[发明专利]泡沫陶瓷材料的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及泡沫陶瓷材料的制造方法。

背景技术

泡沫陶瓷材料的发展始于20世纪70年代，是一种具有高温特性的多孔材料。其孔径从纳米级到微米级不等，气孔率在20％～95％之间，使用温度为常温～1600℃。我国在20世纪80年代初开展泡沫陶瓷研究工作，近20年来，先后有十几家科研机构和厂家报道了泡沫陶瓷制品的研究。泡沫陶瓷由于具有气孔率高、比表面积大、抗热震、耐高温、耐化学腐蚀及良好的机械强度和过滤吸附性能，广泛应用于热交换材料，布气材料，汽车尾气装置，净化冶金工业过滤熔融态金属，热能回收，轻工喷涂行业，工业污水处理，隔热隔音材料，用作化学催化剂载体，电解隔膜及分离分散元件等。近年来，多孔陶瓷的应用领域又扩展到航空领域、电子领域、医用材料领域及生物化学领域等。多孔陶瓷的广泛应用已引起了全球材料界的高度重视，因此，制备高强度、孔径均匀、性能稳定、高度有序的泡沫陶瓷体，拓宽和开发泡沫陶瓷在国内各行业中的应用十分必要。

泡沫陶瓷制备方法有：发泡法、溶胶凝胶法、添加造孔剂法、有机前驱体浸渍法、凝胶注模工艺、自蔓延高温合成工艺、泡沫前体反应法、有机泡沫堆积法、颗粒堆积工艺、水热-热静压工艺、微波加热工艺、分相滤出法、固-气共晶法、木材热解构架法等泡沫陶瓷制备方法等。朱新文等采用三维网状有机泡沫为载体，先用浸渍工艺制备出高孔隙率且几乎没有堵孔的网眼坯子，经排塑、预烧处理获得具有一定强度的预制体。专利CN1272472公开了一种吸声用泡沫陶瓷材料及其制造方法：水泥及固体颗粒与水均匀搅拌成浆料，将有机海绵体浸渍其中得到坯料，取出后自然硬化。专利CN101274834公开了一种铸石吸声板，水泥、固体颗粒、有机粘接剂与水混合搅拌均匀，制得浆料，再将开口孔隙率为70～80％的聚氨酯泡沫载体浸入浆料中制得坯料，最后将坯料振动除去多余的浆料，自然固化后制得成品。这两种方法由于含有聚氨酯海绵，耐老化、耐候性较差，强度较低；同时海绵会增加制造成本，又带来环境污染。专利CN1296933公开了一种陶瓷吸声材料，该陶瓷材料通过以下过程获得：向至少一种选自于耐火粘土和耐火粘土熟料的成分中加入可燃性成孔材料，并烧结该掺合物，得到泡沫陶瓷。这种方法必须采用可燃烧的造孔剂，大量可燃性造孔剂如煤粉、锯木粉等，不仅消耗能源，带来环境污染，还存在原料来源问题。为解决上述问题，发明人进行了长期的研究试验，终于有了新的发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种泡沫陶瓷材料制造方法。

本发明的技术方案是：利用凝胶成型工艺制备泡沫陶瓷，具体工艺步骤包括：

1.将高分子聚合物与溶剂混合，配制浓度为1-4％的有机高分子聚合物溶液，按体积比20-40％加入陶瓷泥，球磨2-3小时，过200目筛，制备成固相体积含量在20-40％的悬浮体浆料；将浆料倒入模具内，冷却至室温，静置2-4小时，脱模干燥实现陶瓷泥的固化，得到泡沫陶瓷坯体；

有机高分子聚合物可以是结冷胶或琼脂，也可以是聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、聚苯乙烯；有机高分子聚合物溶液浓度为1-4％；溶剂可以是水或丙酮肟或异丙醇或叔丁醇及其混合物。

2.将泡沫陶瓷坯体脱模，湿坯体在溶剂挥发的温度条件下烘干或红外干燥，控制干燥速度，使坯体的干燥收缩量少于1％，同时回收溶剂，得到具有开孔结构的干坯。

3.干燥后的陶瓷坯体在陶瓷烧成炉中按照3-4℃/min的升温速度升至500℃，保温一小时进行排胶，确保有机物全部排除；再以5℃/min升至1250-1300℃保温2小时，得到整体气孔率为50-85％的泡沫陶瓷吸声材料。

本发明产品孔径均匀，整体气孔率为50-85％，强度为15-50MPa，性能稳定，是一种理想的泡沫陶瓷吸声材料。本产品可用于高速公路、高速铁路、轻轨、高架桥、铁路、地铁等交通市政设施的隔音屏障，城市地下通道降噪吊顶，商业城、办公大楼和体育馆的建筑声学装修，中央空调机房和柴油发电机房噪声治理和大型工业试验室等各种环保降噪和建筑声学装修工程，也可用于工矿企业高噪音机房、卡拉OK房等及建筑物的天花板、墙板作吸声隔热材料等。

具体实施方式

以下结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些具体实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例一