一种高温多孔陶瓷膜材料及制备方法与流程

文档序号:25544011发布日期:2021-06-18 20:41

本发明属于陶瓷膜材料,具体涉及一种高温多孔陶瓷膜材料及制备方法。



背景技术:

高温陶瓷膜材料由于具有耐温高、耐腐蚀性好、热稳定性高等优点,在高温高压气体净化领域受到广泛应用。

目前高温陶瓷膜材料多采用等静压成型工艺制备,但等静压成型混料是否可以成型更多的是靠人为的判断,受环境等等因素影响,不能保证相同混料时间就能混出来一样的混合料,想实现机械化有难度。

由于混料需要加入酚醛树脂作为成型助剂,而酚醛树脂一方面受温度和湿度等环境影响特别大,很容易发生化学变化,难以控制,是目前存在的难题之一,进而造成批次差异,导致产品强度、气孔率等差异,另一方面树脂很粘,混料过程中容易结团导致不均匀,造成坯体性能差异,同时结团料无法重复利用造成浪费。成型后的坯体强度主要靠成型助剂树脂来提供,但树脂怕水,遇水后强度几乎全部丧失,所以在坯体存储方面条件苛刻,而且树脂提供的坯体强度也不足够高,转运过程合格率不能保证,无法实现坯体直接喷膜,材料一次烧成,难以制备较大尺寸制品。

通过蜡浇注成型工艺制备高温陶瓷膜材料可以避免酚醛树脂的使用,但是整个工艺过于复杂,需要对蜡高温熔融且浇注成型过程持续高温,成型坯体需要进行排胶处理,操作复杂、耗时长,对环境污染较大,导致本领域技术人员并不过多选择该工艺方法制备。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种高温多孔陶瓷膜材料及制备方法。

根据本发明的一个方面,提供了一种高温多孔陶瓷膜材料的制备方法,包括以下步骤:

骨料、造孔剂混合均匀得混合物一,结合剂与高铝酸钙水泥混合均匀得混合物二,缓凝剂与水混合均匀,得水溶液一;

将部分水溶液一与混合物一混合均匀得混合物三,将混合物二与混合物三混合均匀得混合物四;

将剩余水溶液一与混合物四混合均匀得混合料;

将混合料浇注到模具中进行浇注成型,然后经养护、脱模得膜坯体;

所述膜坯体经高温烧制得高温陶瓷膜材料制品。

进一步的,养护温度及湿度均为小波动范围的设定温度及湿度,优选采用恒温恒湿养护。其中,养护时间为20-26h。

进一步的,高温烧制温度为1000-1150℃。

进一步的,混料及浇注成型均在常温下进行,且混料及浇注成型总时长低于50min,时长远低于蜡浇注成型所需时长,且无需高温,操作简单。

根据本发明的另一个方面,提供了一种高温多孔陶瓷膜材料,原料混合所得混合料采用浇注成型制得所述高温多孔陶瓷膜材料,其中,所述原料以重量份计,包括:

骨料70-85份;结合剂10-15份;造孔剂5-15份;高铝酸钙水泥0.5-5份;缓凝剂0.1-1份;减水剂0.1-1份;水1-5份。

其中,骨料优选为碳化硅,粒度为80目;结合剂优选为章村土系结合剂;造孔剂优选为核桃壳粉,粒度为60目;缓凝剂优选为聚羧酸;减水剂优选为三聚磷酸钠。

进一步的,所述的高温多孔陶瓷膜材料,根据上述任一方法制得,可应用于平板陶瓷膜。

与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

1、本发明示例的高温多孔陶瓷膜材料的制备方法,利用浇注成型,混料不会发生等静压成型混料中因为温度和湿度等环境影响,原料发生反应而导致混合料组分无法控制的情况,可以很好的解决等静压的这一难题,实现机械化,且混料及浇注成型均在常温下进行,没有蜡浇注成型所需的高温要求,也无排胶操作,操作简单,所需时长远低于蜡浇注成型所需时长,值得推广。

2、本发明示例的高温多孔陶瓷膜材料,坯体强度>60mpa,制品抗外压强度>100mpa,透气阻力<300pa,均孔径35μm,可制备较大尺寸制品,在高温高压气体净化领域受到广泛应用。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的技术方案,下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

本实施例提供一种浇注成型的高温多孔陶瓷膜材料,原料配方为:

骨料碳化硅70份;章村土系结合剂15份;造孔剂核桃壳粉15份;高铝酸钙水泥0.5份;缓凝剂聚羧酸1份;减水剂三聚磷酸钠1份;水5份。

提供一种浇注成型方法,用于解决现有等静压成型的技术难题,具体步骤为:

s1、骨料、造孔剂预混匀得混合物一;

s2、将结合剂与高铝酸钙水泥混合均匀得混合物二;

s3、缓凝剂加入水中溶解,得到水溶液一;

s4、将2/3的水溶液一加入混合物一中搅拌均匀得混合物三;

s5、将混合物二的粉料加入混合物三中搅拌均匀得混合物四;

s6、将剩余的水溶液一加入混合物四中搅拌均匀得混合料;

s7、将混合料浇注到特制烛状模具中,恒温恒湿养护24h,脱模得到陶瓷膜坯体,其中,s1-s7的混料及浇注成型总时长为30min;

s8、将陶瓷膜坯体1100℃烧成后得到高温陶瓷膜材料制品。

实施例二

本实施例与实施例一相同的特征不再赘述,本实施例与实施例一不同的特征在于:

本实施例提供一种浇注成型的高温多孔陶瓷膜材料,原料配方为:

骨料碳化硅85份;章村土系结合剂10份;造孔剂核桃壳粉10份;高铝酸钙水泥2份;缓凝剂聚羧酸0.1份;减水剂三聚磷酸钠0.1份;水1份。

提供一种浇注成型方法,用于解决现有等静压成型的技术难题,具体步骤为:

s1、骨料、造孔剂预混匀得混合物一;

s2、将结合剂与高铝酸钙水泥混合均匀得混合物二;

s3、缓凝剂加入水中溶解,得到水溶液一;

s4、将2/3的水溶液一加入混合物一中搅拌均匀得混合物三;

s5、将混合物二的粉料加入混合物三中搅拌均匀得混合物四;

s6、将剩余的水溶液一加入混合物四中搅拌均匀得混合料;

s7、将混合料浇注到特制烛状模具中,恒温恒湿养护20h,脱模得到陶瓷膜坯体,其中,s1-s7的混料及浇注成型总时长为45min;

s8、将陶瓷膜坯体1000℃烧成后得到高温陶瓷膜材料制品。

实施例三

本实施例与实施例一相同的特征不再赘述,本实施例与实施例一不同的特征在于:

本实施例提供一种浇注成型的高温多孔陶瓷膜材料,原料配方为:

骨料碳化硅80份;章村土系结合剂11份;造孔剂核桃壳粉6份;高铝酸钙水泥1份;缓凝剂聚羧酸0.5份;减水剂三聚磷酸钠0.5份;水1份。

提供一种浇注成型方法,用于解决现有等静压成型的技术难题,具体步骤为:

s1、骨料、造孔剂预混匀得混合物一;

s2、将结合剂与高铝酸钙水泥混合均匀得混合物二;

s3、缓凝剂加入水中溶解,得到水溶液一;

s4、将3/5的水溶液一加入混合物一中搅拌均匀得混合物三;

s5、将混合物二的粉料加入混合物三中搅拌均匀得混合物四;

s6、将剩余的水溶液一加入混合物四中搅拌均匀得混合料;

s7、将混合料浇注到特制烛状模具中,恒温恒湿养护26h,脱模得到陶瓷膜坯体,其中,s1-s7的混料及浇注成型总时长为40min;

s8、将陶瓷膜坯体1150℃烧成后得到高温陶瓷膜材料制品。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

再多了解一些
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