[发明专利]制备具有高耐热性的多孔陶瓷材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备高耐热型多孔陶瓷材料的方法，所述陶瓷材料能用于 高绝热，特别是用于作为高温工艺的绝热部件的工业应用，所述陶瓷材料具有 通过挤塑或注塑形成的复杂形状。

背景技术

已知可以通过将陶瓷型材料(一般是Al₂O₃，SiO₂，TiO₂，ZrO₂，CSi，TiC， NSi和碱金属氧化物(如Na₂O，K₂O))的粉末或颗粒与选自有机物质(如乙酸、 乙酸钠、乙酸锌、丙酸)的粘结剂混合制备多孔材料体[1]。该方法需要金属氧 化物颗粒与粘结剂在低于对该混合物进行烧制和干燥的烧结温度的温度下进 行反应。

还已知制备由陶瓷和/或金属材料构成的烧结多孔体的方法[2]，该方法包 括将含陶瓷或金属材料的粉末和为水溶性聚合物(可以胶凝)的粘结树脂(粘结 剂)的粉末的含水悬浮液与发泡剂混合，所述发泡剂能激活凝胶的多孔性，使 凝胶膨胀；随温度升高，通过干燥和烧结形成多孔金属-陶瓷材料，其聚合物 部分通过热解消除。

另一种制备多孔陶瓷材料的已知方法包括：[5]在液体中将陶瓷粉末与实 心或空心的塑料粒子混合[4]，以获得悬浮液，然后干燥，并在高温炉中、在 无氧环境中进行处理，通过热解消除开始时作为陶瓷粉末的粘合剂的塑料粒 子，而形成孔隙。

还已知二氧化硅凝胶在水和碱金属氢氧化物存在下发生分解，并通过其他 组分(例如称作电解质的有机组分)进一步破坏稳定性，通过相转变，根据二 氧化硅含水悬浮液的碱度，将二氧化硅溶胶转化成凝胶，产生不同类型的凝胶 体系[3]。当通过中性试剂或酸(例如有机酸或无机酸)、酯和盐激活二氧化 硅和碱性化合物的胶体溶液稳定性破坏过程时，形成特定类型的凝胶。

获得高耐热性的多孔陶瓷材料的已知方法一般需要的技术从工程角度上 看是非常先进的，而且，要获得特定形状的耐火制品是很复杂和费力的。

而且，在已知的各种方法中，为了在工业领域中获得大量材料，运用了特 别先进和复杂但在生产费用方面并不适宜的技术。

发明内容

本发明的目标是提供一种制备多孔陶瓷材料的方法，该材料简单、便宜和 易于工业使用，并且其性能可以与已知的更复杂和技术更先进的多孔陶瓷材料 相媲美。

本发明的一个目的是提供一种制备多孔陶瓷材料的方法，该方法考虑了环 境和操作地点的卫生等方面，该多孔陶瓷材料可以用来替代传统材料如无机纤 维，传统材料是潜在的呼吸道致病源，原因是例如，加工期间散布在气氛中的 微米级粉尘，以及其对皮肤的刺激性，并且难以对相关废弃物进行处理。

本发明的另一个目的是提供一种制备多孔陶瓷材料的方法，甚至能够对这 种多孔陶瓷材料的具有非常复杂形状的空穴和间隙进行填充，即使在振动或热 膨胀引起的位移条件下，也不会随时间流逝在间隙之间形成粉尘或空隙以及材 料的不连续。

本发明的另一个目的是提供一种制备多孔陶瓷材料的方法，该陶瓷材料对 人体健康没有负面作用。

本发明的另一个目的是提供一种制备多孔陶瓷材料的方法，该陶瓷材料能 够完全再生，并将生产中的残留物用于其他应用，例如作为吸收剂粉末用于工 业油溢出，以及作为添加剂用于生产防火玻璃。

本发明的另一个目的是提供一种制备多孔陶瓷材料的方法，该陶瓷材料为 具有良好耐机械应力性的均匀形式。

本发明的另一个目的是提供一种制备多孔陶瓷材料的方法，该陶瓷材料可 以用作工业油溢出时的吸收剂粉末，用作生产防火玻璃的添加剂，以及用作具 有压电性质的材料。

本发明的另一个目的是提供一种制备多孔陶瓷材料的方法，该陶瓷材料可 用于多层材料，为多侧面、片、棒形式，可以用手工工具和机械工具进行加工。

由下面对本发明的详细描述，这一目标和这些以及其他目的将是显而易见 的，通过制备多孔陶瓷材料、特别是用于绝热的陶瓷材料的方法可以达到这一 目标和这些以及其他的目的，该制备方法包括以下步骤：

-提供第一组合物，该组合物为二氧化硅和碱金属氧化物的稳定胶体水溶 液形式；