專利名稱：：一種用于制備碳化硅粉末燒結(jié)多孔體的組合粘結(jié)劑及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于制備碳化硅粉末燒結(jié)多孔體的組合粘結(jié)劑及使用方法，屬化學(xué)領(lǐng)域
背景技術(shù)：
：碳化硅多孔體具有高的比表面積、耐高溫、耐腐蝕、高氣孔率、高強(qiáng)耐磨等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于催化劑載體、流體凈化、過濾等諸多工業(yè)領(lǐng)域，同時又可作為金屬基及其它復(fù)合材料的骨架結(jié)構(gòu)。但純的碳化硅燒結(jié)溫度高，燒結(jié)困難，為了在較低溫度下燒結(jié)，通常需要通過加入二氧化硅或硅酸鈉作為粘結(jié)劑。二氧化硅作為粘結(jié)劑時，碳化硅多孔體強(qiáng)度較低；硅酸鈉作為粘結(jié)劑時，在多孔體壓坯烘干過程中易隨水份擴(kuò)散到表層，導(dǎo)致硅酸鈉在碳化硅多孔體中分布不均，多孔體強(qiáng)度不高。偏磷酸鋁是制備碳化硅粉末燒結(jié)多孔體的新型粘結(jié)劑，偏磷酸鋁不僅能夠?qū)崿F(xiàn)碳化硅多孔體在較低溫度下的燒結(jié)，保證燒結(jié)多孔體具有很好的強(qiáng)度和耐高溫性，而且所用偏磷酸鋁含量不多，對碳化硅多孔體的特性影響小。但偏磷酸鋁在常溫壓制成型過程中粘結(jié)性不高，單獨(dú)加入碳化硅粉末中，成型坯粉末顆粒粘結(jié)強(qiáng)度低，難以成型。迄今尚未見到將偏磷酸鋁與其它粘結(jié)劑組合添加于碳化硅粉末中提高常溫壓制成型過程中碳化硅壓坯強(qiáng)度的報道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種用于制備碳化硅粉末燒結(jié)多孔體的組合粘結(jié)劑及其使用方法。該粘結(jié)劑能解決偏磷酸鋁在常溫壓制成型過程中粘結(jié)強(qiáng)度低的問題，使碳化硅粉末成型坯在壓制成型過程中具有較高的強(qiáng)度，燒結(jié)后形成的碳化硅多孔體強(qiáng)度高，耐高溫性好。本發(fā)明所述的一種用于制備碳化硅粉末燒結(jié)多孔體的組合粘結(jié)劑的成分為偏磷酸鋁和聚乙烯醇。兩者的重量比例為l-8:1-4。所述的偏磷酸鋁是通過將氫氧化鋁粉末溶于1401:的85%濃磷酸制得磷鋁比為23的偏磷酸鋁；加水稀釋，制得偏磷酸鋁濃度為O.007-0.056克/毫升的水溶液。將聚乙烯醇溶解到80-95。C熱水中制得濃度為0.035-0.14克/毫升的聚乙烯醇水溶液。本發(fā)明組合粘結(jié)劑的使用方法如下先在碳化硅粉末中加入上述偏磷酸鋁水溶液，在20(TC烘干24h，過篩200目篩后再加入上述聚乙烯醇水溶液，8(TC烘干24h后過200目篩，模壓成型，在80(TC燒結(jié)3h得到碳化硅多孔體。其中偏磷酸鋁加入量為碳化硅粉末的O.5-4wt%，聚乙烯醇加入量為碳化硅粉末的O.5-2wt%。本發(fā)明針對偏磷酸鋁在常溫壓制成型過程中粘結(jié)性不高的問題，首次提出將偏磷酸鋁和聚乙烯醇組合使用作為粘結(jié)劑，聚乙烯醇對碳化硅粉末在常溫下粘性好，使碳化硅粉末成型坯在壓制成型過程中具有較高的強(qiáng)度，而偏磷酸鋁又能在高溫?zé)Y(jié)過程中起到很好的粘結(jié)作用，兩者作用互補(bǔ)，解決了碳化硅多孔體制備過程中碳化硅粉末粘結(jié)問題；且聚乙烯醇與碳化硅和偏磷酸鋁無反應(yīng)，易低溫脫除，無殘留。使用本發(fā)明粘結(jié)劑燒結(jié)后形成的碳化硅多孔體強(qiáng)度高，耐高溫性好。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合對比例和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。對比例l:將氫氧化鋁粉末溶于14(TC的85%濃磷酸，制得磷鋁比為23的偏磷酸鋁，加水稀釋到5000毫升，得到濃度為0.056克/毫升的偏磷酸鋁溶液，加入到7000克10ym碳化硅粉末中，攪拌均勻，在20(TC烘干24h，過篩(200目)，模壓成形時，成型坯分層開裂。實(shí)施例l:將氫氧化鋁粉末溶于14(TC的85%濃磷酸，制得磷鋁比為23的偏磷酸鋁，加水稀釋到5000毫升，得到濃度為0.007克/毫升的偏磷酸鋁溶液，加入到7000克10ym碳化硅粉末中，攪拌均勻，在20(TC烘干24h，過200目篩后加入濃度為0.14克/毫升的聚乙烯醇水溶液1000毫升，研磨均勻，在8(TC烘干24h，過篩(200目)，模壓成型后在80(TC燒結(jié)3h得到碳化硅多孔體。實(shí)施例2:將氫氧化鋁粉末溶于14(TC的85%濃磷酸，制得磷鋁比為23的偏磷酸鋁，加水稀釋到5000毫升，得到濃度為0.014克/毫升的偏磷酸鋁溶液，加入到7000克10ym碳化硅粉末中，攪拌均勻，在20(TC烘干24h，過200目篩后加入濃度為0.105克/毫升的聚乙烯醇水溶液1000毫升，研磨均勻，在8(TC烘干24h，過篩(200目)，模壓成型后在80(TC燒結(jié)3h得到碳化硅多孔體實(shí)施例3:將氫氧化鋁粉末溶于14(TC的85。/。濃磷酸，制得磷鋁比為23的偏磷酸鋁，加水稀釋到5000毫升，得到濃度為0.028克/毫升的偏磷酸鋁溶液，加入到7000克10ym碳化硅粉末中，攪拌均勻，在20(TC烘干24h，過200目篩后加入濃度為0.07克/毫升的聚乙烯醇水溶液1000毫升，研磨均勻，在8(TC烘干24h，過篩(200目)，模壓成型后在80(TC燒結(jié)3h得到碳化硅多孔體。實(shí)施例4:將氫氧化鋁粉末溶于14(TC的85。/。濃磷酸，制得磷鋁比為23的偏磷酸鋁，加水稀釋到5000毫升，得到濃度為0.042克/毫升的偏磷酸鋁溶液，加入到7000克10ym碳化硅粉末中，攪拌均勻，在20(TC烘干24h，過200目篩后加入濃度為0.07克/毫升的聚乙烯醇水溶液1000毫升，研磨均勻，在8(TC烘干24h，過篩(200目)，模壓成型后在80(TC燒結(jié)3h得到碳化硅多孔體。實(shí)施例5:將氫氧化鋁粉末溶于14(TC的85。/。濃磷酸，制得磷鋁比為23的偏磷酸鋁，加水稀釋到5000毫升，得到濃度為0.056克/毫升的偏磷酸鋁溶液，加入到7000克10ym碳化硅粉末中，攪拌均勻，在20(TC烘干24h，過200目篩后加入濃度為0.035克/毫升的聚乙烯醇水溶液1000毫升，研磨均勻，在8(TC烘干24h，過篩(200目)，模壓成型后在80(TC燒結(jié)3h得到碳化硅多孔體。表1為實(shí)施例15所得碳化硅粉末成型坯的密度和強(qiáng)度以及燒結(jié)多孔體抗壓強(qiáng)度。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求1.一種用于制備碳化硅粉末燒結(jié)多孔體的組合粘結(jié)劑，其特征在于成分為偏磷酸鋁和聚乙烯醇，偏磷酸鋁與聚乙烯醇的重量比為1-8∶1-4。2權(quán)利要求l所述組合粘結(jié)劑的使用方法，其特征在于先在碳化硅粉末中加入濃度為O.007-0.056克/毫升的偏磷酸鋁水溶液，在20(TC烘干、過篩后，再加入濃度為O.035-0.14克/毫升的聚乙烯醇水溶液，8(TC烘干后過篩，模壓成型，燒結(jié)得到碳化硅多孔體；所述的偏磷酸鋁加入量為碳化硅粉末的O.5-4wt%，所述的聚乙烯醇加入量為碳化硅粉末的O.5-2wt%。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于制備碳化硅粉末燒結(jié)多孔體的組合粘結(jié)劑及其使用方法，組合粘結(jié)劑成分為偏磷酸鋁和聚乙烯醇。其組合粘結(jié)劑使用方法為先在碳化硅粉末中加入濃度為0.007-0.056克/毫升的偏磷酸鋁水溶液，在200℃烘干、過篩后，再加入濃度為0.035-0.14克/毫升的聚乙烯醇水溶液，80℃烘干后過篩，模壓成型，燒結(jié)得到碳化硅多孔體；所述的偏磷酸鋁加入量為碳化硅粉末的0.5-4wt％，所述的聚乙烯醇加入量為碳化硅粉末的0.5-2wt％。得到的碳化硅成型坯表面光潔，成型質(zhì)量好。在800℃燒結(jié)3h后，得到的碳化硅多孔體強(qiáng)度高，耐高溫性好。文檔編號C04B38/00GK101671172SQ200910308708公開日2010年3月17日申請日期2009年10月23日優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日發(fā)明者彭國勝,方華嬋,祝昌軍,陳康華申請人:中南大學(xué)