[發(fā)明專利]碳化硅高溫陶瓷過濾管及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010297960.0
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN101920142A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳學(xué)江;薛友祥;李拯;李小勇;趙世凱;鞏玉賢;焦光磊;梁之會;白守金;李憲景
• 申請（專利權(quán)）人: 中材高新材料股份有限公司;山東工業(yè)陶瓷研究設(shè)計院
• 主分類號: B01D39/20
• 分類號: B01D39/20;B01D46/24
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 馬俊榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種碳化硅高溫陶瓷過濾管及其制備方法，碳化硅高溫陶瓷過濾管用于高溫氣體過濾除塵。

背景技術(shù)

近年來潔凈煤技術(shù)以及新能源材料發(fā)展和國家節(jié)能、減排政策實施，對高溫、高壓氣體領(lǐng)域的粒子（煙、塵）凈化技術(shù)的要求愈來愈高。陶瓷高溫、高壓過濾技術(shù)作為近二十年來國際最主要發(fā)展的高溫、高壓氣體領(lǐng)域熱氣體粒子凈化技術(shù)，也是二十一世紀國際發(fā)展和實施潔凈煤計劃的關(guān)鍵技術(shù)。由于碳化硅多孔陶瓷材料具有良好的耐高溫和耐化學(xué)腐蝕性且強度高、熱震穩(wěn)定性好、過濾精度高、使用壽命長等特點,用作高溫除塵裝置的過濾元件,是其它過濾材質(zhì)所不可替代的。對高溫過濾裝置來講,單位過濾面積的過濾元件數(shù)量愈少,則過濾元件的密封性能愈可靠,與其相關(guān)的高溫附件(高溫噴嘴等)愈少,單位面積的過濾設(shè)備成本愈低,因此過濾元件的大尺寸化是工業(yè)化推廣的前提。而目前多孔陶瓷一般采用熱澆注、注漿、擠出、搗打、凝膠注模等工藝成型：如專利ZL20040023972.9涉及一種陶瓷纖維復(fù)合膜多孔陶瓷過濾元件，其是以堇青石骨料、高溫結(jié)合劑、增孔劑和陶瓷纖維、結(jié)合劑、耐火骨料配置而成，采用熱澆注成型方式制得多孔陶瓷產(chǎn)品；專利ZL01126499.3涉及一種碳化硅多孔陶瓷的制備方法，其特征是碳化硅為骨料，以長石、粘土組成的低共熔混合物為結(jié)合劑，活性炭和其它有機物作為成孔劑材料，通過注漿成型獲得具有較高氣孔率和一定孔徑尺寸的多孔陶瓷材料；專利ZL200710025877.6涉及一種低溫?zé)啥嗫滋沾芍误w的制備方法，將濕化學(xué)法制備超細粉體工藝的中間產(chǎn)物——超細晶核顆粒懸浮液作為燒結(jié)促進劑添加到陶瓷粉體骨料中，經(jīng)混合、真空煉泥、陳腐、擠出成型、烘干和燒結(jié)工序，在1100-1500?℃下燒結(jié)形成多孔陶瓷支撐體。由于成型工藝和成型設(shè)備的限制，使得以上成型方式制得的多孔陶瓷產(chǎn)品規(guī)格尺寸受到很大制約，只能制作規(guī)格較小的產(chǎn)品，并且半機械化作業(yè)、生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品均一性差、規(guī)整度差；燒成工序能耗大且產(chǎn)生大量有害氣體。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種碳化硅高溫陶瓷過濾管，尺寸大，密度均勻，強度較高，熱穩(wěn)定性和透氣率好。

本發(fā)明同時提供了科學(xué)合理、簡便易行、能夠保證產(chǎn)品性能的制備方法。

本發(fā)明所述的碳化硅高溫陶瓷過濾管，長度為1500—3000mm，平均孔徑40—120μm，氣孔率30—60%，抗壓強度50-80Mpa，抗熱震性1000℃-20℃冷空氣10次不裂。

科學(xué)合理、簡便易行、能夠保證產(chǎn)品性能的制備方法如下：

依次包括配料、成型和燒成，其中成型優(yōu)選采用等靜壓成型，成型壓力控制為40—150MPa。

燒成溫度控制為1250—1450℃，保溫時間2-3小時。

配料重量百分組成為：

粒度為50—600微米的碳化硅骨料???????60—90%

高溫結(jié)合劑???????????????????????????10—40%

外加增孔劑：

木炭粉????????????????????????????????1—10％

酚醛樹脂????????????????????????????0.5—15%。

其中，高溫結(jié)合劑的重量百分組成為：滑石5-40%、耐火粘土10-50%、鉀長石10-60%、氧化鋁1-20%，混合后過300目篩備用。耐火粘土有景德鎮(zhèn)高嶺村高嶺土、大同土、蘇州土和陜西上店土等，滑石有山東掖南滑石、山西太原滑石和四川滑石等，鉀長石有遼寧海城長石和內(nèi)蒙古包頭長石等。

????配料中，首先將滑石、耐火粘土、鉀長石和氧化鋁混合制得高溫結(jié)合劑，再將將骨料、高溫結(jié)合劑和增孔劑混合均勻，陳腐24—48小時，過12-20目篩作成型備用。

????與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

（1）高溫結(jié)合劑既可提高成型坯體的強度，又可在高溫下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，提高制品結(jié)合強度。

（2）采用等靜壓成型工藝，在其燒成時，無需在低溫階段排蠟、聚乙烯醇等有機物，避免了因排有機物而使制品的變形及不規(guī)整性，酚醛樹脂會在低溫階段逐步氧化變?yōu)樘浚邷仉A段燃燒排盡，并形成孔洞，增加產(chǎn)品氣孔率，等靜壓多孔陶瓷制品可以快速燒成，大大降低燒成時間，減少燒成能耗。

（3）采用等靜壓成型，可制備大尺寸的陶瓷管坯，密度均勻，強度較高、規(guī)整度好，坯體易于干燥，不變形，并且工藝簡單，機械化作業(yè)，生產(chǎn)效率高，易于規(guī)模化生產(chǎn)。

（4）本發(fā)明制備方法科學(xué)合理，簡便易行，能夠保證產(chǎn)品性能。