[發明專利]氧化鋯質空心球的制備方法

有效

• 申請號: 201210013921.2
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102584279A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 王自強;王剛;王澤華;王冬冬;黃佳原
• 申請（專利權）人: 中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/48;C04B35/622
• 代理公司: 洛陽明律專利代理事務所 41118
• 代理人: 智宏亮

技術領域

本發明涉及一種耐火材料的制備方法，尤其涉及一種氧化鋯質空心球的制備方法。

背景技術

陶瓷空心球主要應用與窯爐內襯隔熱材料，輕質保溫材料領域，目前已開發出氧化鋁質、氧化鋯質、莫來石質的空心球，并得到了廣泛的應用。?氧化鋯空心球及其制品，具有體積密度小，熱容小，導熱率低等特點，作為窯爐內襯材料能夠大幅度提高窯爐使用效率，縮短生產周期。氧化鋯空心球制品長期使用溫度可達2200℃?，具有耐腐蝕，熱震穩定性好等特點。目前耐火材料用空心球常用制備方法為，將原料置于特殊涉及制造的直流或三相交流電弧礦熱爐中，經高溫熔煉后進行傾爐噴吹，利用熔體在空氣中受冷在表面張力的作用下收縮而得到空心球；如專利《一種高強度氧化鋁空心球的制備方法》（公布號CN101792317A）介紹了一種通過電弧加熱噴吹方式制備氧化鋁空心球的方法，專利《剛玉空心球的制備方法》（公開號CN?1789197A）通過引入調整熔體粘度的添加劑，利用電弧爐熔煉，高壓空氣噴吹法制備出高強度剛玉質空心球，專利《新型耐火隔熱空心球及其制備方法》（專利號96116116.7）提供了一種新型空心球制備方法。

然而在采用直流或三相交流礦熱爐電熔噴吹法制備陶瓷空心球時，如果熔體粘度控制不當，則制備出的空心球球壁較薄，強度低，在成型過程以及震動澆注過程中空心球容易發生破損，進而影響到制品的使用性能。

發明內容

本發明的目的在于提出一種氧化鋯質空心球的制備方法，使其能解決上述技術問題，并具有工藝簡單，易于工業化推廣的特點。主要采用消失模的方法制備空心球的空心結構。

本發明為完成上述發明任務采用如下技術方案：

一種氧化鋯質空心球的制備方法，將固體陶瓷粉料與溶劑以一定比例混合制成均勻穩定的陶瓷漿料；以聚苯乙烯小球為模板；聚苯乙烯作為高分子材料具有熱脹不可逆的特性，通過預熱處理釋放其活性，可以在燒成過程中不再發生膨脹而避免造成坯體開裂；將若干個聚苯乙烯小球充分浸漬在陶瓷漿料中；將混有聚苯乙烯小球的陶瓷漿料通過篩網，濾出多余的漿料，通過反復將聚苯乙烯小球浸漬在陶瓷漿料中，直至使表面具有一定厚度均勻漿料的聚苯乙烯小球達到所需尺寸，對沾滿陶瓷漿料的聚苯乙烯小球進行干燥，最后對干燥后的聚苯乙烯小球進行排塑、高溫燒結，在高溫燒結的過程中，聚苯乙烯小球經高溫排塑揮發留下空心結構從而得到氧化鋯質陶瓷空心球。

一種氧化鋯質空心球的制備方法，所述的單斜氧化鋯粉為主要原料，粒度不大于300目，所述的氧化鎂粉為穩定劑。

所述固體陶瓷粉料的組份及重量百分比為：單斜氧化鋯粉80~99.5?wt%，氧化鎂粉0.5~20?wt%；

一種氧化鋯質空心球的制備方法，將固體陶瓷粉料與溶劑以50~85?wt%：?15~50?wt%重量比例進行混合，加入行星式球磨機中球磨2~10h，球磨后的漿料通過真空脫氣直至氣泡排除，制成均勻穩定的陶瓷漿料。

一種氧化鋯質空心球的制備方法，排塑時的溫度為200~600℃，時間不低于2h；排塑完成后，將高溫燒成爐的爐溫升至1650~1750℃進行燒結制得薄壁陶瓷坩堝，燒結時間為5~10h。

一種氧化鋯質空心球的制備方法，所述溶劑組成為：水，增稠劑，流變助劑，粘結劑，分散劑。

一種氧化鋯質空心球的制備方法，溶劑中的流變助劑和增稠劑可以是羧甲基纖維素鈉，羥丙級纖維素鈉，聚乙二醇，丙三醇中的一種或幾種，分別用以改善陶瓷漿料的觸變性和提高粘度。

一種氧化鋯質空心球的制備方法，溶劑中的粘結劑可以是聚乙烯醇PVA，羧甲基纖維素鈉CMC，硅溶膠，鋁溶膠，糊精，紙漿廢液中的一種或幾種。

一種氧化鋯質空心球的制備方法，其特征在于：溶劑中的分散劑可以是聚丙烯酸鈉，聚乙二醇2000，聚乙烯亞胺（PEI），亞甲基丙烯酸胺，聚甲基丙烯酸甲脂中的一種或幾種。

所述溶劑的組份及重量百分比為：流變助劑和增稠劑比例范圍是1:2~1:7.5，整體加入量為0.03~0.2?wt%，粘結劑?0.9~2.0?wt%，分散劑0.07~0.3?wt%，水97.5~99.0?wt%。

陶瓷空心球主要應用與窯爐內襯隔熱材料，輕質保溫材料領域，目前已開發出氧化鋁質、氧化鋯質、莫來石質的空心球，并得到了廣泛的應用。?氧化鋯空心球及其制品，具有體積密度小，熱容小，導熱率低等特點，作為窯爐內襯材料能夠大幅度提高窯爐使用效率，縮短生產周期。氧化鋯質組分選擇及組配、制備方法等為企業普遍采用的公知技術；本發明僅涉及提出一種氧化鋯質空心球的制備方法。