[发明专利]一种SiC材料及其制造方法

说明书

本发明公开了一种SiC材料，包括：碳化硅粉末20～30％、废弃莫来石匣钵粗粉10～20％、废弃莫来石匣钵细粉10～20％、纳米氧化铝粉末10～20％、有机硅阻燃剂1～15％、低密度聚乙烯1～10％、聚氨酯1～10％、异丙醇1～10％、去离子水1～10％。本发明公开了一种SiC材料的制造方法，包括：将废弃莫来石匣钵进行机械破除粉碎，并筛分出废弃莫来石匣钵粗粉和废弃莫来石匣钵细粉；制备混合干料；制备混合湿料；制备成型坯；烧成即得到成品。本发明制备的SiC材料具有高耐热、耐酸碱、保温、成本低、高阻燃的性能。

技术领域

本发明涉及废弃莫来石匣钵回收利用技术领域，更具体地说，本发明涉及一种以废弃莫来石匣钵为原料的SiC材料及其制造方法。

背景技术

莫来石是A1₂O₃-SiO₂系中在标准大气压下从室温到高温唯一稳定的晶相，莫来石为斜方晶系，晶体中硅铝氧结构是由[SiO₄]四面体连接成的双链，连接一条条双链的是六配位的铝离子。由于莫来石的结构为双链状排列，故它的晶体一般呈针状、柱状结构，在一些高铝质，特别是电熔莫来石中可形成密集交错的针状莫来石结晶网。性能：莫来石材料具有优越的性能：耐火度高、热震稳定性好、热膨胀系数低、高温抗蠕变性好、具有很高的耐磨性及耐剥落、耐侵蚀性等，其应用极其广泛。莫来石匣钵一般使用的原料是酸性材料，对酸性材料的侵蚀有良好的抵抗作用；耐碱性匣钵主要是在耐火材料中加入部分碱性氧化物或偏碱性的材料，使得此类匣钵对碱性材料有良好的抗侵蚀性，延长了匣钵的使用寿命。随着锂电池行业的迅猛发展，莫来石匣钵在锂电池正极材料合成中占据主导地位。由于合成锂电池正极材料所用原料在合成过程中会分解产生渗透力和反应活性强的氧化锂对耐高温匣钵进行侵蚀，另一方面，匣钵材料在高温后快速冷却，随着使用次数的增加，匣钵容易产生裂纹，匣钵的热震稳定受到破坏，耐高温匣钵的使用寿命会大大降低。与此同时，大量的废弃莫来石匣钵给环境和相关企业带来了巨大的压力。

碳化硅质耐火材料具有导热系数高、热膨胀系数低、抗震性好、高温强度高、耐化学侵蚀性好、抗渣及锌铝铜铅等熔液侵蚀能力强和高温耐磨性能好等一系列优点，被广泛应用于冶金、化工、能源等各个高温行业中。当碳化硅作为换热器或辐射管的内衬时，不仅需要具备耐酸碱、耐磨等性能，还需要具有保温性能。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供了一种高耐热、耐酸碱、保温、成本低、高阻燃的SiC材料。

为了实现上述目的，本发明公开了一种SiC材料，按质量分数计，包括以下原料：

碳化硅粉末20～30％、废弃莫来石匣钵粗粉10～20％、废弃莫来石匣钵细粉10～20％、纳米氧化铝粉末10～20％、有机硅阻燃剂1～15％、低密度聚乙烯1～10％、聚氨酯1～10％、异丙醇1～10％、去离子水1～10％。本发明中的聚氨酯为聚酯型聚氨酯。

优选地，本发明中，所述有机硅阻燃剂选自硅油、聚硅氧烷、丙烯酸酯-硅氧烷材料中的任意一种。

优选地，本发明中，所述碳化硅粉末的粒径为0.1～10μm，所述废弃莫来石匣钵粗粉的粒径为10～50mm，所述废弃莫来石匣钵细粉的粒径为0.01～0.1mm，所述纳米氧化铝粉末的粒径为1～50nm。

本发明公开了一种SiC材料的制造方法，包括以下步骤：

步骤一、将废弃莫来石匣钵进行机械破除粉碎，并筛分出粒径为10～50mm的废弃莫来石匣钵粗粉和粒径为0.01～0.1mm的废弃莫来石匣钵细粉；

步骤二、按配方称取原料，对所述碳化硅粉末进行球磨，并将球磨后的碳化硅粉末与废弃莫来石匣钵粗粉、废弃莫来石匣钵细粉及纳米氧化铝粉末混合均匀，得到混合干料；