[发明专利]一种自发泡注模凝胶成型多孔陶瓷的方法

摘要

本发明属于无机非金属材料领域，涉及一种自发泡注模凝胶成型制备多孔陶瓷的方法。本发明提出一种自发泡法制备多孔陶瓷的方法。该方法通过配制含有柠檬酸、乳酸、乙酸等弱酸性水基料浆A和含有碳酸氢铵、碳酸钙、碳酸镁等碳酸盐水基料浆B；经过球磨配置得到A、B两组份水基悬浮料浆；料浆经除气过程，加入引发剂、催化剂过程，加入表面活性剂过程之后，将组份A、B在搅拌的情况下进行混合发泡，两者发生化学反应生成不阻凝的CO₂泡沫料浆；将泡沫料浆浇入非吸水模具中，凝胶固化后形成多孔凝胶坯体；坯体经过脱模、干燥、烧结等工艺过程得到多孔陶瓷。本发明操作方便，简单实用，适合制备孔径尺寸分布在200～5000um范围内的多孔陶瓷材料。

主权项

一种自发泡注模凝胶成型多孔陶瓷的方法，其特征是，(1)配料(a)组份A水基陶瓷料浆的配制按照所制备的多孔陶瓷的类别，选配陶瓷粉体，称取去离子水，去离子水的加入量为陶瓷粉体重量的10～50％；称取聚丙烯酸铵溶液，聚丙烯酸铵溶液的加入量为陶瓷粉体重量的0.5％～2％；称取有机单体和交联剂，有机单体是丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺，交联剂是亚甲基双丙烯酰胺或多乙二醇二甲基丙烯酸，有机单体和交联剂的比例介于10:1～30:1之间，有机单体和交联剂的加入量为去离子水重量的10％～30％，用pH值调节剂调节组份A的pH为1～3之间；(b)组份B水基陶瓷料浆的配制按照所制备的多孔陶瓷的类别，选配陶瓷粉体，称取去离子水，去离子水的加入量占陶瓷粉体重量的10～50％；称取聚丙烯酸铵，聚丙烯酸铵加入量为陶瓷粉体重量的0.5％～2％；称取发泡剂，发泡剂加入量占去离子水重量的0.1～10％；称取有机单体和交联剂，有机单体是丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺，交联剂是亚甲基双丙烯酰胺或多乙二醇二甲基丙烯酸，有机单体和交联剂的比例介于10:1～30:1之间，有机单体和交联剂的加入量为去离子水重量的10％～30％；(2)混合球磨将上述A、B陶瓷料浆分别放入球磨罐中，在滚筒磨或行星磨中充分球磨，球磨时间介于1h～30h范围内，球料比介于1:1～5:1范围内；(3)除气泡将上述料浆取出，A组份料浆进行真空搅拌除气，B组份进行真空搅拌除气或振动除气；(4)加入表面活性剂将表面活性剂分别加入A组份、B组份悬浮料浆中，表面活性剂的加入量为所加入组份悬浮料浆重量的0.1‑10％；(5)加入催化剂和引发剂在上述A组份料浆中加入引发剂过硫酸铵水溶液，浓度为3～40％，B组份料浆加入四甲基乙二胺水溶液，浓度10～100％，分别搅拌均匀；(6)混合搅拌发泡在搅拌的情况下将A、B组份悬浮料浆混合发泡，搅拌速度控制在50～200r/min；(7)浇注将上述泡沫陶瓷料浆浇注到非渗水材料制成的模具中；(8)脱模干燥料浆在模具中凝胶固化10～60min后，从模具中取出湿凝胶坯体，干燥10天后即得到所需形状的多孔陶瓷坯体；(9)烧结将干躁完全的多孔陶瓷坯体在空气环境或惰气体保护环境条件下进行烧结，得到多孔陶瓷。