[发明专利]轻质高强针状莫来石多孔陶瓷及其制备方法以及过滤器

权利要求书

1.一种轻质高强针状莫来石多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10，将氧化铝、二氧化硅按照摩尔比（1.3-1.5）:1进行配料得到第一粉体；将碳酸钙、氧化铝、二氧化硅按照摩尔比1:1:2进行配料得到第二粉体；将所述第一粉体、第二粉体以及占所述第一粉体质量的10-15%的三水氟化铝与单体溶液混合配置成浆料，将所述第一粉体换算为莫来石，将所述第二粉体换算为钙长石的情况下，所述浆料中所述莫来石与所述钙长石的摩尔比为（6-8）:（4-2），所述碳酸钙的粒度为600-800nm，所述氧化铝的粒度为300nm~500nm，所述二氧化硅的粒度为4μm~10μm，且所述浆料的固含量为20-30vol%；

步骤S20，将所述浆料进行发泡处理，获得多孔浆料；

步骤S30，使所述多孔浆料发生凝胶反应，获得坯体；

步骤S40，对所述坯体进行间断式微波干燥处理，其中，总干燥时间为20h~40h，以20W~40W的功率进行微波处理，每次微波处理的时间为5秒~15秒，两次微波处理之间间隔5分钟~15分钟；

步骤S50，将干燥后的所述坯体进行烧结，获得所述轻质高强针状莫来石多孔陶瓷，在所述步骤S50包括：

一次烧结，将干燥后的所述坯体放在马弗炉中，使所述坯体处于密封状态下分别在100℃、600℃保温1h，1200℃保温2h，在1450℃保温5h以进行烧结，以2℃/min的速度降温到300℃后随炉冷却到室温；

二次烧结，接着将冷却后的一次烧结体在开放状态下以2℃/min的速度升温到1450℃保温1h，随炉冷却到室温，得到所述轻质高强针状莫来石多孔陶瓷。

2.根据权利要求1所述的轻质高强针状莫来石多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S10包括：

步骤S11，将单体、交联剂以及分散剂加入水中机械搅拌以形成所述单体溶液；

步骤S12，将所述第一粉体、第二粉体以及三水氟化铝加入所述单体溶液中，球磨15h~20h得到所述浆料，

其中，所述单体为丙烯酰胺，所述交联剂为N,N- 亚甲基双丙烯酰胺，所述分散剂为聚丙烯酸铵，所述单体为所述浆料中水的质量的5%~15%，所述交联剂为所述浆料中水的质量的0.5%~1.5%，所述分散剂为所述第一粉体、第二粉体以及三水氟化铝的总质量的0.5%~1.5%。

3.根据权利要求2所述的轻质高强针状莫来石多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S20具体包括：

在所述浆料中加入发泡剂溶液并搅拌均匀，得到所述多孔浆料，

其中，所述发泡剂溶液包括去离子水、十二烷基硫酸钠和十二醇，十二烷基硫酸钠为水的质量的0.1%，十二醇为水的质量的0.008%，

所述发泡剂溶液在所述浆料中的含量为1g/L~4g/L。

4.根据权利要求2所述的轻质高强针状莫来石多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S30包括：

步骤S31，在所述多孔浆料中加入催化剂；

步骤S32，待所述多孔浆料稳定后加入引发剂并搅拌均匀；

步骤S33，将加入有所述催化剂和引发剂的所述多孔浆料倒入模具中以发生凝胶反应，获得坯体，

其中，在所述步骤S31中，所述催化剂为四甲基乙二胺，所述催化剂相对于所述单体的质量比为4%~15%；

在所述步骤S32中，所述引发剂为过硫酸铵，所述引发剂相对于所述单体的质量比为10%~30%。

5.一种轻质高强针状莫来石多孔陶瓷，其特征在于，根据权利要求1至4任一项所述的轻质高强针状莫来石多孔陶瓷的制备方法制备得到，所述轻质高强针状莫来石多孔陶瓷的气孔率为70%~88%，体积密度为0.35 g/cm³~0. 75g/cm³，抗压强度为2.08MPa~10.5MPa。

6.一种过滤器，其特征在于，所述过滤器包括根据权利要求5所述的轻质高强针状莫来石多孔陶瓷。