一種保溫複合陶瓷材料及其製備方法與流程

2023-12-01 23:58:21

本發明涉及材料技術領域，具體是一種保溫複合陶瓷材料。

背景技術：

由於多孔陶瓷具有低密度、高滲透率、耐腐蝕、良好的隔熱性能、耐高溫和使用壽命長等優點，它們可用作高溫氣體過濾器、固體顆粒過濾器、熔融金屬過濾器，用於在高溫下使用需要抗化學腐蝕、滲透性好的設備上，以及作為物理分離用隔板，處理化工廠廢物和汽車尾氣的催化劑載體等方面。它們還可用作耐火材料、隔熱材料、傳感器、熱敏電阻和多孔壓電陶瓷、熱交換器等。此外，它們在生物醫用領域也具有潛在的應用前景。總之，多孔陶瓷已被廣泛應用於冶金、化工、能源、環保、生物等領域。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種保溫複合陶瓷材料，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種保溫複合陶瓷材料，以重量份計，由以下原料組成：黏土5-10份、高嶺土10-20份、鋯酸鈣2-4份、麥飯石8-12份、氫氧化鋁粉末8-10份、陶瓷顆粒40-60份、三聚氰胺5-10份、聚苯胺2-4份、乙酸戊酯2-4份、苯扎溴銨2-4份、單巰基乙酸甘油酯2-4份、木質素磺酸鹽2-4份。

作為本發明進一步的方案：以重量份計，由以下原料組成：黏土6-9份、高嶺土13-18份、鋯酸鈣2-4份、麥飯石9-11份、氫氧化鋁粉末8-10份、陶瓷顆粒43-54份、三聚氰胺6-8份、聚苯胺2-4份、乙酸戊酯2-4份、苯扎溴銨2-4份、單巰基乙酸甘油酯2-4份、木質素磺酸鹽2-4份。

作為本發明進一步的方案：以重量份計，由以下原料組成：黏土8份、高嶺土15份、鋯酸鈣3份、麥飯石10份、氫氧化鋁粉末9份、陶瓷顆粒50份、三聚氰胺7份、聚苯胺3份、乙酸戊酯3份、苯扎溴銨3份、單巰基乙酸甘油酯3份、木質素磺酸鹽3份。

一種保溫複合陶瓷材料的製備方法，具體步驟為：

（1）將黏土、高嶺土、鋯酸鈣、麥飯石、氫氧化鋁粉末及陶瓷顆粒混勻，隨後放進爐中進行煅燒，煅燒溫度為800-900℃，直至全部融化，隨即進行降溫處理，每隔5min降低10℃並不斷使用氮氣吹打，降低至20℃停止降溫，製得混合粉末；

（2）在反應釜中，添加混合粉末、三聚氰胺、聚苯胺、乙酸戊酯、單巰基乙酸甘油酯，反應壓強為0.5-0.8MPa，反應溫度為40-50℃，反應時間不超過1h，反應結束後，自然晾乾，製得固體粉末，待用；

（3）將苯扎溴銨和木質素磺酸鹽加入到固體粉末中，接著加入純水，不斷攪拌，攪拌速度為1000-2000r/min，攪拌溫度為80-90℃，攪拌時間不超過30min，攪拌後將固體粉末過濾獲得，真空冷凍乾燥即得。

作為本發明進一步的方案：具體步驟（1）中煅燒溫度為850℃。

作為本發明進一步的方案：具體步驟（2）中反應壓強為0.7MPa，反應溫度為45℃。

作為本發明進一步的方案：具體步驟（3）中控制加入的固液比為1:15。

作為本發明進一步的方案：具體步驟（3）中攪拌速度為1500r/min，攪拌溫度為85℃。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明製備的保溫複合陶瓷材料，具有大量微氣孔、保溫隔熱性能優良、抗壓強度高、耐拉伸強度大。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。

實施例1

一種保溫複合陶瓷材料，以重量份計，由以下原料組成：黏土5份、高嶺土10份、鋯酸鈣2份、麥飯石8份、氫氧化鋁粉末8份、陶瓷顆粒40份、三聚氰胺5份、聚苯胺2份、乙酸戊酯2份、苯扎溴銨2份、單巰基乙酸甘油酯2份、木質素磺酸鹽2份。

一種保溫複合陶瓷材料的製備方法，具體步驟為：

（1）將黏土、高嶺土、鋯酸鈣、麥飯石、氫氧化鋁粉末及陶瓷顆粒混勻，隨後放進爐中進行煅燒，煅燒溫度為800℃，直至全部融化，隨即進行降溫處理，每隔5min降低10℃並不斷使用氮氣吹打，降低至20℃停止降溫，製得混合粉末；

（2）在反應釜中，添加混合粉末、三聚氰胺、聚苯胺、乙酸戊酯、單巰基乙酸甘油酯，反應壓強為0.5MPa，反應溫度為40℃，反應時間不超過1h，反應結束後，自然晾乾，製得固體粉末，待用；

（3）將苯扎溴銨和木質素磺酸鹽加入到固體粉末中，接著加入純水，不斷攪拌，攪拌速度為1000r/min，攪拌溫度為80℃，攪拌時間不超過30min，攪拌後將固體粉末過濾獲得，真空冷凍乾燥即得。

其中：具體步驟（3）中控制加入的固液比為1:15。

實施例2

一種保溫複合陶瓷材料，以重量份計，由以下原料組成：黏土6份、高嶺土13份、鋯酸鈣2份、麥飯石9份、氫氧化鋁粉末8份、陶瓷顆粒43份、三聚氰胺6份、聚苯胺2份、乙酸戊酯2份、苯扎溴銨2份、單巰基乙酸甘油酯2份、木質素磺酸鹽2份。

一種保溫複合陶瓷材料的製備方法，具體步驟為：

（1）將黏土、高嶺土、鋯酸鈣、麥飯石、氫氧化鋁粉末及陶瓷顆粒混勻，隨後放進爐中進行煅燒，煅燒溫度為850℃，直至全部融化，隨即進行降溫處理，每隔5min降低10℃並不斷使用氮氣吹打，降低至20℃停止降溫，製得混合粉末；

（2）在反應釜中，添加混合粉末、三聚氰胺、聚苯胺、乙酸戊酯、單巰基乙酸甘油酯，反應壓強為0.7MPa，反應溫度為45℃，反應時間不超過1h，反應結束後，自然晾乾，製得固體粉末，待用；

（3）將苯扎溴銨和木質素磺酸鹽加入到固體粉末中，接著加入純水，不斷攪拌，攪拌速度為1500r/min，攪拌溫度為85℃，攪拌時間不超過30min，攪拌後將固體粉末過濾獲得，真空冷凍乾燥即得。

其中：具體步驟（3）中控制加入的固液比為1:15。

實施例3

一種保溫複合陶瓷材料，以重量份計，由以下原料組成：黏土8份、高嶺土15份、鋯酸鈣3份、麥飯石10份、氫氧化鋁粉末9份、陶瓷顆粒50份、三聚氰胺7份、聚苯胺3份、乙酸戊酯3份、苯扎溴銨3份、單巰基乙酸甘油酯3份、木質素磺酸鹽3份。

一種保溫複合陶瓷材料的製備方法，具體步驟為：

（1）將黏土、高嶺土、鋯酸鈣、麥飯石、氫氧化鋁粉末及陶瓷顆粒混勻，隨後放進爐中進行煅燒，煅燒溫度為850℃，直至全部融化，隨即進行降溫處理，每隔5min降低10℃並不斷使用氮氣吹打，降低至20℃停止降溫，製得混合粉末；

（2）在反應釜中，添加混合粉末、三聚氰胺、聚苯胺、乙酸戊酯、單巰基乙酸甘油酯，反應壓強為0.7MPa，反應溫度為45℃，反應時間不超過1h，反應結束後，自然晾乾，製得固體粉末，待用；

（3）將苯扎溴銨和木質素磺酸鹽加入到固體粉末中，接著加入純水，不斷攪拌，攪拌速度為1500r/min，攪拌溫度為85℃，攪拌時間不超過30min，攪拌後將固體粉末過濾獲得，真空冷凍乾燥即得。

其中：具體步驟（3）中控制加入的固液比為1:15。

實施例4

一種保溫複合陶瓷材料，以重量份計，由以下原料組成：黏土9份、高嶺土18份、鋯酸鈣4份、麥飯石11份、氫氧化鋁粉末10份、陶瓷顆粒54份、三聚氰胺8份、聚苯胺4份、乙酸戊酯4份、苯扎溴銨4份、單巰基乙酸甘油酯4份、木質素磺酸鹽4份。

一種保溫複合陶瓷材料的製備方法，具體步驟為：

（1）將黏土、高嶺土、鋯酸鈣、麥飯石、氫氧化鋁粉末及陶瓷顆粒混勻，隨後放進爐中進行煅燒，煅燒溫度為900℃，直至全部融化，隨即進行降溫處理，每隔5min降低10℃並不斷使用氮氣吹打，降低至20℃停止降溫，製得混合粉末；

（2）在反應釜中，添加混合粉末、三聚氰胺、聚苯胺、乙酸戊酯、單巰基乙酸甘油酯，反應壓強為0.8MPa，反應溫度為50℃，反應時間不超過1h，反應結束後，自然晾乾，製得固體粉末，待用；

（3）將苯扎溴銨和木質素磺酸鹽加入到固體粉末中，接著加入純水，不斷攪拌，攪拌速度為2000r/min，攪拌溫度為90℃，攪拌時間不超過30min，攪拌後將固體粉末過濾獲得，真空冷凍乾燥即得。

其中：具體步驟（3）中控制加入的固液比為1:15。

實施例5

一種保溫複合陶瓷材料，以重量份計，由以下原料組成：黏土10份、高嶺土20份、鋯酸鈣4份、麥飯石12份、氫氧化鋁粉末10份、陶瓷顆粒60份、三聚氰胺10份、聚苯胺4份、乙酸戊酯4份、苯扎溴銨4份、單巰基乙酸甘油酯4份、木質素磺酸鹽4份。

一種保溫複合陶瓷材料的製備方法，具體步驟為：

（1）將黏土、高嶺土、鋯酸鈣、麥飯石、氫氧化鋁粉末及陶瓷顆粒混勻，隨後放進爐中進行煅燒，煅燒溫度為900℃，直至全部融化，隨即進行降溫處理，每隔5min降低10℃並不斷使用氮氣吹打，降低至20℃停止降溫，製得混合粉末；

（2）在反應釜中，添加混合粉末、三聚氰胺、聚苯胺、乙酸戊酯、單巰基乙酸甘油酯，反應壓強為0.8MPa，反應溫度為50℃，反應時間不超過1h，反應結束後，自然晾乾，製得固體粉末，待用；

（3）將苯扎溴銨和木質素磺酸鹽加入到固體粉末中，接著加入純水，不斷攪拌，攪拌速度為2000r/min，攪拌溫度為90℃，攪拌時間不超過30min，攪拌後將固體粉末過濾獲得，真空冷凍乾燥即得。

其中：具體步驟（3）中控制加入的固液比為1:15。

對比例1

一種保溫複合陶瓷材料，以重量份計，由以下原料組成：高嶺土15份、鋯酸鈣3份、氫氧化鋁粉末9份、陶瓷顆粒50份、三聚氰胺7份、聚苯胺3份、乙酸戊酯3份、單巰基乙酸甘油酯3份、木質素磺酸鹽3份。

一種保溫複合陶瓷材料的製備方法，具體步驟為：

（1）將高嶺土、鋯酸鈣、氫氧化鋁粉末及陶瓷顆粒混勻，隨後放進爐中進行煅燒，煅燒溫度為850℃，直至全部融化，隨即進行降溫處理，每隔5min降低10℃並不斷使用氮氣吹打，降低至20℃停止降溫，製得混合粉末；

（2）在反應釜中，添加混合粉末、三聚氰胺、聚苯胺、乙酸戊酯、單巰基乙酸甘油酯，反應壓強為0.7MPa，反應溫度為45℃，反應時間不超過1h，反應結束後，自然晾乾，製得固體粉末，待用；

（3）將木質素磺酸鹽加入到固體粉末中，接著加入純水，不斷攪拌，攪拌速度為1500r/min，攪拌溫度為85℃，攪拌時間不超過30min，攪拌後將固體粉末過濾獲得，真空冷凍乾燥即得。

其中：具體步驟（3）中控制加入的固液比為1:15。

對比例2

一種保溫複合陶瓷材料，以重量份計，由以下原料組成：黏土8份、高嶺土15份、鋯酸鈣3份、麥飯石10份、陶瓷顆粒50份、三聚氰胺7份、聚苯胺3份、苯扎溴銨3份、木質素磺酸鹽3份。

一種保溫複合陶瓷材料的製備方法，具體步驟為：

（1）將黏土、高嶺土、鋯酸鈣、麥飯石及陶瓷顆粒混勻，隨後放進爐中進行煅燒，煅燒溫度為850℃，直至全部融化，隨即進行降溫處理，每隔5min降低10℃並不斷使用氮氣吹打，降低至20℃停止降溫，製得混合粉末；

（2）在反應釜中，添加混合粉末、三聚氰胺、聚苯胺，反應壓強為0.7MPa，反應溫度為45℃，反應時間不超過1h，反應結束後，自然晾乾，製得固體粉末，待用；

（3）將苯扎溴銨和木質素磺酸鹽加入到固體粉末中，接著加入純水，不斷攪拌，攪拌速度為1500r/min，攪拌溫度為85℃，攪拌時間不超過30min，攪拌後將固體粉末過濾獲得，真空冷凍乾燥即得。

其中：具體步驟（3）中控制加入的固液比為1:8。

對比例3

一種保溫複合陶瓷材料，以重量份計，由以下原料組成：黏土8份、高嶺土15份、鋯酸鈣3份、麥飯石10份、氫氧化鋁粉末9份、陶瓷顆粒50份、聚苯胺3份、乙酸戊酯3份、苯扎溴銨3份、單巰基乙酸甘油酯3份。

一種保溫複合陶瓷材料的製備方法，具體步驟為：

（1）將黏土、高嶺土、鋯酸鈣、麥飯石、氫氧化鋁粉末及陶瓷顆粒混勻，隨後放進爐中進行煅燒，煅燒溫度為850℃，直至全部融化，隨即進行降溫處理，每隔5min降低10℃並不斷使用氮氣吹打，降低至20℃停止降溫，製得混合粉末；

（2）在反應釜中，添加混合粉末、聚苯胺、乙酸戊酯、單巰基乙酸甘油酯，反應壓強為0.7MPa，反應溫度為45℃，反應時間不超過1h，反應結束後，自然晾乾，製得固體粉末，待用；

（3）將苯扎溴銨加入到固體粉末中，接著加入純水，不斷攪拌，攪拌速度為1500r/min，攪拌溫度為85℃，攪拌時間不超過30min，攪拌後將固體粉末過濾獲得，真空冷凍乾燥即得。

其中：具體步驟（3）中控制加入的固液比為1:10。

綜上所述，將本發明實施例1-5製備及對比例1-3製備的複合陶瓷材料進行測試；本發明實施例1-5製備的複合陶瓷材料，密度為1.69-1.75g/cm3，蓄熱係數大於1.82w/m3·k，抗壓強度大於90MPa，抗拉伸強度大於32MPa；而對比例1-3製備的複合陶瓷材料，密度為1.84-2.01g/cm3，蓄熱係數為1.42-1.65w/m3·k，抗壓強度為53-68MPa，抗拉伸強度為18-24MPa。

上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利並不限於上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。