[发明专利]一种新型叠层多孔陶瓷的制备工艺

说明书

本发明涉及一种新型叠层多孔陶瓷的制备工艺，包括如下步骤：（1）将粘结剂、烧结助剂、发泡剂、聚乙二醇、第一陶瓷粉料添加入中球磨搅拌，得稳定的第一水基浆料；（2）将粘结剂、烧结助剂、发泡剂、聚乙二醇、第二陶瓷粉料添加入中球磨搅拌，得稳定的第二水基浆料；（3）将第一水基浆料浇注于吸水性模具内，使浆料铺满模具底部，形成第一层，静置成型后，将第二水基浆料注入所述模具中，形成第二层；（4）将所述模具及其中的浆料整体移至真空干燥箱中，在恒温条件下抽真空保压，直至坯体成型；（5）将成型的坯体脱模取出，脱粘结剂、烧结，即得叠层多孔陶瓷。

技术领域

本发明涉及一种注浆成型-真空发泡制备叠层多孔陶瓷的方法，属于多孔陶瓷领域。

背景技术

随着现代社会工业水平的发展，人类对环境的污染也日益严重。水资源的污染导致人均用水量的日渐枯竭，人类社会在呼吁保护水源的同时，也急需通过科学方法提升对污染水源的重复利用水平。市政饮用水大多为地面水，其虽然经过了多次物理过滤工序，但其中依然含有较多的对人体有害的物质，如可以透过市政过滤网的红线虫、钢管内部的铁锈、水垢、以及水藻等大颗粒物质。另外，由于没有化学过滤处理，市政用水中难免存在残余农药、重金属离子以及余氯等一些有毒物。多孔陶瓷是一种可实现对水源中固态颗粒、大分子污染物以及有机体进行机械隔离的结构陶瓷，其三维网状的结构可以提供较大的滤过速率。同时，若对多孔陶瓷采用梯度叠层设计，并对其进行功能化改造，则可以进一步降低其过滤尺寸，甚至实现选择性化学滤过功能，达到对市政用水“一步”过滤的效果。如中国专利CN10408405A公开的一种对多孔陶瓷膜采用银镜反应改性可达到除菌的目的。以及中国专利CN1413921A公开的通过在陶瓷原料中加入电气石、麦饭石等功能性材料达到提升水质的作用。

如今市面上存在的机械过滤陶瓷滤芯大部分都是单层陶瓷，需结合多种过滤手段才能达到效果，这从部件生产到组装都比较费时费力。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明的目的是提供一种制备叠层多孔陶瓷的简易且低成本的工艺，以期应用于水过滤系统中，从而改善市政用水质量，降低用水成本。

本发明提供一种注浆成型结合真空发泡制备叠层多孔陶瓷的方法，包括如下步骤：

(1)将粘结剂、烧结助剂、发泡剂、聚乙二醇、第一陶瓷粉料添加入中球磨搅拌，得稳定的第一水基浆料；

(2)将粘结剂、烧结助剂、发泡剂、聚乙二醇、第二陶瓷粉料添加入中球磨搅拌，得稳定的第二水基浆料；(聚乙二醇在坯体干燥后起到润湿第一层的作用，否则第一层会出现严重开裂)

(3)将第一水基浆料浇注于吸水性模具内，使浆料铺满模具底部，形成第一层，静置成型后，将第二水基浆料注入所述模具中，形成第二层；

(4)将所述模具及其中的浆料整体移至真空干燥箱中，在恒温条件下抽真空保压，直至坯体成型；

(5)将成型的坯体脱模取出，脱粘结剂、烧结，即得叠层多孔陶瓷。

本发明充分利用了注浆成型工艺的快速成型特点和真空发泡的增加气孔率和孔径的方法。注浆成型使高密度底层尽快成型，充当坯体的支撑部分，上层则可利用发泡法获得高气孔率和孔径的三维网状泡沫陶瓷。采用两种工艺的结合可以实现层间差异化的结构和气孔率。本发明工艺简单、成本低廉，适合大规模应用。

较佳地，所述第一陶瓷粉料和所述第二陶瓷粉料的成分相同或相近。这样可使烧结后双层间无明显界面。

较佳地，所述第一陶瓷粉料和/或所述第二陶瓷粉料为Si₃N₄、SiC、Al₂O₃、或ZrO₂。