核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球及其制備方法和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球制備方法：包括硅溶膠配置，硅溶膠凝膠化，硅酸干凝膠微球的制備，水洗?表面老化時效處理，再洗滌干燥以及高溫發(fā)泡工序。該核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球為粒徑為0.3?5mm，為內(nèi)外分層結(jié)構(gòu)，微球外層為45?55μm的陶瓷密閉殼體，所述陶瓷密閉殼體表面由微米級顆粒組成多邊形聚集體，且相鄰多邊形聚集體間隔為0.8?1.2μm，間隔處分布有80?120nm的大小的空洞，空洞內(nèi)部分布有若干毛細(xì)溝道，且以該微米級顆粒為基核，在該微米級顆粒表面沉積有納米粒子，所述沉積有納米粒子的顆粒的微球的比表面積比同等球徑的光滑微球大3?4個數(shù)量級；微球內(nèi)部為三維貫通的網(wǎng)狀微孔結(jié)構(gòu)，在該微孔內(nèi)部分布有直徑為0.2μm?0.5μm密閉球。
【專利說明】
核殼結(jié)構(gòu)的泡沬陶瓷微球及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球及其制 備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的浪潮中，在世界工業(yè)飛速發(fā)展的形勢下，環(huán)境與資源是人類社 會遇到的大難題，節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的要求越來越高，因此適應(yīng)這種形勢發(fā)展的材料，顯 得十分重要，對社會的發(fā)展具有積極的意義。而閉孔泡沫陶瓷，正是適應(yīng)這種形勢發(fā)展要求 的一種新材料，它能夠在提高效率、節(jié)約資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮顯著的促進(jìn)作用。
[0003] 泡沫陶瓷是一種造型上像泡沫狀的多孔陶瓷，它是繼普通多孔陶瓷、蜂窩多孔陶 瓷之后發(fā)展起來的第三代多孔陶瓷制品。這種高技術(shù)陶瓷具有三維連通孔道，同時對其形 狀、孔尺寸、滲透性、表面積及化學(xué)性能均可進(jìn)行適度調(diào)整變化，（其中包括控制泡沫陶瓷的 外形研究）制品就像是"被鋼化了的泡沫塑料"或"被瓷化了的海綿體"。泡沫陶瓷具有重量 輕、強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕、再生簡單、使用壽命長及制備工藝簡單，節(jié)約能源，成本低，因 其獨特的優(yōu)異性能，如低密度、高氣孔率、比表面積大、高熱穩(wěn)定性以及化學(xué)惰性等廣泛地 應(yīng)用于冶金、化工、輕工、農(nóng)業(yè)、食品、環(huán)保、節(jié)能、航空、航海、電子、醫(yī)用材料、及生物化學(xué)等 多個領(lǐng)域。
[0004] 目前，國內(nèi)外對多孔泡沫陶瓷材料領(lǐng)域及特需用途上，主要集中在高端領(lǐng)域，但開 孔型較為常見，在實際應(yīng)用中也較為普遍。如作為液體、氣體過濾用的濾芯材料;消聲器、吸 聲，降低噪音材料;催化劑載體，固化醇載體等。對于閉孔類型而言，則基本處于一種前沿科 技研究和高端應(yīng)用狀態(tài)。尤其是具有良好綠色特征，高效多功能，且實際能應(yīng)用于建筑節(jié) 能、環(huán)保、抗爆等領(lǐng)域的泡沫陶瓷材料，無論在國際或是國內(nèi)都還有一定的距離。
[0005] 目前，國際國內(nèi)對于閉孔發(fā)泡陶瓷的的制備方法主要有以下幾種：
[0006] (1)直接發(fā)泡法，直接發(fā)泡法工藝是往混合水、陶瓷粉體以及添加劑的均勻漿料中 加陰-陽離子表面活性劑得到濕泡沫體，然后將濕泡沫體經(jīng)過干燥燒結(jié)后得到泡沫陶瓷。其 工藝簡單示意圖如圖13所示。直接發(fā)泡法相較于其它方法，更易于控制產(chǎn)品的形狀、成分和 密度。然而，所引入的氣泡本質(zhì)上熱動不穩(wěn)定的體系，由于氣液連接面的具有非常高的界面 能，使得他們趨向于發(fā)生快速的聚合和氣泡的歧化。因此該工藝很難得到相對穩(wěn)定的液態(tài) 陶瓷泡沫漿料。
[0007] (2)蛋白發(fā)泡法制備泡沫陶瓷，蛋白發(fā)泡法也存在一定的局限性，尤其在泡沫陶瓷 粉體固相含量較高或較低時。固相含量較高時，陶瓷漿料粘度較高，流變性較差，成型后樣 品的微觀結(jié)構(gòu)均勻性較差，同時，由于水分較少，發(fā)泡過程受到限制，導(dǎo)致發(fā)泡不充分，樣品 的孔隙率較低；固相含量較低時，發(fā)泡較劇烈，樣品的開孔率較高，干燥時體積收縮較大，樣 品易開裂。
[0008] 目前所有的基礎(chǔ)設(shè)計都是采用在陶瓷漿料中加其它輔助發(fā)泡物質(zhì)，這些方法制得 的產(chǎn)品體型都較大，沒有微球結(jié)構(gòu)體，導(dǎo)致其實際應(yīng)用也非常有限。由于制備方法有限，導(dǎo) 致現(xiàn)有閉孔發(fā)泡陶瓷的氣孔率低，比表面積小，容重大，影響其隔熱效果。用以上國際國內(nèi) 現(xiàn)在通行的兩種制備方法制備的閉孔發(fā)泡陶瓷，當(dāng)增加發(fā)泡添加劑時，其氣孔率增加，容重 下降，但是無法面對的事實是，由"閉孔泡沫陶瓷"變成了"開孔泡沫陶瓷"了，所得的閉孔發(fā) 泡陶瓷如圖14、圖15所示。
[0009] 本發(fā)明就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，突發(fā)奇想，要是泡沫陶瓷是個真空狀態(tài)，則 開孔與閉孔也就沒有區(qū)別了，我們的思路是做一個有開孔泡沫陶瓷功能的"殼"將其封閉起 來，形成一個包裹的"球"，經(jīng)過反復(fù)推算和試驗，說明本發(fā)明的方法和工藝是可行的，即誕 生了本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡單、綠色環(huán) 保、低成本的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球的制備方法，以及提供一種由該制備方法所得的粒 徑小、比表面積大、容重小、孔隙率高、高效節(jié)能的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球；另外，還提高 了該核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球的應(yīng)用。
[0011] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0012] -種制備核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球的方法，其特征在于，包括硅溶膠配置、硅溶膠 凝膠化、硅酸干凝膠微球的制備、水洗-表面老化時效處理、再洗滌干燥和高溫發(fā)泡工序，具 體步驟如下：
[0013] (a)硅溶膠配置:將偏硅酸鈉溶液與苯乙烯共聚物混合，得混合液，加熱，加壓;在 該反應(yīng)過程中，分四個階段進(jìn)行:第一階段，將稀鹽酸通過空心的石英毛細(xì)管淋/滴入混合 液中，同時加入有機(jī)鉑，控制混合液的PH值為10-11;第二階段，待第一階段中的溶膠粒子直 徑均生長至大于30nm時，繼續(xù)將稀鹽酸通過空心的石英毛細(xì)管淋/滴入混合液中，再次添加 有機(jī)鉑，控制混合液的pH值為9-10;第三階段，待第二階段中的溶膠粒子直徑均生長至大于 30nm時，繼續(xù)將稀鹽酸通過空心的石英毛細(xì)管淋/滴入混合液中，再次添加有機(jī)鉑，控制混 合液的PH值為8-9;第四階段，待第三階段中的溶膠粒子直徑均生長至大于30nm時，繼續(xù)將 稀鹽酸通過空心的石英毛細(xì)管淋/滴入混合液中，添加有機(jī)鉑，控制混合液的pH值為7,維持 反應(yīng)至溶膠粒子直徑均生長至為35nm-100nm，反應(yīng)完成得硅溶膠；
[0014] (b)硅溶膠凝膠化:在步驟(a)制得的硅溶膠中，加入電解質(zhì)和氨水?dāng)嚢杈鶆?，?- 5個大氣壓，靜置讓硅溶膠凝膠化，直至硅溶膠的PH為4時停止反應(yīng)得硅凝膠；
[0015] (c)硅酸干凝膠的制備:將步驟(b)制得的硅凝膠先擠壓成圓柱形硅凝膠體，然后 再剪切成小圓柱形硅凝膠體，且把該小圓柱形硅凝膠體加入含有6%_10%稀硫酸的導(dǎo)熱油 中，在300-360°C溫度下，勻速攪拌5-7個小時，得硅酸干凝膠微球；
[0016] (d)水洗-表面老化時效處理:將步驟(C)制得的硅酸干凝膠微球用水洗滌，直至硅 膠干凝膠微球表面的油、殘存的酸、雜質(zhì)洗滌干凈;然后把洗滌好的硅酸干凝膠微球，在80-120°C溫度下，用稀鹽酸浸泡4~6小時，獲得表面含有微孔的硅酸干凝膠微球；
[0017] (e)再洗滌干燥:將步驟(d)獲得的硅酸干凝膠微球用稀酸、稀堿洗滌，洗滌后，在 30-50 °C烘烤60-80h干燥，又用水洗滌干凈后，再在60-100 °C溫度下二次烘干脫水至含水量 在3%以下；
[0018] (f)高溫發(fā)泡:將步驟(e)獲得的硅酸干凝膠微球，在1300-1400°C的溫度條件下進(jìn) 行發(fā)泡，即得核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球。
[0019] 進(jìn)一步優(yōu)選為:在步驟(f)中，將步驟(e)制得的硅酸干凝膠微球放在碳化硅模具 中，放入微波爐中，在1300-1400°C溫度下進(jìn)行發(fā)泡，得閉孔泡沫陶瓷體。
[0020] 進(jìn)一步優(yōu)選為:在步驟(a)中，所述偏硅酸鈉溶液、苯乙烯共聚物和有機(jī)鉑的質(zhì)量 比為 100:(3-8):(0.05-0.15)。
[0021]進(jìn)一步優(yōu)選為:所述苯乙烯共聚物為苯乙烯-馬來酸酐共聚物。
[0022]進(jìn)一步優(yōu)選為:步驟(a)所述的加熱為溫度100-160°C，加壓為加2-5個大氣壓。 [0023] 進(jìn)一步優(yōu)選為:步驟(a)中，所述空心的石英毛細(xì)管的內(nèi)空直徑為400nm-600nm〇
[0024] 進(jìn)一步優(yōu)選為:步驟(a)中所述第四階段反應(yīng)至硅溶膠中溶膠粒子的直徑為40nm-70nm〇
[0025] -種核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球，其特征在于:所述泡沫陶瓷微球的成分以及各種 成分的質(zhì)量百分比為二氧化硅95 % -98 %、氧化鋁1 % -5 %、氧化鈉0.3 % -3 %，且該泡沫陶 瓷微球為內(nèi)外分層結(jié)構(gòu)，微球外層為陶瓷密閉殼體，所述陶瓷密閉殼體的厚度為45-55μπι， 微球內(nèi)部為三維貫通的網(wǎng)狀微孔結(jié)構(gòu)，在所述微孔內(nèi)部分布有直徑為〇.2μπι-〇.5μπι密閉球。
[0026] 進(jìn)一步優(yōu)選為:所述陶瓷密閉殼體外表面設(shè)有若干由微米級顆粒組成的多邊形聚 集體，相鄰多邊形聚集體間隔為〇. 8-1.2μπι，間隔處分布有大小為80-120nm的空洞，空洞內(nèi) 部分布有若干毛細(xì)溝道；
[0027] 且以該微米級顆粒為基核，在該微米級顆粒表面沉積有納米粒子，所述沉積有納 米粒子的顆粒的微球的比表面積比同等球徑的光滑微球大3-4個數(shù)量級。
[0028] -種核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球的應(yīng)用，其特征在于:所述泡沫陶瓷微球在制備隔 熱保溫材料/阻燃耐熱材料/生物濾池載體材料/催化反應(yīng)載體材料/油污收集材料/隱身吸 波材料中的應(yīng)用。
[0029]本發(fā)明的有益效果：
[0030] (1)本發(fā)明在硅溶膠配置工序，分成四個階段進(jìn)行反應(yīng)，使得硅溶膠中的溶膠粒子 有充分可控制的靜置及長大的時間，即溶膠粒子可以均勻生長以及可穩(wěn)定控制溶膠粒子的 大小，且采用納米石英毛細(xì)管來淋/滴稀鹽酸，使得稀鹽酸溶液能準(zhǔn)確定量自動引出，精確 控制住化學(xué)反應(yīng)，準(zhǔn)確把握溶膠粒子結(jié)構(gòu)和混合液的關(guān)系，實現(xiàn)硅溶膠中的各個膠體粒子 的生長變得可控和一致，反應(yīng)也更完全。
[0031] (2)所述核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球為內(nèi)外分層結(jié)構(gòu)，微球外層為陶瓷密閉殼體，所 述陶瓷密閉殼體厚度為45_55μπι;微球內(nèi)部為三維貫通的網(wǎng)狀微孔結(jié)構(gòu)，在該微孔內(nèi)部分布 有直徑為0.2-0.5μπι密閉球，使得泡沫陶瓷微球孔隙率高達(dá)98 %，熔點多1400 °C，密度< 0.40g/cm3，通過最嚴(yán)格、最權(quán)威的德國標(biāo)準(zhǔn)，燃燒性能達(dá)到Al級，使得泡沫陶瓷微球具有良 好的吸聲、保溫、隔熱、防火等性能。
[0032] (3)所述核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球外層的陶瓷密閉殼體外表面設(shè)有由微米級顆粒 組成的多邊形聚集體，相鄰多邊形聚集體間隔為0.8-1.2μπι，間隔處分布有大小為80-120nm 的空洞，空洞內(nèi)部分布有若干毛細(xì)溝道，通過毛細(xì)現(xiàn)象，可用于油污收集；同時以該微米級 顆粒為基核，在該微米級顆粒表面沉積有納米粒子，所述沉積有納米粒子的顆粒的微球的 比表面積比同等球徑的光滑微球大3-4個數(shù)量級，在微觀量子隧道及界面效應(yīng)下，使得該泡 沫陶瓷微球具有吸波、透波、偏振等功能。
[0033] (4)所述核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球為粒徑0.3-5mm的微球結(jié)構(gòu)體，微球結(jié)構(gòu)體具有 眾多優(yōu)勢，比如保溫電飯煲，薄薄的隔層，是無法放進(jìn)磚塊的，現(xiàn)在只要在外層留一個小孔， 將核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球吹入即可。其中包括像汽車、船舶、高鐵、空調(diào)、冰箱等等異形隔 層保溫體的應(yīng)用。再比如:微儲存、微反應(yīng)、微分離、作為載體材料上的應(yīng)用、催化反應(yīng)器中 的應(yīng)用、作為環(huán)保污水處理載體材料、作為電子介質(zhì)材料、作為聲阻抗耦合材料、作為固體 滅火劑材料等等，需要的都是微結(jié)構(gòu)體，擴(kuò)大了泡沫陶瓷微球的使用范圍。
【附圖說明】
[0034] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行 說明：
[0035] 圖1為本發(fā)明核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球的工藝流程圖；
[0036] 圖2為本發(fā)明核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球的圖片；
[0037] 圖3為1mm粒徑的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球放大25倍的剖切面圖；
[0038]圖4為IOOnm粒徑的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球放大200倍的剖切面圖；
[0039]圖5為ΙΟμπι粒徑的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球放大500倍的剖切面圖；
[0040]圖6為ΙΟμπι粒徑的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球放大2000倍的剖切面圖；
[0041 ]圖7為ΙΟμπι粒徑的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球放大1000倍的微球外表面圖；
[0042]圖8為Ιμπι粒徑的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球放大3000倍的微球外表面圖；
[0043]圖9為Ιμπι粒徑的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球放大5000倍的微球外表面圖；
[0044] 圖10為Ιμπι粒徑的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球放大10000倍的微球外表面圖；
[0045] 圖11為Ιμπι粒徑的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球放大20000倍的微球外表面圖；
[0046] 圖12為IOOnm粒徑的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球放大50000倍的微球外表面圖；
[0047]圖13為直接發(fā)泡法的工藝示意圖；
[0048]圖14為蛋白質(zhì)發(fā)泡法制備的400μπι粒徑的泡沫陶瓷外表面放大200倍的示圖；
[0049]圖15為蛋白質(zhì)發(fā)泡法制備的200μπι粒徑的泡沫陶瓷外表面放大200倍的示圖。
【具體實施方式】
[0050] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，這些實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而 不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0051] 硅溶膠也稱膠體二氧化硅，是無定形SiO2聚集顆粒在水中均勻分散形成的膠體溶 液，其分子式可表示為mSi〇2 · ηΗ2〇,膠體粒子的大小在1~IOOnm范圍內(nèi)。娃溶膠粒子的內(nèi)部 結(jié)構(gòu)為硅氧烷鍵(-Si-O-Si-)，表面層由許多硅氧醇基(-Si-OH)和羥基(-0Η)所覆蓋，膠團(tuán) 中心是膠核，是由大量的SiO 2分子組成的緊密聚合體，根據(jù)pH值范圍硅溶膠可分為酸性硅 溶膠和堿性硅溶膠，當(dāng)PH=7-10，即為堿性硅溶膠，一般較穩(wěn)定，容易制備粒徑大、顆粒均勻 的溶膠液。
[0052]本發(fā)明中采用偏硅酸鈉溶液與稀鹽酸反應(yīng)生成硅溶膠，其反應(yīng)式為：
[0053] Na2Si03+2HCl(稀鹽酸）=2NaCl+H2Si03U膠體），隨著反應(yīng)的進(jìn)行，稀鹽酸逐漸被 反應(yīng)，溶液體系的PH值也不斷變化，硅溶膠也逐漸生成。
[0054]本發(fā)明核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球的制備方法:包括硅溶膠配置、硅溶膠凝膠化、硅 酸干凝膠微球的制備、水洗-表面老化時效處理、再洗滌干燥以及高溫發(fā)泡工序，具體制備 步驟如下：
[0055] (a)硅溶膠配置:將偏硅酸鈉溶液與苯乙烯共聚物混合，得混合液，加熱，加壓;在 該反應(yīng)過程中，分四個階段進(jìn)行:第一階段，將稀鹽酸通過空心的石英毛細(xì)管淋/滴入混合 液中，同時加入有機(jī)鉑，控制混合液的PH值為11-10;第二階段，待第一階段中的溶膠粒子直 徑均生長至大于30nm時，繼續(xù)將稀鹽酸通過空心的石英毛細(xì)管淋/滴入混合液中，再次添加 有機(jī)鉑，控制混合液的pH值為9-10;第三階段，待第二階段中的溶膠粒子直徑均生長至大于 30nm時，繼續(xù)將稀鹽酸通過空心的石英毛細(xì)管淋/滴入混合液中，再次添加有機(jī)鉑，控制混 合液的PH值為8-9;第四階段，待第三階段中的溶膠粒子直徑均生長至大于30nm時，繼續(xù)將 稀鹽酸通過空心的石英毛細(xì)管淋/滴入混合液中，添加有機(jī)鉑，控制混合液的pH值為7,維持 反應(yīng)至溶膠粒子直徑均生長至為35nm-100nm，反應(yīng)完成得硅溶膠；
[0056] (b)硅溶膠凝膠化:在步驟(a)制得的硅溶膠中，加入電解質(zhì)和氨水?dāng)嚢杈鶆?，?- 5個大氣壓，靜置讓硅溶膠凝膠化，直至硅溶膠的PH為4時停止反應(yīng)得硅凝膠；
[0057] (c)硅酸干凝膠的制備:將步驟(b)制得的硅凝膠先擠壓成圓柱形硅凝膠體，然后 再剪切成小圓柱形硅凝膠體，且把該小圓柱形硅凝膠體加入含有6%_10%稀硫酸的導(dǎo)熱油 中，在300-360°C溫度下，勻速攪拌5-7個小時，得硅酸干凝膠微球；
[0058] (d)水洗-表面老化時效處理:將步驟(C)制得的硅酸干凝膠微球用水洗滌，直至硅 膠干凝膠微球表面的油、殘存的酸、雜質(zhì)洗滌干凈;然后把洗滌好的硅酸干凝膠微球，在80-120°C溫度下，用稀鹽酸浸泡4~6小時，獲得表面含有微孔的硅酸干凝膠微球；
[0059] (e)再洗滌干燥:將步驟(d)獲得的硅酸干凝膠微球用稀酸、稀堿洗滌，洗滌后，在 30-50 °C烘烤60-80h干燥，又用水洗滌干凈后，再在60-100 °C溫度下二次烘干脫水至含水量 在3%以下。
[0060] (f)高溫發(fā)泡:將步驟(e)獲得的硅酸干凝膠微球，在1300-1400°c的溫度條件下進(jìn) 行發(fā)泡，即得核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球;或?qū)⒉襟E(e)制得的硅酸干凝膠微球放在碳化硅模 具中，放入微波爐中，在1300-1400°C溫度下進(jìn)行發(fā)泡，得閉孔泡沫陶瓷體。
[0061] 其中，步驟(a)硅溶膠配置中，分四個階段進(jìn)行，每個階段都有新的溶膠粒子生成， 第一階段生成的溶膠粒子會在接下來的三個階段中繼續(xù)長大，第二階段生成的溶膠粒子會 在接下來的兩個階段中繼續(xù)長大，而第三階段生成的溶膠粒子會在第四階段繼續(xù)長大，直 至所有溶膠粒子長至符合要求的溶膠粒子。
[0062] 其中，步驟(e)中所述的稀酸為稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸等，稀堿可以是稀氨水、氫 氧化鈉水溶液等。
[0063] 下面，通過具體實施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0064] 實施例1:
[0065] (a)原輔材料配制：
[0066]稀鹽酸的配置:將水、濃鹽酸按比例投入配料槽中配成5% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的稀鹽酸溶 液，備用；
[0067]混合液的配置:將噸袋固體偏硅酸鈉(模數(shù)3.2)投入溶解釜中，在溫度120°C下，與 水配置成40 % (質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的偏硅酸鈉水溶液，然后加入固體偏硅酸鈉8%質(zhì)量的發(fā)泡劑苯 乙烯-馬來酸酐共聚物配置成混合液。
[0068] 硅溶膠的配置:將上一步配置好的混合液通入3個大氣壓的高壓反應(yīng)釜中，加熱混 合液升溫至120Γ，然后分四個階段進(jìn)行反應(yīng):第一階段，將稀鹽酸通過內(nèi)空直徑為400nm的 石英毛細(xì)管淋/滴入混合液中，同時加入固體偏硅酸鈉〇. 0375%質(zhì)量的納米耦合劑有機(jī)鉑， 控制混合液的PH值為10.8;第二階段，待第一階段中的溶膠粒子直徑均生長至31nm時，繼續(xù) 將稀鹽酸通過內(nèi)空直徑為400nm的石英毛細(xì)管淋/滴入到混合液中，再次添加固體偏硅酸鈉 0.0375 %質(zhì)量的納米耦合劑有機(jī)鉑，控制混合液的PH值為9.6;第三階段，待第二階段中的 溶膠粒子直徑均生長至31nm時，繼續(xù)將稀鹽酸通過內(nèi)空直徑為400nm的石英毛細(xì)管淋/滴入 到混合液中，再次添加固體偏硅酸鈉0.0375%質(zhì)量的納米耦合劑有機(jī)鉑，控制混合液的PH 值為8.7;第四階段，待第三階段中的溶膠粒子直徑均生長至31nm時，繼續(xù)將稀鹽酸通過內(nèi) 空直徑為400nm的石英毛細(xì)管淋/滴入到混合液中，添加固體偏硅酸鈉0.0375%質(zhì)量的納米 耦合劑有機(jī)鉑，控制混合液的PH值為7，維持反應(yīng)至溶膠粒子直徑為35nm-100nm，反應(yīng)完成 得娃溶月父；
[0069] (b)硅溶膠凝膠化:在步驟(a)制得的硅溶膠中，加入濃度為10% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的氯 化鈉電解質(zhì)和濃度為10%的氨水?dāng)嚢杈鶆?，?個大氣壓，靜置讓硅溶膠凝膠化，直至硅溶 膠的PH為4時停止反應(yīng)得硅凝膠；
[0070] (c)硅酸干凝膠的制備：將步驟(b)制得的硅凝膠通過螺旋擠壓成圓柱形硅凝膠 體，然后再通過旋轉(zhuǎn)刀剪切成小圓柱形硅凝膠體，且把該小圓柱形硅凝膠體加入含有6% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))稀硫酸的導(dǎo)熱油中，在340°C的溫度下，勻速攪拌5個小時，得硅酸干凝膠微球；
[0071] (d)水洗-表面老化時效處理:將步驟(c)制得的硅酸干凝膠微球放在清洗機(jī)上用 水洗滌，直至硅膠干凝膠微球表面的油、殘存的酸、雜質(zhì)洗滌干凈;然后把洗滌好的硅酸干 凝膠微球放入老化槽，在80°C溫度下，用濃度為5% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的稀鹽酸浸泡5小時，獲得表 面含有微孔的硅酸干凝膠微球；
[0072] (e)再洗滌干燥:將步驟(d)獲得的硅酸干凝膠微球再次放到清洗機(jī)上先用濃度為 濃度為5% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))稀鹽酸、濃度為10% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))為稀氨水洗滌，洗滌后在40°C的干燥 爐中烘烤65h后，再次放倒清洗機(jī)上用水洗滌干凈后，轉(zhuǎn)至80°C的干燥爐中進(jìn)行二次烘干脫 水，直至含水量在3%以下。
[0073] (f)高溫發(fā)泡:將步驟(e)獲得的硅酸干凝膠微球，放入旋轉(zhuǎn)窖爐中，在1350°C的溫 度條件下進(jìn)行發(fā)泡，發(fā)泡時間為2.5小時，即得核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球;或?qū)⒉襟E(e)制得 的硅酸干凝膠微球放在碳化硅模具中，放入微波爐中，在1350Γ溫度下進(jìn)行發(fā)泡，發(fā)泡時間 為3小時，得閉孔泡沫陶瓷體。
[0074] 實施例2:
[0075] (a)稀鹽酸的配置:將水、濃鹽酸按比例投入配料槽中配成10% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的稀鹽 酸溶液，備用；
[0076]混合液的配置:將噸袋固體偏硅酸鈉(模數(shù)2.7)投入溶解釜中，在溫度120 °C下，與 水配置成25 % (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的偏硅酸鈉水溶液，然后加入固體偏硅酸鈉5 %質(zhì)量的苯乙烯-馬 來酸酐共聚物配置成混合液。
[0077] 硅溶膠的配置:將上一步配置好的混合液通入4個大氣壓的高壓反應(yīng)釜中，加熱混 合液升溫至l〇〇°C，然后分四個階段進(jìn)行反應(yīng):第一階段，將稀鹽酸通過內(nèi)空直徑為500nm的 石英毛細(xì)管淋/滴入混合液中，同時加入固體偏硅酸鈉〇 .025%質(zhì)量的納米耦合劑有機(jī)鉑， 控制混合液的PH值為10.5;第二階段，待第一階段中的溶膠粒子直徑均生長至35nm時，繼續(xù) 將稀鹽酸通過內(nèi)空直徑為500nm的石英毛細(xì)管淋/滴入到混合液中，再次添加固體偏硅酸鈉 0.025 %質(zhì)量的納米耦合劑有機(jī)鉑，控制混合液的PH值為9.1;第三階段，待第二階段中的溶 膠粒子直徑均生長至35nm時，繼續(xù)將稀鹽酸通過內(nèi)空直徑為500nm的石英毛細(xì)管淋/滴入到 混合液中，再次添加固體偏硅酸鈉0.025 %質(zhì)量的納米耦合劑有機(jī)鉑，控制混合液的PH值為 8.8;第四階段，待第三階段中的溶膠粒子直徑均生長至35nm時，繼續(xù)將稀鹽酸通過內(nèi)空直 徑為500nm的石英毛細(xì)管淋/滴入到混合液中，添加固體偏硅酸鈉0.025%質(zhì)量的納米耦合 劑有機(jī)鉑，控制混合液的PH值為7，維持反應(yīng)至溶膠粒子直徑為40nm-70nm，反應(yīng)完成得硅溶 膠；
[0078] (b)硅溶膠凝膠化:在步驟(a)制得的硅溶膠中，加入濃度為15% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的氯 化鈉電解質(zhì)和濃度為10%的氨水?dāng)嚢杈鶆?，?.5個大氣壓，靜置讓硅溶膠凝膠化，直至硅 溶膠的PH為4時停止反應(yīng)得硅凝膠；
[0079] (c)硅酸干凝膠的制備：將步驟(b)制得的硅凝膠通過螺旋擠壓成圓柱形硅凝膠 體，然后再通過旋轉(zhuǎn)刀剪切成小圓柱形硅凝膠體，且把該小圓柱形硅凝膠體加入含有8% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))稀硫酸的導(dǎo)熱油中，在330°C的溫度下，勻速攪拌5.8個小時，得硅酸干凝膠微 球；
[0080] (d)水洗-表面老化時效處理:將步驟(c)制得的硅酸干凝膠微球放在清洗機(jī)上用 水洗滌，直至硅膠干凝膠微球表面的油、殘存的酸、雜質(zhì)洗滌干凈;然后把洗滌好的硅酸干 凝膠微球放入老化槽，在l〇〇°C溫度下，用濃度為10% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的稀鹽酸浸泡4小時，獲得 表面含有微孔的娃酸干凝膠微球；
[0081] (e)再洗滌干燥:將步驟(d)獲得的硅酸干凝膠微球再次放到清洗機(jī)上先用濃度為 濃度為10% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))稀硫酸、濃度為10% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))為稀氨水洗滌，洗滌后在30°C的干 燥爐中烘烤75h后，再次放倒清洗機(jī)上用水洗滌干凈后，轉(zhuǎn)至60 °C的干燥爐中進(jìn)行二次烘干 脫水，直至含水量在3 %以下。
[0082] (f)高溫發(fā)泡:將步驟(e)獲得的硅酸干凝膠微球，放入旋轉(zhuǎn)窖爐中，在1300 °C的溫 度條件下進(jìn)行發(fā)泡，發(fā)泡時間為2.5小時，即得核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球;或?qū)⒉襟E(e)制得 的硅酸干凝膠微球放在碳化硅模具中，放入微波爐中，在1300°C溫度下進(jìn)行發(fā)泡，發(fā)泡時間 為3小時，得閉孔泡沫陶瓷體。
[0083] 實施例3:
[0084] (a)稀鹽酸的配置:將水、濃鹽酸按比例投入配料槽中配成15% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的稀鹽 酸溶液，備用；
[0085]混合液的配置:將噸袋固體偏硅酸鈉(模數(shù)1.6)投入溶解釜中，在溫度120°C下，與 水配置成15 % (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的偏硅酸鈉水溶液，然后加入固體偏硅酸鈉3 %質(zhì)量的苯乙烯-馬 來酸酐共聚物配置成混合液。
[0086] 硅溶膠的配置:將上一步配置好的混合液通入5個大氣壓的高壓反應(yīng)釜中，加熱混 合液升溫至150°C，然后分四個階段進(jìn)行反應(yīng):第一階段，將稀鹽酸通過內(nèi)空直徑為600nm的 石英毛細(xì)管淋/滴入混合液中，同時加入固體偏硅酸鈉〇. 0125%質(zhì)量的納米耦合劑有機(jī)鉑， 控制混合液的PH值為10.1;第二階段，待第一階段中的溶膠粒子直徑均生長至40nm時，繼續(xù) 將稀鹽酸通過內(nèi)空直徑為600nm的石英毛細(xì)管淋/滴入到混合液中，再次添加固體偏硅酸鈉 0.0125%質(zhì)量的納米耦合劑有機(jī)鉑，控制混合液的PH值為9.3;第三階段，待第二階段中的 溶膠粒子直徑均生長至40nm時，繼續(xù)將稀鹽酸通過內(nèi)空直徑為600nm的石英毛細(xì)管淋/滴入 到混合液中，再次添加固體偏硅酸鈉0.0125%質(zhì)量的納米耦合劑有機(jī)鉑，控制混合液的PH 值為8.2;第四階段，待第三階段中的溶膠粒子直徑均長至40nm時，繼續(xù)將稀鹽酸通過內(nèi)空 直徑為600nm的石英毛細(xì)管淋/滴入到混合液中，添加固體偏硅酸鈉0.0125%質(zhì)量的納米耦 合劑有機(jī)鉑，控制混合液的PH值為7,維持反應(yīng)至溶膠粒子直徑為35nm-100nm，反應(yīng)完成得 硅溶膠；
[0087] (b)硅溶膠凝膠化:在步驟(a)制得的硅溶膠中，加入濃度為5% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的氯化 鈉電解質(zhì)和濃度為7% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的氨水?dāng)嚢杈鶆?，?個大氣壓，靜置讓硅溶膠凝膠化，直 至硅溶膠的PH為4時停止反應(yīng)得硅凝膠；
[0088] (c)硅酸干凝膠的制備：將步驟(b)制得的硅凝膠通過螺旋擠壓成圓柱形硅凝膠 體，然后再通過旋轉(zhuǎn)刀剪切成小圓柱形硅凝膠體，且把該小圓柱形硅凝膠體加入含有10% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))稀硫酸的導(dǎo)熱油中，在360°C的溫度下，勻速攪拌7個小時，得硅酸干凝膠微球；
[0089] (d)水洗-表面老化時效處理:將步驟(c)制得的硅酸干凝膠微球放在清洗機(jī)上用 水洗滌，直至硅膠干凝膠微球表面的油、殘存的酸、雜質(zhì)洗滌干凈;然后把洗滌好的硅酸干 凝膠微球放入老化槽，在120°C溫度下，用濃度為15% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的稀鹽酸浸泡6小時，獲得 表面含有微孔的娃酸干凝膠微球；
[0090] (e)再洗滌干燥:將步驟(d)獲得的硅酸干凝膠微球再次放到清洗機(jī)上先用濃度為 濃度為15 % (質(zhì)量分?jǐn)?shù))稀鹽酸、濃度為7 % (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的氫氧化鈉水溶液洗滌，洗滌后在50 °C的干燥爐中烘烤60h后，再次放倒清洗機(jī)上用水洗滌干凈后，轉(zhuǎn)至100 °C的干燥爐中進(jìn)行 二次烘干脫水，直至含水量在3 %以下。
[0091 ] (f)高溫發(fā)泡:將步驟(e)獲得的硅酸干凝膠微球，放入旋轉(zhuǎn)窖爐中，在1400°C的溫 度條件下進(jìn)行發(fā)泡，發(fā)泡時間為2.5小時，即得核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球;或?qū)⒉襟E(e)制得 的硅酸干凝膠微球放在碳化硅模具中，放入微波爐中，在1400°C溫度下進(jìn)行發(fā)泡，發(fā)泡時間 為3小時，得閉孔泡沫陶瓷體。
[0092] 如圖2所示，由實施例1-實施例3制得的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球的成分以及各種 成分的質(zhì)量百分比為二氧化硅95 % -98 %、氧化鋁1 % -5 %、氧化鈉0.3 % -3 %，所述泡沫陶 瓷微球粒徑為〇.3-5mm，如圖3所示，其為內(nèi)外分層結(jié)構(gòu)，微球外層為50±5μπι厚度的陶瓷密 閉殼體，進(jìn)一步地:如圖7-12所示，陶瓷密閉殼體外表面設(shè)有由若干微米級顆粒組成的多邊 形聚集體，且相鄰多邊形聚集體間隔為〇.8-1.2以111，間隔處分布有8〇-12〇11111的大小的空洞， 空洞內(nèi)部分布有若干毛細(xì)溝道，且以該微米級顆粒為基核，在該微米級顆粒表面沉積有納 米粒子，沉積有納米粒子的顆粒的微球的比表面積比同等球徑的光滑微球大3-4個數(shù)量級 (數(shù)量級指一系列10的冪，即相鄰兩個數(shù)量級之間的比為10);如圖4-6所示，微球內(nèi)部為具 有三維貫通的網(wǎng)狀微孔結(jié)構(gòu)，在該微孔內(nèi)部分布有直徑為0.2μπι-0.5μπι密閉球，本發(fā)明核殼 結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球的孔隙率不低于60%，可高達(dá)98% ;其主要性能指標(biāo)具體如表1所示：
[0093] 表 1
[0095] 本發(fā)明制備的新材料核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球，屬不燃燒無機(jī)材料、耐高溫、耐腐 蝕，與氣相法制備的閉孔陶瓷微球外部和內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全不同，微球外表面形貌呈現(xiàn)多邊形 聚集體，相鄰多邊形聚集體間隔為〇.8-1.2以111，間隔處分布有8〇-12〇11111的大小的空洞 ；而且 微球內(nèi)部96%為孔洞結(jié)構(gòu)，且孔洞與孔洞之間形成三維貫通的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在孔洞內(nèi)部分布 有直徑為0.2μπι-0.5μπι的密閉球;具有開孔與閉孔的雙重特性，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)和確證新材料如下 技術(shù)特征與新應(yīng)用：
[0096] ①微球可直接填注在熱水器、空調(diào)、冰箱等家用電器;飛機(jī)、汽車、高鐵、坦克、潛艇 等隔熱保溫層中使用。
[0097] ②微球生產(chǎn)過程中，可在一定型體空腔模具內(nèi)，使其膨脹成型為我們所需要的形 狀。由于它重量輕、隔熱保溫效果有明顯其他材料的優(yōu)勢特點，加上價格上的優(yōu)勢，它將成 為建筑行業(yè)許多領(lǐng)域優(yōu)選的材料來源。如高空隔熱板萬一掉下來，由于重量輕，對行人不會 造成傷害。可填入任意形狀的需要隔熱保溫的型體當(dāng)中，比如火箭、導(dǎo)彈的整流罩;石油和 天然氣管道的保溫隔熱填充應(yīng)用；比如由于其比重輕，抗爆能力強(qiáng)、耐高溫、不燃燒等特點， 可以漂浮在水面上，制作海上飛機(jī)場、移動碼頭、海上煉油廠、人造浮島等等。
[0098] ③與聚合硅凝膠合成主體材料，并復(fù)合于碳性纖維中，由于重量下降，阻燃耐高 溫，是理想的無人飛機(jī)機(jī)翼材料。
[0099] ④與氣凝膠復(fù)合成主體材料，并填充于增強(qiáng)性纖維中，如玻璃纖維、預(yù)氧化纖維， 通過特殊工藝合成的柔性保溫材料，耐腐蝕性好，是海上輸油管道的保溫隔熱層材料的首 選。
[0100] ⑤陶瓷微球關(guān)鍵能漂浮在水面，克服了傳統(tǒng)陶粒下沉缺陷，由于表面有羥基，易將 生物菌附著在表面，又具有保溫效果。能直接接觸空氣中的氧及光合作用，減少曝氣池的能 源消耗，更適合做生物濾池載體材料。并能在強(qiáng)酸強(qiáng)堿環(huán)境中使用，比有機(jī)材料有更好的吸 附性及對生物的親和性，處理效率高。
[0101] ⑥由于微球外表面設(shè)有若干由微米級顆粒組成的多邊形聚集體，相鄰多邊形聚集 體間隔為0.8-1.2μπι，間隔處分布有大小為80-120M1的空洞，空洞內(nèi)部分布有若干毛細(xì)溝 道，布滿大量毛細(xì)溝道，毛細(xì)現(xiàn)象具有超強(qiáng)力的吸水吸油性，油水更容易離心分離或洗脫， 是回收集油污的最佳首選。
[0102] ⑦由于比表面積大、硬度高、絕熱性好、耐熱、耐高溫、孔結(jié)構(gòu)多種多樣，表面積隨 制法而變化;載體自身亦能提供活性中心，使催化活性物質(zhì)附著在外部及內(nèi)部表面，可在催 化反應(yīng)器中廣泛應(yīng)用。
[0103] ⑧因其獨特的表面結(jié)構(gòu)，該陶瓷密閉殼體外表面以微米級顆粒為基核，在該微米 級顆粒表面沉積納米粒子，沉積有納米粒子的顆粒的微球比表面積比同等球徑的光滑微球 大3-4個數(shù)量級，對電磁波的吸收效率也高；由于納米粒子的量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道 效應(yīng)以及界面效應(yīng)等作用，使由納米粒子組成的塊體材料在光、電、磁等物理性質(zhì)方面發(fā)生 了質(zhì)的變化，不僅磁損耗增大，而且兼具有吸波、透波、偏振等各種功能;且可與結(jié)構(gòu)復(fù)合材 料或結(jié)構(gòu)吸波材料復(fù)合，是極有發(fā)展前途的隱身吸波材料。
[0104]最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通 過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在 形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種制備核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球的方法，其特征在于，包括硅溶膠配置、硅溶膠凝 膠化、硅酸干凝膠微球的制備、水洗-表面老化時效處理、再洗滌干燥以及高溫發(fā)泡工序，具 體步驟如下： (a) 硅溶膠配置:將偏硅酸鈉溶液與苯乙烯共聚物混合，得混合液，加熱，加壓;在該反 應(yīng)過程中，分四個階段進(jìn)行:第一階段，將稀鹽酸通過空心的石英毛細(xì)管淋/滴入混合液中， 同時加入有機(jī)鉑，控制混合液的pH值為11-10;第二階段，待第一階段中的溶膠粒子直徑均 生長至大于30nm時，繼續(xù)將稀鹽酸通過空心的石英毛細(xì)管淋/滴入混合液中，再次添加有機(jī) 鉑，控制混合液的pH值為9-10;第三階段，待第二階段中的溶膠粒子直徑均生長至大于30nm 時，繼續(xù)將稀鹽酸通過空心的石英毛細(xì)管淋/滴入混合液中，再次添加有機(jī)鉑，控制混合液 的pH值為8-9;第四階段，待第三階段中的溶膠粒子直徑均生長至大于30nm時，繼續(xù)將稀鹽 酸通過空心的石英毛細(xì)管淋/滴入混合液中，添加有機(jī)鉑，控制混合液的pH值為7，維持反應(yīng) 至溶膠粒子直徑均生長至為35nm-100nm，反應(yīng)完成得硅溶膠； (b) 硅溶膠凝膠化:在步驟(a)制得的硅溶膠中，加入電解質(zhì)和氨水?dāng)嚢杈鶆?，?-5個 大氣壓，靜置讓硅溶膠凝膠化，直至硅溶膠的PH為4時停止反應(yīng)得硅凝膠； (c) 硅酸干凝膠的制備:將步驟(b)制得的硅凝膠先擠壓成圓柱形硅凝膠體，然后再剪 切成小圓柱形硅凝膠體，且把該小圓柱形硅凝膠體加入含有6%-10%稀硫酸的導(dǎo)熱油中， 在300-360 °C溫度下，勻速攪拌5-7個小時，得硅酸干凝膠微球； (d) 水洗-表面老化時效處理:將步驟(c)制得的硅酸干凝膠微球用水洗滌，直至硅膠干 凝膠微球表面的油、殘存的酸、雜質(zhì)洗滌干凈;然后把洗滌好的硅酸干凝膠微球，在80-120 °C溫度下，用稀鹽酸浸泡4~6小時，獲得表面含有微孔的硅酸干凝膠微球； (e) 再洗滌干燥:將步驟(d)獲得的硅酸干凝膠微球用稀酸、稀堿洗滌，洗滌后，在30-50 °C烘烤60-80h干燥，又用水洗滌干凈后，再在60-100 °C溫度下二次烘干脫水至含水量在3% 以下； (f) 高溫發(fā)泡:將步驟(e)獲得的硅酸干凝膠微球，在1300-1400°C的溫度條件下進(jìn)行發(fā) 泡，即得核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球的制備方法，其特征在于：在步驟 (f)中，將步驟(e)制得的硅酸干凝膠微球放在碳化硅模具中，放入微波爐中，在1300-1400 °(：溫度下進(jìn)行發(fā)泡，得閉孔泡沫陶瓷體。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球的制備方法，其特征在于：在步驟 (a)中，所述偏硅酸鈉溶液、苯乙烯共聚物和有機(jī)鉑的質(zhì)量比為100:(3-8) :(0.05-0.15)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球的制備方法，其特征在于:所述苯乙 烯共聚物為苯乙烯-馬來酸酐共聚物。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球的制備方法，其特征在于:步驟(a) 所述的加熱為溫度100-160°C，加壓為加2-5個大氣壓。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球的制備方法，其特征在于:步驟(a) 所述空心的石英毛細(xì)管的內(nèi)空直徑為400nm-600nm〇7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球的制備方法，其特征在于:步驟(a) 中所述第四階段反應(yīng)至硅溶膠中溶膠粒子的直徑為40nm-70nm 〇8. -種根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的方法制得的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球，其特征 在于:所述泡沫陶瓷微球的成分以及各種成分的質(zhì)量百分比為二氧化硅95%-98%、氧化鋁 1%-5%、氧化鈉0.3%-3%，且該泡沫陶瓷微球為內(nèi)外分層結(jié)構(gòu)，微球外層為陶瓷密閉殼 體，所述陶瓷密閉殼體的厚度為45-55μπι，微球內(nèi)部為三維貫通的網(wǎng)狀微孔結(jié)構(gòu)，在所述微 孔內(nèi)部分布有直徑為〇. 2μπι-0.5μπι密閉球。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球，其特征在于:所述陶瓷密閉殼體外 表面設(shè)有若干由微米級顆粒組成的多邊形聚集體，相鄰多邊形聚集體間隔為0.8-1.2μπι，間 隔處分布有大小為80_120nm的空洞，空洞內(nèi)部分布有若干毛細(xì)溝道； 且以所述微米級顆粒為基核，在該微米級顆粒表面沉積有納米粒子，所述沉積有納米 粒子的顆粒的微球的比表面積比同等球徑的光滑微球大3-4個數(shù)量級。10. -種根據(jù)權(quán)利要求9所述的核殼結(jié)構(gòu)的泡沫陶瓷微球的應(yīng)用，其特征在于:所述泡 沫陶瓷微球在制備隔熱保溫材料/阻燃耐熱材料/生物濾池載體材料/催化反應(yīng)載體材料/ 油污收集材料/隱身吸波材料中的應(yīng)用。
【文檔編號】C04B35/19GK106007692SQ201610319091
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】陳虹
【申請人】陳虹