一种高温使用性能好的过滤陶瓷及其制备方法与流程

文档序号:16129900发布日期:2018-12-01 00:11阅读:223来源:国知局

本发明涉及特种陶瓷领域,具体是一种高温使用性能好的过滤陶瓷。

背景技术

陶瓷在中国有悠久的历史,如今已在全世界范围内广泛使用,陶瓷是用陶土和瓷土这两种不同性质的粘土为原料,经过配料、成型、干燥、焙烧等工艺流程制成的器物,陶瓷的发展史是中华文明史的一个重要的组成部分,中国作为四大文明古国之一,为人类社会的进步和发展做出了卓越的贡献,其中陶瓷的发明和发展更具有独特的意义,中国历史上各朝各代有着不同艺术风格和不同技术特点。

随着我国工业的高速发展,环境污染问题也越来越突出。大量排放的工业烟气及粉尘严重影响人们的身体健康,并阻碍了我国工业的可持性发展。我国每年排放的烟尘总量高达1亿吨以上,这些烟尘以高温气体的形式排放,烟尘中含有大量的微细杂质粒子及有害的化学物质。这些高温含尘气体的直接排放,不仅造成严重的环境污染,还会造成大量的不必要的热能损失,烟气过滤陶瓷就成为其中较好的解决办法,但是现有的烟气过滤陶瓷制备工艺复杂,生产成本高,不适用于大规模的工业化生产,制备的成品孔隙率不高,这就为人们的使用带来了不便。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种高温使用性能好的过滤陶瓷,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种高温使用性能好的过滤陶瓷,包括以下重量份的原料:氧化锆8-12份、纳米氧化锌2.5-4份、钾长石22-34份、造孔剂2-4份、羧乙基纤维素1.6-3份、阴离子聚丙烯酰胺4-8份、氧化铜0.8-2.4份、蒙脱土10-18份、氧化铝6-10份、玻璃纤维1.2-2.5份和二月桂酸二丁基锡3-5份。

作为本发明进一步的方案:造孔剂为碳粉、淀粉、碳化硅粉、石灰石、木屑或陶瓷废料中的至少一种。

作为本发明进一步的方案:纳米氧化锌的粒径为25-65nm,玻璃纤维的长度为1.2-4.5mm。

所述高温使用性能好的过滤陶瓷的制备方法,具体步骤如下:

步骤一,将氧化锆、氧化铝、氧化铜和阴离子聚丙烯酰胺混合均匀后,放入管磨机中进行研磨并且过1微米的分子筛,得到第一混合物;

步骤二,将纳米氧化锌和蒙脱土均匀分散到去离子水中,充分搅拌并且静置8-12小时,得到第二混合物;

步骤三,将钾长石、羧乙基纤维素、玻璃纤维和二月桂酸二丁基锡混合并且加入总重量0.2-0.4倍的水均匀搅拌,制成浆料,得到第三混合物;

步骤四,将第一混合物、第二混合物、第三混合物以及造孔剂加入球磨机中球磨并且超声波振荡35-50分钟,产物过80-100目筛,然后在15-22mpa的压力下保持20-30分钟,得到半成品;

步骤五,将半成品放置在高温烧结炉中,在氮气氛围中烧结,以30-40摄氏度/分钟的速度升温至560-640摄氏度并且保持60-80分钟,再以60-80摄氏度/分钟的速度升温至1350-1520摄氏度并且保持2-4小时,自然冷却至720-800摄氏度并且保温90-120分钟,最后在240-300摄氏度保温1-2小时,即得到成品。

作为本发明进一步的方案:步骤四中球磨的温度为45-60摄氏度,超声波振荡的频率为36-40khz,超声波振荡的功率为150-200w。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明原来来源广泛,原料成本低,生产成本低,制备工艺简单并且生产周期短,制备的成品中显气孔率高达49%以上,抗压强度高,可以满足人们在高温含尘气体回收利用领域的使用需求,具有良好的经济效益和社会效益。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种高温使用性能好的过滤陶瓷,包括以下重量份的原料:氧化锆8份、纳米氧化锌2.5份、钾长石22份、造孔剂2份、羧乙基纤维素1.6份、阴离子聚丙烯酰胺4份、氧化铜0.8份、蒙脱土10份、氧化铝6份、玻璃纤维1.2份和二月桂酸二丁基锡3份。造孔剂为碳粉、淀粉和木屑的混合物。

所述高温使用性能好的过滤陶瓷的制备方法,具体步骤如下:

步骤一,将氧化锆、氧化铝、氧化铜和阴离子聚丙烯酰胺混合均匀后,放入管磨机中进行研磨并且过1微米的分子筛,得到第一混合物;

步骤二,将纳米氧化锌和蒙脱土均匀分散到去离子水中,充分搅拌并且静置9小时,得到第二混合物;

步骤三,将钾长石、羧乙基纤维素、玻璃纤维和二月桂酸二丁基锡混合并且加入总重量0.3倍的水均匀搅拌,制成浆料,得到第三混合物;

步骤四,将第一混合物、第二混合物、第三混合物以及造孔剂加入球磨机中球磨并且超声波振荡44分钟,产物过90目筛,然后在18mpa的压力下保持25分钟,得到半成品;

步骤五,将半成品放置在高温烧结炉中,在氮气氛围中烧结,以33摄氏度/分钟的速度升温至580摄氏度并且保持70分钟,再以70摄氏度/分钟的速度升温至1480摄氏度并且保持2小时,自然冷却至760摄氏度并且保温105分钟,最后在270摄氏度保温1小时,即得到成品。

对实施例1的成品进行检测,测得实施例1产品的显气孔率为54.6%,抗压强度为29.4mpa,透气度为163.8m3·cm/m2·hour·mmh2o。

实施例2

一种高温使用性能好的过滤陶瓷,包括以下重量份的原料:氧化锆10份、纳米氧化锌3.3份、钾长石27份、造孔剂2.8份、羧乙基纤维素2.3份、阴离子聚丙烯酰胺6份、氧化铜1.5份、蒙脱土13份、氧化铝7.5份、玻璃纤维1.7份和二月桂酸二丁基锡3.6份。纳米氧化锌的粒径为45nm,玻璃纤维的长度为2.5mm。

所述高温使用性能好的过滤陶瓷的制备方法,具体步骤如下:

步骤一,将氧化锆、氧化铝、氧化铜和阴离子聚丙烯酰胺混合均匀后,放入管磨机中进行研磨并且过1微米的分子筛,得到第一混合物;

步骤二,将纳米氧化锌和蒙脱土均匀分散到去离子水中,充分搅拌并且静置11小时,得到第二混合物;

步骤三,将钾长石、羧乙基纤维素、玻璃纤维和二月桂酸二丁基锡混合并且加入总重量0.4倍的水均匀搅拌,制成浆料,得到第三混合物;

步骤四,将第一混合物、第二混合物、第三混合物以及造孔剂加入球磨机中球磨并且超声波振荡44分钟,产物过90目筛,然后在18mpa的压力下保持26分钟,得到半成品;

步骤五,将半成品放置在高温烧结炉中,在氮气氛围中烧结,以35摄氏度/分钟的速度升温至600摄氏度并且保持75分钟,再以80摄氏度/分钟的速度升温至1500摄氏度并且保持3小时,自然冷却至760摄氏度并且保温105分钟,最后在280摄氏度保温1小时,即得到成品。

对实施例2的成品进行检测,测得实施例2产品的显气孔率为57.2%,抗压强度为31.2mpa,透气度为184.2m3·cm/m2·hour·mmh2o

实施例3

一种高温使用性能好的过滤陶瓷,包括以下重量份的原料:氧化锆11.2份、纳米氧化锌3.8份、钾长石32份、造孔剂3.6份、羧乙基纤维素2.5份、阴离子聚丙烯酰胺7.2份、氧化铜2.1份、蒙脱土16.5份、氧化铝9.4份、玻璃纤维2.2份和二月桂酸二丁基锡4.5份。造孔剂采用碳化硅粉。

所述高温使用性能好的过滤陶瓷的制备方法,具体步骤如下:

步骤一,将氧化锆、氧化铝、氧化铜和阴离子聚丙烯酰胺混合均匀后,放入管磨机中进行研磨并且过1微米的分子筛,得到第一混合物;

步骤二,将纳米氧化锌和蒙脱土均匀分散到去离子水中,充分搅拌并且静置12小时,得到第二混合物;

步骤三,将钾长石、羧乙基纤维素、玻璃纤维和二月桂酸二丁基锡混合并且加入总重量0.4倍的水均匀搅拌,制成浆料,得到第三混合物;

步骤四,将第一混合物、第二混合物、第三混合物以及造孔剂加入球磨机中球磨并且超声波振荡45分钟,球磨的温度为52摄氏度,超声波振荡的频率为38khz,超声波振荡的功率为180w,产物过90目筛,然后在20mpa的压力下保持26分钟,得到半成品;

步骤五,将半成品放置在高温烧结炉中,在氮气氛围中烧结,以30摄氏度/分钟的速度升温至590摄氏度并且保持68分钟,再以75摄氏度/分钟的速度升温至1460摄氏度并且保持2小时,自然冷却至770摄氏度并且保温100分钟,最后在300摄氏度保温1.5小时,即得到成品。

对实施例3的成品进行检测,测得实施例3产品的显气孔率为49.2%,抗压强度为27.5mpa,透气度为154.7m3·cm/m2·hour·mmh2o

实施例4

一种高温使用性能好的过滤陶瓷,包括以下重量份的原料:氧化锆12份、纳米氧化锌4份、钾长石34份、造孔剂4份、羧乙基纤维素3份、阴离子聚丙烯酰胺8份、氧化铜2.4份、蒙脱土18份、氧化铝10份、玻璃纤维2.5份和二月桂酸二丁基锡5份。造孔剂为木屑和陶瓷废料的混合物。纳米氧化锌的粒径为50nm,玻璃纤维的长度为3.4mm。

所述高温使用性能好的过滤陶瓷的制备方法,具体步骤如下:

步骤一,将氧化锆、氧化铝、氧化铜和阴离子聚丙烯酰胺混合均匀后,放入管磨机中进行研磨并且过1微米的分子筛,得到第一混合物;

步骤二,将纳米氧化锌和蒙脱土均匀分散到去离子水中,充分搅拌并且静置10小时,得到第二混合物;

步骤三,将钾长石、羧乙基纤维素、玻璃纤维和二月桂酸二丁基锡混合并且加入总重量0.2倍的水均匀搅拌,制成浆料,得到第三混合物;

步骤四,将第一混合物、第二混合物、第三混合物以及造孔剂加入球磨机中球磨并且超声波振荡42分钟,球磨的温度为54摄氏度,超声波振荡的频率为40khz,超声波振荡的功率为175w,产物过100目筛,然后在18mpa的压力下保持28分钟,得到半成品;

步骤五,将半成品放置在高温烧结炉中,在氮气氛围中烧结,以30摄氏度/分钟的速度升温至620摄氏度并且保持75分钟,再以70摄氏度/分钟的速度升温至1480摄氏度并且保持3小时,自然冷却至780摄氏度并且保温105分钟,最后在280摄氏度保温2小时,即得到成品。

对实施例4的成品进行检测,测得实施例4产品的显气孔率为50.2%,抗压强度为28.8mpa,透气度为167.9m3·cm/m2·hour·mmh2o

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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