使用蛋白質材料製造陶瓷製品的方法

2023-05-24 18:08:06 1

專利名稱：使用蛋白質材料製造陶瓷製品的方法
使用蛋白質材料製造陶瓷製品的方法相關申請的交叉參考本申請要求於2008年4月2日提交的美國臨時申請第12/080，371號的優先權。 發明領域本發明涉及使用如蛋白質或含蛋白質化合物的蛋白質材料製造陶瓷製品的方法， 還涉及形成包含蛋白質或含蛋白質化合物的批料混合物或生坯體的方法。
背景技術：
陶瓷體可以通過在高溫條件下加熱各種無機粉末的混合物的方式形成。在高溫或應力環境中使用的陶瓷體通常採用以下方式製備首先形成無機粉末、 粘結劑和液體的增塑的(「塑性」)混合物。然後，將增塑的混合物成形為生坯體，之後在高 溫下加熱生坯體形成陶瓷。發明概述本發明涉及使用如蛋白質或含蛋白質化合物的蛋白質材料製造陶瓷製品的方法， 還涉及形成包含蛋白質或含蛋白質化合物的批料混合物或生坯體的方法。在一個方面，本發明揭示一種製備陶瓷構成的製品的方法，該方法包括將至少一 種陶瓷前體無機組分和至少一種粘結劑混合形成增塑的混合物，其中，該粘結劑包含至少 一種蛋白質材料，由該增塑的混合物形成生坯體。在一些實施方式中，將所述增塑的混合物 擠出形成生坯體。在另一個方面，本發明揭示一種製備陶瓷製品的方法，該方法包括將至少一種陶 瓷前體無機組分和至少一種粘結劑混合形成增塑的混合物，其中，該粘結劑包含至少一種 蛋白質材料；將該增塑的混合物成形為生坯體；在一定溫度下加熱生坯體一定的時間，足 以使生坯體轉化為陶瓷製品。在另一個方面，本發明揭示一種用於形成陶瓷構成的製品的生坯體，該生坯體包 含至少一種陶瓷前體無機組分和至少一種蛋白質材料。本發明揭示無機材料的增塑的混合物，該混合物能更容易地成形為高體積比的生 坯體，且生坯體可用於最終形成高度耐久性的陶瓷基材。該混合物通過使用能阻止高溫時 明顯的粘度變化的粘結劑幫助減輕相關的各種問題。發明詳述在一個方面，本發明揭示一種製備陶瓷構成的製品的方法，該方法包括將至少一 種陶瓷前體無機組分和至少一種粘結劑混合形成增塑的混合物，其中，該粘結劑包含至少 一種蛋白質材料，由該增塑的混合物形成生坯體。生坯體指未燒制體，可以是經過乾燥的或 者是溼的。在批料或生坯體中，陶瓷前體可以是形成陶瓷的組分或者是陶瓷本身。陶瓷前 體可包含例如氧化物源，如氧化矽源或氧化鋁源，或者陶瓷如多鋁紅柱石。在一些實施方式 中，將所述增塑的混合物擠出形成生坯體。在一些實施方式中，增塑的混合物的Twij至少 為25°C。在一些實施方式中，增塑的混合物在剪切條件下成形，形成溼強度至少為1.9噸/平方英尺的生坯體。在一些實施方式中，蛋白質材料選自下組麩質、麩朊、麥谷蛋白、球蛋 白和胚乳。在一些實施方式中，以混合物總重量為基準計，混合物包含小於25重量％的水。 在一些實施方式中，在加熱生坯體時無機組分形成陶瓷，其中，所述陶瓷選自下組堇青石、 多鋁紅柱石、氧化鋁、磷酸鋯、碳化矽、氮化矽、氧化矽和鈦酸鋁。在一些實施方式中，無機組 分反應形成反應產物，其中，陶瓷是該反應的反應產物。在一些實施方式中，加熱過程包括 固化或燒結。在一些實施方式中，無機組分包括氧化矽、氧化鋁或氧化鈦的來源，或者它們 的組合。在一些實施方式中，混合物包含Mg0、Al203或SiO2的來源，或者它們的組合。在一 些實施方式中，混合物通過單螺杆擠出機或雙螺杆擠出機擠出，生坯體的溼強度至少為2. 0 噸/平方英尺。較好地，加熱生坯體形成陶瓷。在一些實施方式中，粘結劑還包括甲基纖維 素。在一些實施方式中，粘結劑包括麩質和甲基纖維素。在另一個方面，本發明揭示一種製備陶瓷製品的方法，該方法包括將至少一種陶 瓷前體無機組分和至少一種粘結劑混合形成增塑的混合物，其中，該粘結劑包含至少一種 蛋白質材料；將該增塑的混合物成形為生坯體；在一定溫度下加熱生坯體一定的時間，足 以使生坯體轉化為陶瓷製品。在一些實施方式中，陶瓷製品包含堇青石、鈦酸鋁或SiC，或 者它們的組合。在一些實施方式中，蛋白質材料選自下組麩質、麩朊、麥谷蛋白、球蛋白和 胚乳。在一些實施方式中，粘結劑還包括甲基纖維素。在一些實施方式中，蛋白質材料是麩 質。在一些實施方式中，成形步驟包括將增塑的混合物擠出為蜂窩體擠出物。在另一個方面，本發明揭示一種用於形成陶瓷構成的製品的生坯體，該生坯體包 含至少一種陶瓷前體(形成陶瓷)的無機組分和至少一種蛋白質材料。在一些實施方式中， 生坯體具有蜂窩體結構。可以製造用於製備陶瓷材料的生坯體。所述生坯體通過以下方式形成首先將材 料批料混合在一起，該材料批料包含至少一種陶瓷前體無機組分和至少一種粘結劑，所述 粘結劑包含至少一種蛋白質材料。將材料批料與液體溶劑如水混合，按照這種方式形成增 塑的混合物。然後將該增塑的混合物成形為生坯體。較好地，將生坯體乾燥，然後加熱該幹 燥的材料以形成燒結的陶瓷材料。使用包含蛋白質材料的粘結劑形成增塑的混合物能夠使該增塑的混合物以高速 率成形為生坯體，因為這種粘結劑能特別耐受形成生坯體時的熱積累。例如，以高速率成形 為生坯體，例如通過擠出成形為生坯體時，粘結劑隨成形過程中產生的溫度而成為高粘度 的可能性較小。因此，能以高速率擠出增塑的混合物而不會成為極端粘性的，因而降低對高 壓的需求，而在以高流速形成生坯體時常需要高壓條件。一般而言，「增塑的混合物」是可以例如通過擠出成形的完全的組分混合物，其包 含無機組分、粘結劑和液體介質或溶劑，並任選包含一種或多種成孔劑或潤滑劑，或者兩 者。在一些實施方式中，增塑的混合物包含無機組分、粘結劑、液體介質如水、一種或多種成 孔劑和一種或多種潤滑劑。「增塑的」表示該混合物充分乾燥以保證塑性。即，混合物應不含 太多的液體，特別是溶劑，因此該材料可以達到適當增塑的狀態。通過控制添加的液體量或 者使混合物具有過量的溶劑，從而在乾燥該混合物之後提供塑性的方式可獲得塑性。增塑 的混合物能容易地成形為生坯體。在充分剪切條件下，生坯體可顯示高度的剛性，與不包含 蛋白質材料的粘結劑形成的混合物相比，所述生坯體在施加剪切時粘度的增大相對較低。在一個實施方式中，無機組分是選自下組的粉末堇青石、多鋁紅柱石、氧化鋁、磷酸鋯、碳化矽、氮化矽和鈦酸鋁。在一些實施方式中，增塑的混合物包含至少一種無機粉末， 該粉末包含至少一種選自下組的化合物的來源Al203、&02、Si，SiC、Si3N4，、Si02、Zn0、B203、 BaO、La2O3> Ti02、B2O3 和 P2O5。在一個實施方式中，用於形成增塑的混合物的無機粉末包含至少一種加熱時形成 鈦酸鋁的粉末的來源；在這些實施方式中，無機粉末優選包含氧化矽、氧化鋁和氧化鈦的來 源。在另一個實施方式中，用於形成增塑的混合物的無機粉末包含至少一種加熱時形 成堇青石的粉末的來源；在這些實施方式中，無機粉末優選包含Mg0、Al203和S^2的來源。在優選實施方式中，無機粉末包含氧化鋁(Al2O3)源；在這樣的一些實施方式中， 以增塑的混合物的總重量為基準計，增塑的混合物優選包含10-55重量％的氧化鋁，更優 選包含15-50重量％的氧化鋁，更優選包含20-40重量％的氧化鋁。在一些實施方式中，無機粉末包含氧化鈦源；在這樣的一些實施方式中，以增塑 的混合物的總重量為基準計，增塑的混合物優選包含10-40重量％的氧化鈦，更優選包含 15-35重量％的氧化鈦，更優選包含20-30重量％的氧化鈦。在一組實施方式中，將增塑的 混合物成形為生坯體，然後燒制形成由鈦酸鋁構成的陶瓷製品，如在US 7, 001, 861 (Beall 等)中所述。在一些實施方式中，無機粉末包含MgO源；在這樣的一些實施方式中，以增塑的混 合物的總重量為基準計，增塑的混合物優選包含4-25重量％的MgO，更優選包含5-20重 量％的MgO，更優選包含6-15重量％的1%0。在一些實施方式中，混合物包含MgO;在這樣的一些實施方式中，至少一部分的 MgO被至少一種選自下組的化合物取代AiCKCoOJeCKMnO和Ti02。在一些實施方式中，無機粉末包含氧化矽(SiO2)源；在這樣的一些實施方式中，以 增塑的混合物總重量為基準，增塑的混合物包含2-15重量％的氧化矽源；在這樣的一些實 施方式中，增塑的混合物包含3-12重量％的氧化矽源；在這樣的一些實施方式中，增塑的 混合物包含4-10重量％的氧化矽源。在一組實施方式中，批料中存在這些比例的氧化矽 源，所述批料包含氧化矽、氧化鋁和氧化鈦的來源。在其他實施方式中，以增塑的混合物的總重量為基準，所述增塑的混合物包含 25-55重量％的氧化矽(SiO2)；在這樣的一些實施方式中，增塑的混合物包含觀-50重量％ 的氧化矽；在這樣的一些實施方式中，增塑的混合物包含30-45重量％的氧化矽。在一組實 施方式中，批料中存在這些比例的氧化矽源，所述批料包含Mg0、Al203和SW2的來源。所述粘結劑包括蛋白質材料。蛋白質材料選自下組蛋白質、含蛋白質化合物以 及它們的組合。在一些實施方式中，蛋白質材料只包含一種蛋白質。在一些實施方式中，蛋 白質材料只包含一種含蛋白質的化合物，例如麩質。在一些實施方式中，蛋白質材料只包含 一種蛋白質和一種含蛋白質的化合物。在一些實施方式中，蛋白質材料只由一種蛋白質組 成。在一些實施方式中，蛋白質材料只由一種含蛋白質的化合物例如麩質組成。在一些實 施方式中，蛋白質材料只由一種蛋白質和一種含蛋白質的化合物組成。在一些實施方式中， 粘結劑還包含非蛋白質材料，例如，纖維素基化合物，例如甲基纖維素。在一些實施方式中， 作為全部批料的無機組分的追加量，粘結劑含量為2-8重量％ ；在一些實施方式中，粘結劑 含量為3-6重量％ ；在一些實施方式中，粘結劑含量為3. 5-5重量％。在一些實施方式中，粘結劑的蛋白質材料含量大於25重量％ ；在一些實施方式中，粘結劑的蛋白質材料含量大 於40重量％ ；在這樣的一些實施方式中，粘結劑的蛋白質材料含量大於50重量％ ；在這樣 的一些實施方式中，粘結劑的蛋白質材料含量大於75重量％ ；在這樣的一些實施方式中，粘 結劑的蛋白質材料含量大於90重量％ ；在這樣的一些實施方式中，粘結劑的蛋白質材料含 量大於95重量％ ；在這樣的一些實施方式中，粘結劑的蛋白質材料含量為100重量％。在 一些實施方式中，粘結劑的蛋白質材料含量小於75重量％ ；在這樣的一些實施方式中，粘結 劑的蛋白質材料含量小於60重量％ ；在這樣的一些實施方式中，粘結劑的蛋白質材料含量 小於50重量％ ；在這樣的一些實施方式中，粘結劑的蛋白質材料含量小於40重量％ ；在這 樣的一些實施方式中，粘結劑的蛋白質材料含量小於25重量％。在一些實施方式中，粘結 劑的蛋白質材料含量為25-75重量在這樣的一些實施方式中，粘結劑的蛋白質材料含量 為30-70重量在這樣的一些實施方式中，粘結劑的蛋白質材料含量為40-60重量％。在 一個實施方式中，粘結劑包含2. 25重量％的甲基纖維素和2. 25重量％的麩質，按照為無機 批料材料的追加的重量％表示。在另一個實施方式中，粘結劑包含1.0重量％的甲基纖維 素和3. 5重量％的麩質，按照為無機批料材料的追加的重量％表示。粘結劑應包含足夠的蛋白質材料，以有效形成或控制增塑的混合物的膠凝，或者 更具體是控制增塑的混合物膠凝的開始(由膠凝初始溫度Twij表示)。在一些實施方式中， 以粘結劑總重量為基準計，粘結劑包含至少10重量％的蛋白質材料；在這樣的一些實施方 式中，粘結劑包含至少20重量％的蛋白質材料；在這樣的一些實施方式中，粘結劑包含至 少25重量％的蛋白質材料。在一些實施方式中，蛋白質材料具有高分子量；在一些實施方式中，蛋白質材料的 分子量至少為5kD ；在這樣的一些實施方式中，蛋白質材料的分子量至少為IOkD ；在這樣的 一些實施方式中，蛋白質材料的分子量至少為20kD。蛋白質材料的分子量不應高至會在生坯體成形方面對粘度產生不利影響。在一些 實施方式中，蛋白質材料的分子量不大於1，OOOkD;在這樣的一些實施方式中，蛋白質材料 的分子量不大於900kD ；在這樣的一些實施方式中，蛋白質材料的分子量不大於800kD。含蛋白質材料的粘結劑在升高的溫度下具有較高的抵抗膠凝的能力。通常，膠凝 溫度定義為粘結劑組分經歷熱轉變相時的溫度。當發生這種熱轉變時，導致的結果通常是 粘度或剛性發生不希望的增大。因為粘結劑與其他材料混合形成增塑的混合物，測量批料 的膠凝溫度更為實用。可按照初始溫度有效地測量批料膠凝溫度作用。如本文中使用「批料」來表示混 合在一起形成增塑的混合物的化合物混合物，該批料然後成形為生坯體。為了按本文報導 地測量初始溫度(Τω )，採用毛細管溫度掃描(capillary temperature sweep)測量批料 樣品(即增塑的混合物)的批料硬化溫度。使用Malvern RH7毛細管流變儀將批料樣品擠 出通過兩個用碳化鎢製造的OEM毛細管模頭。一個模頭的L/d為16(1毫米直徑)，而另一 個模頭是L/d為0. 25的小孔模頭。以1°C /分鐘的升溫速率和12. 7毫米/秒的擠出物線 性速率將增塑的材料的批料擠出。採用小孔模頭的數據來確定Τω ，因為這種模頭在溫度變化期間通常能產生平坦 的基線壓力。從高於初始掃描溫度5°C的溫度開始，在以後的15°C範圍內對壓力取平均。 在這15°C窗口範圍的平均壓力稱作P平均。由該15°C窗口建立基線壓力。獲得P平均後，計算比該值大15%的壓力。取為在1. 15PTO時的溫度。在接近粘結劑膠凝點操作的擠出機 上，擠出壓力比穩定壓力增大15%是與粘結劑轉變相關的批料流變性顯著變化的標誌。在一些實施方式中，增塑的混合物的Tmi至少為25°C;在這樣的一些實施方式中， 增塑的混合物的Tmi至少為30°C ；在這樣的一些實施方式中，增塑的混合物的Twij至少為 350C ；在這樣的一些實施方式中，增塑的混合物的Tmi至少為40°C。在一些實施方式中，蛋白質材料是麩質。在一些實施方式中，蛋白質中麩質含量至 少為50重量％ ；在這樣的一些實施方式中，蛋白質中麩質含量至少為75重量％ ；在這樣的 一些實施方式中，蛋白質中麩質含量至少為85重量％。其他合適的蛋白質材料的例子包括 麩朊、麥谷蛋白、球蛋白和白蛋白。麩朊是一種醇溶谷蛋白，是植物蛋白。一個例子中，小麥麩朊含約52. 7重量％的 碳，約17. 7重量％的氮、約21. 7重量％的氧、約6. 9重量％的氫和約1. 0重量％的硫；它由 約18個胺基酸組成，約40重量％是穀氨酸。麥谷蛋白是以顯著百分比存在於小麥粉中的一種蛋白質。麥谷蛋白包含18種胺基酸。球蛋白是對由50%飽和硫酸銨沉澱的血清蛋白的異質組的一個成員的統稱，因此 不同於白蛋白，該蛋白以最高濃度存在於常規血清中。球蛋白一般受熱凝結，不溶解於水， 但溶解於鹽、強酸和強鹼的稀溶液。白蛋白是普遍存在的水溶性蛋白，容易受熱凝結。白蛋白可進一步水解為α-氨 基酸或其衍生物。在一些實施方式中，蛋白質材料含有至少約80重量％的蛋白。在其他實施方式 中，蛋白質材料含有約5-15重量％的脂類。在其他實施方式中，蛋白質材料含有約0. 5-10 重量％的碳水化合物。在一些實施方式中，按照在蛋白質材料為幹態(含約小於0. 1重量％的水分)時 測定，蛋白質材料的粒度分布使得該材料基本上所有顆粒(優選至少99%的顆粒)的粒度 小於250微米。在一些實施方式中，蛋白質材料的平均粒度不大於約150微米。在一些實 施方式中，基本上所有的蛋白質材料的顆粒(優選至少99%的顆粒)的粒度小於約250微 米，蛋白質材料的平均粒度不大於約150微米。蛋白質材料除了含有蛋白質或含蛋白質化合物外還可含有其他組分。這些組分通 過化學或機械締合，包括作為簡單混合物的締合，與蛋白部分結合。在一些實施方式中，粘結劑還包含至少一種纖維素基化合物。較好地，至少一種纖 維素基化合物選自下組甲基纖維素、乙基羥基乙基纖維素、羥基丁基甲基纖維素、羥基甲 基纖維素、羥基丙基甲基纖維素、羥基乙基甲基纖維素、羥基丁基纖維素、羥基乙基纖維素、 羥基丙基纖維素和羧基甲基纖維素鈉，以及它們的組合。在一些實施方式中，以粘結劑的總重量為基準，粘結劑包含小於90重量％的任何 一種纖維素基化合物；在這樣的一些實施方式中，粘結劑包含小於80重量％的任何一種纖 維素基化合物；在這樣的一些實施方式中，粘結劑包含小於75重量％的任何一種纖維素基 化合物。在一些實施方式中，如果存在一種或多種纖維素基化合物，則以粘結劑的總重量為 基準計，粘結劑中所述一種或多種纖維素基化合物的總含量小於90重量％ ；在這樣的一些 實施方式中，粘結劑中所述一種或多種纖維素基化合物的總含量小於80重量％ ；在這樣的一些實施方式中，粘結劑中所述一種或多種纖維素基化合物的總含量小於75重量％。混合物還包含至少一種加工助劑，所述加工助劑選自潤滑劑、增塑劑、成孔劑和 溶劑。較好地，混合物包含水作為溶劑。混合物不應含有太多的液體溶劑(如水)，使該材料 在成形為生坯體之前可處於適當的增塑的狀態。在一些實施方式中，以增塑的混合物總重 量為基準計，增塑的混合物含有小於25重量％的溶劑；在這樣的一些實施方式中，混合物 含有小於20重量％的溶劑；在這樣的一些實施方式中，混合物含有小於15重量％的溶劑。 在一些實施方式中，以增塑的混合物總重量為基準計，增塑的混合物包含小於25重量％的 水；在這樣的一些實施方式中，混合物包含小於20重量％的水；在這樣的一些實施方式中， 混合物包含小於15重量％的水。由該增塑的混合物形成的生坯體優選通過例如剪切向增塑的混合物施加應力形 成，例如使所述混合物從螺杆擠出機如單螺杆擠出機或雙螺杆擠出機通過。形成的生坯體 能夠自立，顯示高硬度。如本文所用，溼強度採用ELE國際針入度儀(International Penetrometer) 29-37 測量。較好地，增塑的混合物在剪切下成形，形成溼強度至少為1. 9 噸/平方英尺、更優選至少2. 0噸/平方英尺、更優選至少2. 5噸/平方英尺的生坯體。在一些實施方式中，增塑的混合物通過以下方式製備首先將無機粉末與粘結劑 在溶劑中混合，提供增塑的混合物。可以通過例如烘箱乾燥或者噴霧乾燥從該混合物除去 溶劑。在一些實施方式中，無機粉末與粘結劑混合在一起，然後加入溶劑形成增塑的混 合物。然後將該增塑的混合物成形為生坯體。粘結劑體系中的各組分可以與無機粉末混合 在一起製備陶瓷材料和粘結劑體系的優選的密切混合物。例如，粘結劑體系的所有成分可 以先相互混合，之後將粘結劑混合物與無機粉末混合。或者，將粘結劑體系的組分一個接 一個地加入無機粉末中，或者可以加入預先製備的粘結劑體系的兩個或更多個組分的混合 物。較好地，無機粉末和粘結劑組分通過捏合方式均勻混合。然後將製成的增塑的混合物成形為生坯體，例如採用擠出，特別是通過擠出模頭， 注塑，粉漿澆鑄，離心澆鑄、壓力澆鑄或幹壓制的方式。在一些實施方式中，成形過程為製得 的生坯體提供高程度的剪切。製備的生坯體然後乾燥，例如通過熱風、微波或介電乾燥。燒制條件依據工藝條件如特定組合物、生坯體尺寸和設備性能可以變化。在一 些實施方式中，燒制條件可包括加熱生坯體至約1350-1450°C的溫度，在該溫度下保持約 6-16小時，然後將成形的陶瓷材料冷卻回到室溫。在一組實施方式中，生坯體經過燒制形成 包含鈦酸鋁的陶瓷製品，例如在US7，001, 861 (Beall等)中所述。由該生坯體製成的陶瓷製品可以用於例如作為催化劑載體或者流通型基材，或過 濾器例如用於處理廢氣流的微粒過濾器(如，柴油機微粒過濾器)。陶瓷優選是多孔陶瓷。在一些實施方式中，陶瓷製品是多孔結構，例如蜂窩體結構。蜂窩體是具有進口和 出口端或面的多孔體，壁的多樣性限定出孔道或通道。在壁流式過濾器中，壁是多孔性的。 蜂窩體的孔道密度可以例如為約10個孔/英寸2 (1. 5個孔/釐米2)至600個孔/英寸2 (93 個孔/釐米2)。多孔結構的表面優選具有延伸到該結構內的孔。在一個實施方式中，將至少一部分的孔道堵塞。在一些實施方式中，在孔的端部進行堵塞。在一些實施方式中，一部分的孔 道在出口端堵塞，但這些孔道並不對應於在進口端堵塞的那些孔道。在堵塞型蜂窩體過濾器中，廢氣流通過在進口端的開放孔道流入結構中，然後通 過多孔的孔道壁，再通過出口端的開放孔道從該結構排出。這種類型的過濾器通常稱作「壁 流式」過濾器，因為堵塞孔道(如交替堵塞孔道)產生的流動路徑要求被處理的流體流過多 孔的陶瓷壁，然後從過濾器排出。還可以使用橫向流動的結構。實施例下面通過以下實施例進一步闡述本發明。通過將作為原料的無機粉末混合在一起製備乾粉末的批料。然後將該原料與包括 成孔劑和粘結劑的添加劑在Littleford中混合，獲得均勻乾燥的摻混物。可以替代使用其 他合適的混合器。然後將批料轉移到塑化混合器(或研磨機)中，在幹組分中加入足量的 水形成增塑的批料。任選地，在Littleford或其他合適混合器中將無機粉末、成孔劑和粘 結劑幹混合在一起，然後向幹混合物中加入水。將製得的混合物摻混約10-15分鐘製備增 塑的混合物。然後將該增塑的混合物擠出形成生坯體。測量該生坯體的溼強度和1^_。一 組批料的測量結果示於表1，另一組批料的測量結果示於表2。表 權利要求
1.一種製造由陶瓷構成的製品的方法，該方法包括將至少一種陶瓷前體無機組分和至少一種粘結劑混合，形成增塑的混合物，其中，該粘 結劑包含至少一種蛋白質材料；和將該增塑的混合物擠出，由擠出的增塑的混合物形成生坯體。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述增塑的混合物的Tmi至少為25°C。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，將所述增塑的混合物在剪切下成形，形成溼 強度至少為1. 9噸/平方英尺的生坯體。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述蛋白質材料選自下組麩質、麩朊、麥谷 蛋白、球蛋白和胚乳。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，以所述增塑的混合物的總重量為基準，該混 合物包含小於25重量％的水。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在加熱生坯體時所述無機組分形成陶瓷，其 中，所述陶瓷選自下組堇青石、多鋁紅柱石、氧化鋁、磷酸鋯、碳化矽、氮化矽、氧化矽和鈦 酸鋁。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述無機組分包括氧化矽、氧化鋁或氧化鈦 的來源，或者它們的組合。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述混合物包含Mg0、Al203或S^2的來源， 或者它們的組合。
9.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述混合物通過單螺杆擠出機或者雙螺杆 擠出機擠出，所述生坯體的溼強度至少為1. 9噸/平方英尺。
10.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，對所述生坯體加熱形成陶瓷。
11.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述粘結劑還包括甲基纖維素。
12.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述粘結劑包括麩質和甲基纖維素。
13.一種製造陶瓷製品的方法，該方法包括將至少一種陶瓷前體無機組分和至少一種粘結劑混合，形成增塑的混合物，其中，該粘 結劑包含至少一種蛋白質材料；將所述增塑的混合物成形為生坯體；在足以將該生坯體轉化為陶瓷製品的溫度和時間下加熱該生坯體。
14.如權利要求13所述的方法，其特徵在於，所述陶瓷製品包含堇青石、鈦酸鋁、或 SiC，或者它們的組合。
15.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，所述蛋白質材料選自下組麩質、麩朊、麥 谷蛋白、球蛋白和胚乳。
16.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，所述粘結劑還包括甲基纖維素。
17.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，所述蛋白質材料是麩質。
18.如權利要求13所述的方法，其特徵在於，所述成形步驟包括將增塑的混合物擠出 為蜂窩體擠出物。
19.一種用於成形為由陶瓷構成的製品的生坯體，該生坯體包含至少一種陶瓷前體無 機組分和至少一種蛋白質材料。
20.如權利要求19所述的生坯體，其特徵在於，該生坯體具有蜂窩體結構。
全文摘要
本發明揭示一種製造陶瓷製品的方法，該方法包括將至少一種陶瓷前體無機組分與至少一種粘結劑混合，形成增塑的混合物，其中，該粘結劑包含一種蛋白質材料。將該混合物擠出形成生坯體。加熱該生坯體形成陶瓷製品。
文檔編號C04B35/632GK102046565SQ200980121248
公開日2011年5月4日 申請日期2009年4月1日 優先權日2008年4月2日
發明者A·C·戈傑斯, C·J·沃倫, D·L·坦南特, T·J·德納卡 申請人:康寧股份有限公司