[发明专利]一种制备多孔陶瓷的装置和一种用聚苯乙烯发泡颗粒制备多孔陶瓷的方法

说明书

本发明提供了一种制备多孔陶瓷的装置和一种用聚苯乙烯发泡颗粒制备多孔陶瓷的方法，属于多孔陶瓷技术领域。本发明提供的装置包括下敞口的发泡缸体1和通过金属网6与发泡缸体1连通的陶瓷浆料缸体2，所述金属网6设置在所述发泡缸体1和陶瓷浆料缸体2的交接处；所述发泡缸体1设有上盖3，所述上盖3设有气体入口4；所述陶瓷浆料缸体2的下敞口处设有加压活塞5。本发明提供的装置结构简单，使用此结构利用聚苯乙烯发泡颗粒为造孔剂制备多孔陶瓷，成本低，市场竞争力高；其中聚苯乙烯发泡颗粒比容低，焙烧过程中产生的烟气污染较小。且此法能够通过调节聚苯乙烯发泡颗粒的紧实度和发泡气体的通入时间来精确控制多孔陶瓷的孔隙率。

技术领域

本发明涉及多孔陶瓷技术领域，特别涉及一种制备多孔陶瓷的装置和一种用聚苯乙烯发泡颗粒制备多孔陶瓷的方法。

背景技术

多孔陶瓷材料是一种具有高开孔孔径、高开口气孔率、高强度的材料，具有耐高温、高压、抗酸、碱和有机介质腐蚀和良好的生物惰性以及使用寿命长、产品再生性能好等优点，适用于各种介质的精密过滤与分离、高压气体排气消音、气体分布及电解隔膜等。

目前国内在制备多孔陶瓷时，采用的工艺过程是利用聚氨酯多孔框架结构，通过在其上浸涂陶瓷浆料，等干燥后再进行焙烧除去聚氨酯从而得到多孔陶瓷。该工艺过程存在聚氨酯多孔框架结构价格高，从而导致多孔陶瓷产品出现成本高，售价高的问题，另外，在焙烧聚氨酯多孔框架的过程中会产生大量的烟气，需要特制的环保设备来减少烟气的危害，这也增加了多孔陶瓷的生产成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种制备多孔陶瓷的装置和一种用聚苯乙烯发泡颗粒制备多孔陶瓷的方法。本发明提供的制备多孔陶瓷的装置结构简单，使用此结构利用聚苯乙烯发泡颗粒为造孔剂，成本低，生产过程中烟气排放量少，而且所得多孔陶瓷孔隙率可调。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种制备多孔陶瓷的装置，包括下敞口的发泡缸体1和通过金属网6与所述发泡缸体1连通的陶瓷浆料缸体2，所述金属网6设置在所述发泡缸体1和陶瓷浆料缸体2的交接处；

所述发泡缸体1设有上盖3，所述上盖3设有气体入口4；

所述陶瓷浆料缸体2的下敞口处设有加压活塞5。

优选的，所述发泡缸体1、陶瓷浆料缸体2和加压活塞5的材质为铝合金。

优选的，所述金属网6的材质为不锈钢，所述金属网6的孔径为2～3mm。

本发明提供了一种使用上述装置用聚苯乙烯发泡颗粒制备多孔陶瓷的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)打开发泡缸体1的上盖3，将聚苯乙烯预发泡颗粒放入发泡缸体(1)中，进行紧实；所述紧实的紧实度小于多孔陶瓷的孔隙率；

(b)关闭发泡缸体1的上盖3，从气体入口4吹入发泡气体对紧实后的聚苯乙烯预发泡颗粒进行再发泡成型，得到具有连续多孔结构的聚苯乙烯发泡颗粒；所述发泡气体的吹入时间为1～2h；

(c)向内推动加压活塞5，使所述陶瓷浆料缸体2中的陶瓷浆料通过金属网6渗入到聚苯乙烯发泡颗粒的连续多孔结构内，陶瓷浆料固化后得到聚苯乙烯发泡颗粒-陶瓷浆料复合物；

(d)取出所述聚苯乙烯发泡颗粒-陶瓷浆料复合物，对聚苯乙烯发泡颗粒-陶瓷浆料复合物进行焙烧，得到多孔陶瓷。

优选的，所述聚苯乙烯预发泡颗粒的粒径为4～7mm，比容为18～21kg/m³。

优选的，所述发泡气体为水蒸气和/或空气，所述发泡气体的温度为115～200℃；所述发泡气体的吹入速率为2～3m³/h。