[发明专利]一种适用于注浆成型用有机造孔剂的制备方法及其制得的多孔陶瓷材料

说明书

本发明涉及一种适用于注浆成型用有机造孔剂的制备方法及其制得的多孔陶瓷材料。采用液相法，以铝源、硅源、锆源材料对有机造孔剂如碳粉、木屑、塑料等进行包裹，将包裹物脱水、干燥、陈化或煅烧、过筛、碾细，得到包裹型造孔剂粉体，包裹材料和碳粉的质量比为：（1～10）:1，将包裹型碳粉按一定比例加入到陶瓷浆料中，加入一定量的分散剂，球磨混合均匀，制得均匀分散、稳定悬浮的陶瓷泥浆，再经注浆成型、烧结，得到孔结构均匀的多孔陶瓷。本发明解决了有机造孔剂粉体飘浮于陶瓷浆料表面，不能在浆料中均匀分散的问题，使得有机造孔剂能在陶瓷泥浆中均匀分布并稳定悬浮，经注浆成型获得造孔剂均匀分布的陶瓷坯体，因此具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于无机非金属材料领域，具体涉及一种适用于注浆成型用有机造孔剂的制备方法及其制得的多孔陶瓷材料。

背景技术

多孔陶瓷材料具有良好的隔音、过滤、保温、抗热震循环等性能，得到广泛应用。坯体中加入有机造孔剂，烧成时有机物被氧化燃烧掉留下气孔，是最常见的多孔陶瓷的制备方法。

但是，大部分有机造孔剂（如碳粉、木屑、塑料等）粉体在陶瓷浆料中不能很好地与固体颗粒均匀混合，往往会漂浮在泥浆的表面或者团聚，难于制备组成均匀的注浆成型用陶瓷泥浆，因此，采用有机物造孔的多孔陶瓷材料的成型方法往往优先选用泥团成型或粉料成型工艺，而工艺简单、成本较低、特别适合制备空心类坯体的浆料成型工艺较少采用。国家发明专利“一种多孔陶瓷制备方法”公布了一种采用石墨烯制备多孔陶瓷的方法，涉及到将石墨烯加入陶瓷浆料中制得均匀的适合注浆成型用的泥浆的方法，具体办法是采用超声波震动法将石墨烯分散到陶瓷泥浆中制得均匀分散的陶瓷泥浆，经注浆成型、烧结制得多孔陶瓷制品。很显然，超声震动获得的均匀泥浆经较长时间的存放，石墨烯易从泥浆中逐渐分离出来，影响泥浆的均匀性，影响最终陶瓷产品中孔分布的均匀性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提出一种工艺简单、使用方便、性能稳定的适用于注浆成型用有机造孔剂的制备方法及其制得的多孔陶瓷材料。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种适用于注浆成型用有机造孔剂的制备方法，其特征在于：将一定量的硅、铝、锆的包裹前驱体溶于水中，然后加入一定量的有机造孔剂，经充分搅拌混合，在搅拌过程中逐渐滴加入一定浓度的盐酸或氨水，至溶液呈弱酸性或弱碱性，获得包裹材料与有机造孔剂的混合物，将混合物过滤、水洗、过滤、甩干或自然干燥、陈化或煅烧后，经研磨、过筛制得包裹型有机造孔剂粉体。

所述有机造孔剂为易悬浮在水表面的有机物粉体。

上述有机造孔剂为碳粉、木屑、塑料。

所述硅、铝、锆的包裹前驱体为可溶于水的铝、硅、锆的化合物。

上述硅、铝、锆的前驱体为硫酸铝、二氯氧锆、硅酸钠。

所述包裹物与有机造孔剂的重量比为（1～10）:1；所述包裹材料为铝、硅、锆的氢氧化物或氧化物。

所述煅烧温度为1000℃,陈化时间为24小时，所述溶液的pH值为5或9。

上述制备方法制得的多孔陶瓷材料，其特征在于：将所述包裹型有机造孔剂粉体按一定比例加入到陶瓷浆料中，再加入一定量的分散剂，经注浆成型、烧结，得到孔结构均匀的多孔陶瓷材料。

所述陶瓷浆料的成分为氧化铝或氧化锆。

所述多孔陶瓷材料无明显变形，吸水率为0.5～1%，显气孔率为1～3%，抗折强度280～370 MPa。

本发明的创新点是解决了有机造孔剂如碳等粉体飘浮于陶瓷浆料表面，不能在浆料中均匀分散的问题。通过包裹提高了有机物的比重，并解决了有机物与水系泥浆间的亲和性、润湿性不佳的问题，使得碳粉等有机造孔剂能在陶瓷泥浆中均匀分布并稳定悬浮，经注浆成型获得造孔剂均匀分布的陶瓷坯体，因此具有广阔的应用前景。