[发明专利]一种多功能蜂窝陶瓷蓄热体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及蜂窝陶瓷蓄热体制造领域，尤其涉及一种薄壁超超大规格多功能蜂窝陶瓷蓄热体及其制备方法。

背景技术

蜂窝陶瓷由于具有比表面积大，热容量大，热胀系数小，耐温性能好，耐腐蚀性强等特点，广泛应用于蓄热体、催化剂及其载体、烟气过滤和水过滤用陶瓷膜载体。特别是在蓄热式燃烧技术领域，蓄热式蜂窝陶瓷由于良好的蓄放热性能、高温性能和抗热冲击性能，在加热炉等工业窑炉上应用广泛。

蜂窝陶瓷蓄热体的换热面积与蜂窝陶瓷孔径和壁厚有直接关系。蜂窝陶瓷蓄热体产品孔径越小、壁厚越薄，表面积越大，换热面积也越大，蓄放热性能越好。而薄壁蜂窝体的生产要求湿坯具有良好的保形性和干燥性能，这就对蜂窝陶瓷性能提出了新的要求。由于蜂窝陶瓷原料大多数不具备粘性，因此选择什么样的组分和各组分如何配比对蜂窝陶瓷蓄热体性能有很大相关性。

发明内容

本发明提供了多功能蜂窝陶瓷蓄热体及其制备方法，对截面最小尺寸超过100*100mm（100cm²），孔距壁厚比大于6，孔径长度比大于120的蜂窝体有很强的实用性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种多功能蜂窝陶瓷蓄热体，其特征是该蓄热体包括无机粉料和添加剂，所述添加剂包括有机粘结剂，润滑剂，有机增塑、保湿剂，按无机粉料100重量份计算，其中有机粘结剂为3.5～6.0重量份，有机增塑及保湿剂0.2～3.5重量份，润滑剂为3.5～6重量份；所述无机粉料包括以下配比的组分：焦宝石20～30%；刚玉3～8%；氧化铝1～5%；高岭土8～12%；长石15～20%；石英10～20%；堇青石10～15%。

作为优选，所述有机粘结剂为树脂、纤维素、纤维素衍生物、纤维素钠中的一种或多种混合物。

作为优选，所述有机粘结剂可以为甲基纤维素、羟乙基纤维素、氰乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙烯醇（HPMC）、羧甲基纤维素（PVA）、乙基纤维素（CMC）、改性淀粉中的一种或多种组合。

作为优选，所述有机增塑及保湿剂可为聚环氧乙烷。

作为优选，所述有机增塑及保湿剂为聚氧化乙烯PEO、聚乙二醇PEG400、聚乙二醇PEG1500、甘油中的一种或多种组合。

作为优选，所述润滑剂为植物油或多种植物油的混合物。要求在0℃以上为液态，成分均匀，水份含量和固态杂质含量在1%以下，燃烧后灰分占比在0.5%以下。

作为优选，所述润滑剂可以为桐油、菜籽油、豆油、花生油、芝麻油等工业用油中的一种或多种组合。

作为优选，所述添加剂还包括作为溶剂的水。

一种多功能蜂窝陶瓷蓄热体制备方法，包括以下步骤：

1.将有机粘结剂，有机增塑、保湿剂粉末与蜂窝陶瓷原料预混、过筛后，在捏合机中边搅拌边加入适量的水，捏合到使粉料中的添加剂润湿吸收水份后，再加入润滑剂，捏合成泥料备用；

2. 将泥料在真空挤制机初练，初练时相对真空度大于或等于-0.08MPa，制成较为密实的泥块；

3.将泥块进入陈腐工序，陈腐时，环境温度为5～30℃，陈腐时间大于或等于24小时，经真空精炼、真空挤制成所需规格的蜂窝体坯料；

4.蜂窝体坯料再送入干燥机内定型、干燥，烧制制得成品。

一种多功能蜂窝陶瓷蓄热体制备方法，包括以下步骤：

1. 将有机粘结剂，有机增塑、保湿剂粉末配制成混合液，将蜂窝陶瓷粉料倒入捏合机中，边搅拌边加入相应量的混合液，再加入适量的水，捏合到使粉料中的添加剂润湿吸收水份后，再加入润滑剂，捏合成泥料备用；

2.将泥料在真空挤制机初练，初练时相对真空度大于或等于-0.08MPa，制成较为密实的泥块；

3.将泥块进入陈腐工序，陈腐时，环境温度为5～30℃，陈腐时间大于或等于24小时，经真空精炼、真空挤制成所需规格的蜂窝体坯料；

4.蜂窝体坯料再送入干燥机内定型、干燥，烧制制得成品。

本发明中，有机粘结剂为易溶于水且溶液具有高粘度，通常为高分子聚合物，其网状结构在蜂窝陶瓷蓄热体成型中起着粘结颗粒粉末、稳固湿坯形状的作用。有机增塑剂常温下为固态，易溶于水，在成型中起着降低成型压力的作用。保湿剂为易溶于水且吸水性强的物质，可防止湿坯在干燥过程中开裂。润滑剂为植物油，降低泥料与其所接触的部件之间的摩擦力，减少模具磨损，同时降低成型压力。