[发明专利]一种多孔陶瓷及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及陶瓷加工技术领域，特别涉及一种多孔陶瓷及其制备方法。

【背景技术】

多孔陶瓷具有表面积大、表面活性高和无毒的特点，被广泛应用于水过滤，药物合成等，多孔陶瓷的过滤和吸附作用与孔隙率、孔分布均匀性和孔径大小有关。多孔陶瓷制备方法主要是有机泡沫浸渍法、添加木粉等方式，其中有机泡沫浸渍法最为常用，制备多孔陶瓷使用的有机泡沫的泡孔结构是开孔性的，是一种软性泡沫，有利于浆料浸润到泡沫中，烧结后有机泡沫在高温下分解，可制得具有三维泡孔结构的多孔陶瓷。

由于泡沫为软性泡沫，在浸渍挂浆和挤压除去多余浆料时，如果没有足够的强度和回弹力，容易造成变形，影响陶瓷中孔形状和分布的均匀性；在陶瓷烧结过程中，随着温度的升高，泡沫逐渐分解，泡沫分解过快容易造成陶瓷坯体坍塌，也会影响陶瓷孔隙率和孔的均匀性。

【发明内容】

鉴于上述内容，有必要提供一种多孔陶瓷及其制备方法，该多孔陶瓷孔隙高，孔径大小分布均匀，具有优越的性能。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种多孔陶瓷，是利用泡沫浸泡在陶瓷浆料中制成，所述陶瓷浆料主要由下述重量份数的原料制成：高岭土37-42份、石英23-33份、碱性长石16-19份和乙烯基双硬脂酰胺0.3-0.5份；所述陶瓷浆料的固形份为70-75％；

所述泡沫主要由下述重量份数的原料制成：聚醚多元醇100份、多异氰酸酯50-80份、三羟甲基丙烷1-3份、叔胺催化剂0.2-0.5份、有机金属催化剂0.6-1份、硅油0.3-0.7份、水3-5份和有机聚硅氮烷8-13份；

所述聚醚多元醇由蓖麻油基聚醚三元醇、聚氧化丙烯三元醇和聚氧化丙烯二元醇按重量比为6-9:3-4：3-4的比例混合制成；

所述蓖麻油基聚醚三元醇是由蓖麻油、环氧乙烷和环氧丙烷按重量比为23:3:1的比例制成的相对分子质量为4000-7000的三元醇；

所述多异氰酸酯由多亚甲基多苯基多异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯按重量比为3-6:1的比例混合制成。

进一步的，所述蓖麻油基聚醚三元醇的分子量为5000-6000。

进一步的，所述聚氧化丙烯三元醇分子量为3000-5000；所述聚氧化丙烯二元醇分子量为2000-4000。

进一步的，所述叔胺催化剂为NIAX A-1；所述有机金属催化剂为Dabco T-9。

进一步的，所述有机聚硅氮烷为安智DURAZANE 1800树脂。

本发明还提供了一种所述多孔陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

(1)制作陶瓷浆料：按重量份称取高岭土、石英、碱性长石和乙烯基双硬脂酰胺；分别将高岭土、石英和碱性长石粉碎后，研磨成粒径大小为3-5μm的粉料并混合；将乙烯基双硬脂酰胺加入水中，在1000-1500r/min转速下搅拌15-20min，然后加入上述混合的粉料，调整转速为2500-3000r/min继续搅拌40-50min，制成固形份为70-75％的浆料，即为陶瓷浆料；

(2)制作泡沫：按重量配比称取聚醚多元醇、多异氰酸酯、三羟甲基丙烷、叔胺催化剂、有机金属催化剂、硅油、水和有机聚硅氮烷，将聚醚多元醇、三羟甲基丙烷、叔胺催化剂、有机金属催化剂、硅油、水和有机聚硅氮烷一起投入混料罐Ⅰ中混匀制得A料，将多异氰酸酯投入混料罐Ⅱ中作为B料，分别给混料罐Ⅰ和混料罐Ⅱ施加压力，使A料和B料在喷头处的压力为10Mpa，打开喷头使A料和B料按重量比1:1的出料量形成混合喷雾，搅拌混匀制得泡沫预混料；将上述泡沫预混料注入模具中，盖紧模具盖，在60-80℃下反应12-16小时，脱模制得泡沫；

(3)制作陶瓷坯体：将步骤(2)制得的泡沫浸泡在步骤(1)制得的陶瓷浆料中，待浆料充分浸润泡沫后，挤压多余浆料，干燥制成陶瓷坯体；

(4)陶瓷坯体的烧结：将步骤(3)制成的陶瓷坯体放入烧结炉中，以5-10℃/min的升温速率升温至1170-1300℃后保温1-3h，自然冷却至室温，出炉即为所述的多孔陶瓷。