[发明专利]一种高强度石英陶瓷辊及其制备工艺

权利要求书

1.一种高强度石英陶瓷辊，其特征在于：由如下重量配比的组分组成：熔融石英90-100份、有机聚合物单体1-5份、交联剂1-3份、引发剂0.01-0.03份、催化剂1-3份、1-5份烧结剂及乙二醇10-15份。

2.根据权利要求1所述的一种高强度石英陶瓷辊，其特征在于：所述熔融石英中二氧化硅的含量≥99.5 %。

3.根据权利要求2所述的一种高强度石英陶瓷辊，其特征在于：所述熔融石英采用粗颗粒和细颗粒混合而成，所述粗颗粒与细颗粒质量比为1-3:1-2，所述粗颗粒粒径大小为0.5-1 μm，所述细颗粒粒径大小为50-100 nm。

4.根据权利要求1所述的一种高强度石英陶瓷辊，其特征在于：所述有机聚合物单体采用质量配比为1:1-2的乙烯基三甲氧基硅烷与3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种高强度石英陶瓷辊，其特征在于：所述交联剂采用2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷。

6.根据权利要求1所述的一种高强度石英陶瓷辊，其特征在于：所述引发剂采用异丙苯过氧化氢或叔丁基过氧化氢。

7.根据权利要求1所述的一种高强度石英陶瓷辊，其特征在于：所述催化剂采用三乙醇胺或亚硫酸铵。

8.根据权利要求1所述的一种高强度石英陶瓷辊，其特征在于：所述烧结剂采用如下重量配比的组分组成：氧化硼60-80份，五氧化二磷10-15份及二氧化硅15-25份。

9.一种高强度石英陶瓷辊的制备工艺，制备如权利要求1-8任一项所述的一种高强度石英陶瓷辊，其特征在于：包括以下步骤：

S1：制浆：取质量配比的有机聚合物单体及交联剂溶于质量配比的乙二醇中，制成溶液，然后在溶液中加入质量配比的熔融石英及烧结剂，采用行星球磨机将混合液磨成料浆悬浮液，料浆悬浮液的固相含量＞50 vol%，粘度＜1 pa.s；

S2：凝胶注模成型：在步骤1所得的悬浮液中加入质量配比的引发剂和催化剂，搅拌均匀，然后注入成型模具内，对模具进行升温并保持在50-65 ℃，有机聚合物单体发生聚合，料浆悬浮液形成凝胶体进行固化，反应完成后冷却至室温进行脱模；

S3：干燥：将步骤2所得产品在烘箱内先进行低温干燥，低温干燥温度设为15-20℃，空气湿度设为96 %RH，干燥时间设为2-3 h；然后进行高温干燥，高温干燥温度设为100-120℃，空气湿度设为25-35 %RH，干燥时间设为4.5-5.5 h；

S4：烧结：将干燥后的胚体置于煅烧炉内进行煅烧，煅烧炉内先采用升温速率为2 ℃/min的升温速率缓慢升至350℃，然后采用升温速率为20-30℃/min的升温速率进行快速升温，升温至1100-1200 ℃时，在此温度下烧结1.5-2.5 h，再采用45-50 ℃/min的降温速率进行快速降温，并降温至室温，将其进行打磨即可制成所需石英陶瓷辊成品。