，搅拌反应50-60分钟，得到溶液a；
步骤二、将步骤一中得到的溶液a的温度降低至45-55℃，加入玉米秸秆粉、六偏磷酸钠、环氧氯丙烷，保持温度搅拌反应3-4小时，再加入n-磷酰基-n-甲基咪唑保持温度搅拌反应2.5-3小时，真空干燥、粉碎得到变性淀粉。
优选地，变性淀粉的制备方法步骤一中，溶液温度升高的速度为8-10℃/min。
优选地，变性淀粉的制备方法步骤二中，溶液a温度降低的降温速度为5-7℃/min。
优选地，变性淀粉的制备方法步骤二中，真空干燥的温度为50-60℃。
优选地，变性淀粉的制备方法步骤二中，真空干燥至含水量为8%-10%。
优选地，变性淀粉的制备方法步骤二中，粉碎后过60-80目筛。
本发明还公开了该种蜂窝陶瓷载体的制备方法，包括以下步骤：
s1、将碳化硅粉体、碳化硼、二氧化硅、丙烯酰胺、变性淀粉混合均匀，得到混合料；
s2、将s1中得到的混合料粉碎，过140-170目筛，得到混合细粉；
s3、将甲基纤维素加入到水中，搅拌均匀得到添加剂溶液；
s4、将s2中得到的混合细粉与s3中得到的添加剂溶液混合，搅拌均匀后经过机械捏合、陈腐、真空练泥得到泥料；
s5、将s4中得到的泥料挤压成型，得到湿坯体，对湿坯体进行干燥，烧结得到蜂窝陶瓷载体。
优选地，s4中陈腐的温度为15-25℃，时间为43-48h。
优选地，s5中干燥的温度为90-100℃，时间为4-5小时。
优选地，s6中烧结温度为2300-2500℃，时间为12-14小时。
本发明提供的蜂窝陶瓷载体以碳化硅为基体，以碳化硼、二氧化硅、丙烯酰胺为助剂，甲基纤维素为粘结剂、变性淀粉为造孔剂，通过配料、机械捏合、陈腐、真空练泥、烧结等方法，生产出显气孔率高、机械强度高的碳化硅多孔陶瓷，是汽车尾气净化载体、高温过滤、热交换理想的材料，尤其适宜作蜂窝陶瓷载体使用。
本发明提供的蜂窝陶瓷载体的制备方法简单，采用变性淀粉为造孔剂，造孔效果理想，并且得到的蜂窝陶瓷载体机械强度高，可以达到60mpa以上；变性淀粉的制备方法简单，添加量较少，原料成本低；采用挤压成型技术可以制备不同尺寸和形状的蜂窝陶瓷载体。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提供了一种蜂窝陶瓷载体，其原料按重量份包括：碳化硅68.6份、碳化硼5.3份、甲基纤维素9.7份、二氧化硅2.6份、丙烯酰胺2.3份、变性淀粉6.1份、水79.8份。
实施例2
本发明提供了一种蜂窝陶瓷载体，其原料按重量份包括：碳化硅72.3份、碳化硼6.4份、甲基纤维素5.2份、二氧化硅2.8份、丙烯酰胺2.1份、变性淀粉7.7份、水77.2份。
实施例3
本发明提供了一种蜂窝陶瓷载体，其原料按重量份包括：碳化硅74.7份、碳化硼8.1份、甲基纤维素6.5份、二氧化硅2.2份、丙烯酰胺2.9份、变性淀粉3.4份、水73.8份。
实施例4
本发明提供了一种蜂窝陶瓷载体，其原料按重量份包括：碳化硅65.5份、碳化硼9.6份、甲基纤维素7.9份、二氧化硅2.4份、丙烯酰胺2.7份、变性淀粉4.8份、水70.3份。
其中，变性淀粉的原料按重量份包括：木薯淀粉29.3份、105目玉米秸秆粉3.7份、六偏磷酸钠0.32份、环氧氯丙烷1.8份、n-磷酰基-n-甲基咪唑0.57份、质量分数为2.6%的盐酸溶液34.7份。
变性淀粉的制备方法包括以下步骤：
步骤一：将木薯淀粉加入到盐酸溶液中，将溶液温度以9.8℃/min的速度升高至72℃，搅拌反应53分钟，得到溶液a；
步骤二、将步骤一中得到的溶液a的温度以5.4℃/min的速度降低至53℃，加入玉米秸秆粉、六偏磷酸钠、环氧氯丙烷，保持温度搅拌反应3.7小时，再加入n-磷酰基-n-甲基咪唑保持温度搅拌反应2.6小时，在54℃真空干燥至含水量为8.3%，粉碎过65目筛，得到变性淀粉。
实施例5
实施例4的蜂窝陶瓷载体，其中，变性淀粉的原料按重量份还可以包括：木薯淀粉29.8份、110目玉米秸秆粉4.6份、六偏磷酸钠0.36份、环氧氯丙烷1.2份、n-磷酰基-n-甲基咪唑0.64份、质量分数为2.1%的盐酸溶液33.3份。
实施例6
实施例4的蜂窝陶瓷载体，其中，变性淀粉的原料按重量份还可以包括：木薯淀粉28.4份、90目玉米秸秆粉4.2份、六偏磷酸钠0.43份、环氧氯丙烷1.4份、n-磷酰基-n-甲基咪唑0.68份、质量分数为2.9%的盐酸溶液30.2份。
实施例7
实施例4的蜂窝陶瓷载体，其中，变性淀粉的原料按重量份还可以包括：木薯淀粉28.7份、85目玉米秸秆粉3.3份、六偏磷酸钠0.48份、环氧氯丙烷1.6份、n-磷酰基-n-甲基咪唑0.53份、质量分数为2.4%的盐酸溶液32.1份。
实施例8
实施例4的蜂窝陶瓷载体，其中，变性淀粉的制备方法还可以包括以下步骤：
步骤一：将木薯淀粉加入到盐酸溶液中，将溶液温度以9.2℃/min的速度升高至78℃，搅拌反应56分钟，得到溶液a；
步骤二、将步骤一中得到的溶液a的温度以6.8℃/min的速度降低至50℃，加入玉米秸秆粉、六偏磷酸钠、环氧氯丙烷，保持温度搅拌反应3.4小时，再加入n-磷酰基-n-甲基咪唑保持温度搅拌反应2.7小时，在56℃真空干燥至含水量为9.5%，粉碎过70目筛，得到变性淀粉。
实施例9
实施例4的蜂窝陶瓷载体，其中，变性淀粉的制备方法还可以包括以下步骤：
步骤一：将木薯淀粉加入到盐酸溶液中，将溶液温度以8.3℃/min的速度升高至76℃，搅拌反应58分钟，得到溶液a；
步骤二、将步骤一中得到的溶液a的温度以6.4℃/min的速度降低至46℃，加入玉米秸秆粉、六偏磷酸钠、环氧氯丙烷，保持温度搅拌反应3.2小时，再加入n-磷酰基-n-甲基咪唑保持温度搅拌反应2.8小时，在54℃真空干燥至含水量为9.1%，粉碎过75目筛，得到变性淀粉。
实施例10
本发明公开了一种蜂窝陶瓷载体的制备方法，包括以下步骤：
s1、按照实施例1的原料配方称取各种原料，备用；将碳化硅粉体、碳化硼、二氧化硅、丙烯酰胺、变性淀粉混合均匀，得到混合料；
s2、将s1中得到的混合料粉碎，过145目筛，得到混合细粉；
s3、将甲基纤维素加入到水中，搅拌均匀得到添加剂溶液；
s4、将s2中得到的混合细粉与s3中得到的添加剂溶液混合，搅拌均匀后经过机械捏合、陈腐、真空练泥得到泥料；陈腐的温度为23℃，时间为47h；
s5、将s4中得到的泥料挤压成型，得到湿坯体，湿坯体在96℃干燥4.8小时，烧结得到蜂窝陶瓷载体，烧结温度为2420℃，时间为13.6小时。
实施例11
本发明公开了一种蜂窝陶瓷载体的制备方法，包括以下步骤：
s1、按照实施例4的原料配方称取各种原料，备用；将碳化硅粉体、碳化硼、二氧化硅、丙烯酰胺、变性淀粉混合均匀，得到混合料；
s2、将s1中得到的混合料粉碎，过155目筛，得到混合细粉；
s3、将甲基纤维素加入到水中，搅拌均匀得到添加剂溶液；
s4、将s2中得到的混合细粉与s3中得到的添加剂溶液混合，搅拌均匀后经过机械捏合、陈腐、真空练泥得到泥料；陈腐的温度为17℃，时间为46h；
s5、将s4中得到的泥料挤压成型，得到湿坯体，湿坯体在98℃干燥4.2小时，烧结得到蜂窝陶瓷载体，烧结温度为2350℃，时间为13.2小时。
实施例12
本发明公开了一种蜂窝陶瓷载体的制备方法，包括以下步骤：
s1、按照实施例4的原料配方称取各种原料，备用；将碳化硅粉体、碳化硼、二氧化硅、丙烯酰胺、变性淀粉混合均匀，得到混合料；
s2、将s1中得到的混合料粉碎，过165目筛，得到混合细粉；
s3、将甲基纤维素加入到水中，搅拌均匀得到添加剂溶液；
s4、将s2中得到的混合细粉与s3中得到的添加剂溶液混合，搅拌均匀后经过机械捏合、陈腐、真空练泥得到泥料；陈腐的温度为20℃，时间为44h；
s5、将s4中得到的泥料挤压成型，得到湿坯体，湿坯体在93℃干燥4.4小时，烧结得到蜂窝陶瓷载体，烧结温度为2470℃，时间为12.4小时。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。