一種碳化硅泡沫陶瓷的制備方法
【專利摘要】一種碳化硅泡沫陶瓷的制備方法，涉及高技術(shù)陶瓷產(chǎn)品——泡沫陶瓷的生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。先將聚醚或聚酯多元醇與催化劑、表面活性劑和發(fā)泡劑攪拌后，加入碳化硅粉體、高嶺土和氧化鋁粉、硅溶膠再攪拌均勻后，再加入固化劑，混合均勻后置于成型容器中反應(yīng)固化，將固化后的泡沫陶瓷海綿體經(jīng)開孔處理，再經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)即可得到碳化硅泡沫陶瓷。本發(fā)明通過聚合反應(yīng)及發(fā)泡工藝直接形成三維網(wǎng)狀泡沫陶瓷坯體，大大減少了生產(chǎn)工序，得到的碳化硅泡沫陶瓷結(jié)構(gòu)均勻一致，可大大減少人力需求和人工勞動量，在縮短生產(chǎn)周期的同時還可以提高產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性。
【專利說明】一種碳化硅泡沬陶瓷的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高技術(shù)陶瓷產(chǎn)品一泡沫陶瓷的生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]泡沫陶瓷是一種三維的立體網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)的陶瓷制品。作為一種新型的無機非金屬過濾材料，泡沫陶瓷具有質(zhì)量輕、強度高、耐高溫、耐腐蝕、再生簡單、使用壽命長及良好的過濾吸附性等優(yōu)點，與傳統(tǒng)的過濾器如陶瓷顆粒燒結(jié)體、玻璃纖維布相比，不僅操作簡單，節(jié)約能源，成本低，而且過濾效果好。它分布均勻且存在相互貫通的微孔，因而具有密度小、氣孔率較高、比表面積大、低熱傳導(dǎo)率等優(yōu)點。此外，泡沫陶瓷制造工藝簡單，通過選擇不同的材質(zhì)和控制加工工藝的過程，可以制成適合于不同用途的泡沫陶瓷產(chǎn)品。近年來，泡沫陶瓷被廣泛應(yīng)用于隔熱隔音材料、工業(yè)污水處理、汽車尾氣處理、電工電子領(lǐng)域、醫(yī)用材料領(lǐng)域以及生物化學(xué)領(lǐng)域。
[0003]傳統(tǒng)的泡沫陶瓷過濾器的制備方法(CN101164658; CN101164655; CN101323538;CN101164656等)為海綿復(fù)制法，即將多孔海綿浸潰在陶瓷漿料中，然后通過擠壓去除多余的漿料，再經(jīng)過干燥、燒結(jié)得到泡沫陶瓷。制備過程為制漿、擠漿、干燥、燒結(jié)等。這一制備過程自動化程度低，工序多，需要大量的人力手工完成，這導(dǎo)致泡沫陶瓷過濾器的生產(chǎn)成本高、產(chǎn)品可靠性差、生產(chǎn)周期長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針 對目前泡沫陶瓷過濾器制備過程中自動化程度低、工序多、生產(chǎn)成本高、產(chǎn)品可靠性差、生產(chǎn)周期長等問題，提出了一種自動化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)周期短的碳化硅泡沫陶瓷過濾器的制備方法。
[0005]本發(fā)明先將聚醚或聚酯多元醇與催化劑、表面活性劑和發(fā)泡劑攪拌后，加入碳化硅粉體、高嶺土和氧化鋁粉、硅溶膠再攪拌均勻后，再加入固化劑，充分混合均勻后置于成型容器中反應(yīng)固化，將固化后的泡沫陶瓷海綿體經(jīng)開孔處理，再經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)即可得到碳化硅泡沫陶瓷。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于將陶瓷粉體預(yù)先加入聚醚或聚酯多元醇中，通過聚合反應(yīng)及發(fā)泡工藝直接形成三維網(wǎng)狀泡沫陶瓷坯體，大大減少了生產(chǎn)工序，得到的泡沫陶瓷產(chǎn)品結(jié)構(gòu)均勻一致?？纱蟠鬁p少人力需求和人工勞動量，在縮短生產(chǎn)周期的同時還可以提高產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性，避免由于人工操作帶來的產(chǎn)品缺陷。
[0007]開孔處理是將固化后的泡沫陶瓷海綿體切削成長方體形狀，置于開孔箱內(nèi)，先真空后再充入乙炔和氧氣至常壓靜置，經(jīng)3-4小時后再電子火點燃開孔，即得到三維網(wǎng)狀的泡沫陶瓷還體。
[0008]所述聚醚或聚酯多元醇與催化劑、表面活性劑、發(fā)泡劑、碳化硅粉體、高嶺土、氧化鋁粉、硅溶膠和固化劑的投料質(zhì)量比為80: 0.4: 0.2: 6: 200: 18: 12: 18: 53。
[0009]所述聚醚或聚酯多元醇由以甘油為起始劑的羥值56的聚氧化丙烯多元醇和羥值80、酸值小于I的改性聚酯多元醇和以甘油為起始劑的聚氧化丙烯多苯乙基多丙烯晴及羥值28的多元醇組成。
[0010]所述以甘油為起始劑的羥值56的聚氧化丙烯多元醇和羥值80、酸值小于I的改性聚酯多元醇和以甘油為起始劑的聚氧化丙烯多苯乙基多丙烯晴及羥值28的多元醇的混合質(zhì)量比為13: 3。
[0011]所述催化劑由混合質(zhì)量比為0.1~0.15: 0.05~0.1: 0.1~0.23的濃度為
33%的三乙烯二胺溶液、N，N- 二甲基環(huán)己胺和辛酸亞錫組成。
[0012]所述表面活性劑為有機硅酮。
[0013]所述發(fā)泡劑為水和環(huán)戊烷的混合物，其中水與環(huán)戊烷的混合質(zhì)量比為2: I。
[0014]所述固化劑為甲苯二異氰酸酯。
【具體實施方式】
[0015]1、準備一方形的泡沫陶瓷海綿體成型容器，成型容器材質(zhì)為各種常見熱塑性或熱固性塑料，如聚丙烯。并保證內(nèi)表面光滑。
[0016]2、將上述泡沫陶瓷海綿體成型容器的內(nèi)壁均勻涂抹脫模劑，如黃油，然后放置于發(fā)泡車間。
[0017]3、制備成型、 固化工藝:在溫度為15°C左右的條件下，在甘油為起始劑的65kg聚氧化丙烯多元醇(羥值56)和改性聚酯多元醇(羥值80，酸值小于I)與甘油為起始劑的15kg聚氧化丙烯多苯乙基多丙烯晴及多元醇(輕值28)的組合物主料中，加入4kg水、2kg環(huán)戊烷、0.15kgA33(33%三乙烯二胺的溶液)、0.05kgN, N- 二甲基環(huán)己胺、0.2kg辛酸亞錫和
0.2kg有機娃酮進行預(yù)混后,再將200kg碳化娃微粉、18kg高嶺土、12kg氧化招和18kg娃溶膠加入預(yù)混液中充分攪勻，再加入規(guī)格為80/20的甲苯二異氰酸酯53kg進行攪拌形成混合物，攪拌速度為600rpm,攪拌時間為10秒。
[0018]然后將混合物倒入成型容器中反應(yīng)成型，20分鐘后取出再靜置4小時，使其固化完全。
[0019]4、制孔工藝:將固化完全后的泡沫陶瓷海綿體切削為800X600X600mm大小的正
方體形狀，置于開孔箱內(nèi)，抽真空后充入乙炔和氧氣，至常壓靜置，讓氣體在海綿泡體內(nèi)循環(huán)4小時后，再用電子火點燃開孔，即可得到三維網(wǎng)狀的多孔陶瓷海綿泡體。
[0020]5、將所得陶瓷海綿泡體按照所需尺寸及形狀切削后，經(jīng)1500°C高溫?zé)Y(jié)，即得到碳化硅泡沫陶瓷。
【權(quán)利要求】
1.一種碳化硅泡沫陶瓷的制造方法，其特征在于:將聚醚或聚酯多元醇與催化劑、表面活性劑和發(fā)泡劑攪拌后，加入碳化硅粉體、高嶺土和氧化鋁粉、硅溶膠再攪拌均勻后，再加入固化劑，充分混合均勻后置于成型容器中反應(yīng)固化，將固化后的泡沫陶瓷海綿體經(jīng)開孔處理，再經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)即可得到碳化硅泡沫陶瓷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述碳化硅泡沫陶瓷的制造方法，其特征在于:所述開孔處理是將固化后的泡沫陶瓷海綿體切削成長方體形狀，置于開孔箱內(nèi)，先真空后再充入乙炔和氧氣至常壓靜置，經(jīng)3-4小時后再電子火點燃開孔，即得到三維網(wǎng)狀的泡沫陶瓷坯體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述碳化硅泡沫陶瓷的制造方法，其特征在于:所述聚醚或聚酯多元醇與催化劑、表面活性劑、發(fā)泡劑、碳化硅粉體、高嶺土、氧化鋁粉、硅溶膠和固化劑的投料質(zhì)量比為 80: 0.4: 0.2: 6: 200: 18: 12: 18: 53。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述碳化硅泡沫陶瓷的制造方法，其特征在于:所述聚醚或聚酯多元醇由以甘油為起始劑的羥值56的聚氧化丙烯多元醇和羥值80、酸值小于I的改性聚酯多元醇和以甘油為起始劑的聚氧化丙烯多苯乙基多丙烯晴及羥值28的多元醇組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述碳化硅泡沫陶瓷的制造方法，其特征在于:所述以甘油為起始劑的羥值56的聚氧化丙烯多元醇和羥值80、酸值小于I的改性聚酯多元醇和以甘油為起始劑的聚氧化丙烯多苯乙基多丙烯晴及羥值28的多元醇的混合質(zhì)量比為13: 3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述碳化硅泡沫陶瓷的制造方法，其特征在于:所述催化劑由混合質(zhì)量比為0.1~0.1 5: 0.05~0.1: 0.1~0.23的濃度為33%的三乙烯二胺溶液、N, N- 二甲基環(huán)己胺和辛酸亞錫組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述碳化硅泡沫陶瓷的制造方法，其特征在于:所述表面活性劑為有機娃酮。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述碳化硅泡沫陶瓷的制造方法，其特征在于:所述發(fā)泡劑為水和環(huán)戊烷的混合物，其中水與環(huán)戊烷的混合質(zhì)量比為2: I。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述碳化硅泡沫陶瓷的制造方法，其特征在于:所述固化劑為甲苯二異氰酸酯。
【文檔編號】C04B35/565GK103787689SQ201410063600
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】駱兵, 丁成進, 吉小冬 申請人:江蘇威仕結(jié)構(gòu)陶瓷有限公司