[发明专利]一种防静电陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种防静电陶瓷材料，其特征在于，该陶瓷材料由以下重量份的成分制备而成：氧化锆65-78份、α氧化铝12-20份、导电纤维0.35-1.3份、耐火耐磨填料4.5-7.2份、二氧化硅气凝胶粉末3-6份；

其中，所述导电纤维的制备方法包括以下步骤：

1)将棉浆粕与75-85wt％的离子液体水溶液按照质量比1：8-10混合均匀，得到纺丝原液；

2)将氧化石墨烯、磷酸三钙、水性丙烯酸乳液混合均匀后，超声分散于去离子水中，得到浸渍液；其中，氧化石墨烯、磷酸三钙、水性丙烯酸乳液、去离子水的质量比为5:2～3:3～5:80～95；

3)将纺丝原液经过滤、纺丝、凝固、拉伸、水洗、漂白后，浸渍于预先升温至75-80℃的浸渍液中，取出后微波干燥，得到该导电纤维；

所述耐火耐磨填料的制备方法如下：

1)将铝矾土、蒙脱土、二氧化钛、氧化钙、去离子水按照质量比12～18:15～20:3～8:2～5:35～45混合后得到湿料，送入球磨机中，控制球料比1:1，以400-600r/min湿法球磨2-3小时，取出过滤，烘干、粉碎得到粒径0.5-10μm的磨料；

2)磨料投入造粒机中，在40-60r/min的转速下加入雾化水形成生球，加水量达到磨料质量的10-15％时，造粒使生球粒径达到100-180μm，取出得填料粗品；

3)填料粗品置于160-180℃的烘箱中干燥1-2小时，冷却至室温即可。

2.根据权利要求1所述的防静电陶瓷材料，其特征在于，所述离子液体为1-(3-磺酸基)丙酸哌啶十二烷基苯磺酸离子液体；其中，阴离子为十二烷基苯磺酸根，阳离子为1-(3-磺酸基)丙酸哌啶，阴离子与阳离子的摩尔浓度比为1:0.9。

3.根据权利要求1所述的防静电陶瓷材料，其特征在于，步骤3)纺丝时的溶液温度为75-85℃，纺丝速率为110-120m/min；凝固浴温度为8-12℃，凝固浴溶液采用15wt％的离子液体水溶液。

4.根据权利要求1所述的防静电陶瓷材料，其特征在于，所述二氧化硅气凝胶粉末的比表面积为700-760m² /g，堆积密度为110-120kg/m³，气孔率＞90％，孔径≤20nm。

5.根据权利要求1所述的防静电陶瓷材料，其特征在于，所述防静电陶瓷材料制备方法如下：

S1、基料球磨：将氧化锆、α氧化铝、耐火耐磨填料混合均匀得到混合基料，加入混合基料质量8-10倍量的去离子水，送入球磨机中，控制球料比1:1，以400-600r/min湿法球磨4-6小时，过滤、烘干、粉碎得到粒径4-8μm的球磨料；

S2、基料烧结：球磨料送入真空烧结炉内，在1450-1520℃的温度下保温烧结4-6小时，冷却至室温后得到陶瓷基体；

S3、共混研磨：将陶瓷基体、导电纤维、二氧化硅气凝胶粉末混合均匀后得到混合料，送入球磨机中，控制球料比1.5:1，以700-800r/min干法球磨6-8小时，干燥粉碎后得到该防静电陶瓷材料。

6.根据权利要求5所述的防静电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述真空烧结炉升温至1450-1520℃的过程如下：以6-8℃/min的速率升温至720-760℃，保温20-30min；以10-13℃/min的速率升温至1000-1050℃，保温30-40min；以15-18℃/min的速率升温至1450-1520℃。