[發明專利]一種蜂窩陶瓷成型用復合助劑

有效

• 申請號: 201310299751.3
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN103319196A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 朱沖;朱根源;肖漢寧
• 申請（專利權）人: 朱沖
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C04B35/636
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明涉及材料制備技術，進一步涉及一種蜂窩陶瓷成型用復合助劑。?

背景技術

蜂窩陶瓷是一種具有規則通孔和薄壁結構的多孔陶瓷材料，在汽車尾氣凈化、窯爐高效蓄熱及化工催化劑載體等環保和節能領域已獲得越來越廣泛的應用。因其特殊的孔結構，擠出成型時要求泥料具有高可塑性和高潤滑性。為了使泥料順利通過模具并賦予其特定形狀的保持能力，需要在泥料中加入潤滑劑、增塑劑和增強劑。目前國內蜂窩陶瓷生產中主要采用桐油作為潤滑、增塑和增強的綜合性助劑，在單一助劑中其作用效果較佳。但是，桐油自身散發一種濃烈氣味，在蜂窩陶瓷制造中其氣味充斥于整個生產車間，在干燥和燒成時因揮發而產生大量有毒有害的廢氣，即便采取助燃措施處理，仍無法完全解決對空氣環境污染和人身健康危害的問題。為此，行業內技術人員開展了大量桐油替代品的探尋工作。?

在國際上，最早實現蜂窩陶瓷產業化的美國康寧公司，分別于2001年和2002年申請了三個有關蜂窩陶瓷成型助劑的專利（US6299678B1、US6344078B1、US6368992B1），其成型助劑體系包含粘結劑和潤滑劑，主要組成是主鏈含12~14個碳原子的輕質礦物油和石蠟。與傳統助劑體系相比，該新型助劑可實現高擠出速度，且擠出孔的形態保持良好，坯體表面光滑。?

在國內，近十年中也有多項有關蜂窩陶瓷成型助劑專利的申請。如CN101066882公開了一種不用桐油少用纖維素的蜂窩陶瓷生產方法，它是用糯米粉或面粉加工成面糊，并與鋁溶膠和硅溶膠混合研磨為臨時粘合劑，使用時需加入18~23%的臨時粘合劑和0.5~0.8%的羧甲基纖維素；CN101891496則是將大豆油、甘油和水充分混合制成乳濁液來替代桐油；還有一些專利申請中也提到采用羥丙基甲基纖維素（CN102515775）、硬脂酸（CN102276287）、聚乙二醇（CN102728343）、油酸和亞油酸（CN101074161）作為蜂窩陶瓷成型用粘結劑、增塑劑或潤滑劑。?

在現有不含桐油的蜂窩陶瓷成型用粘結劑、增塑劑或潤滑劑中，普遍存在兩個問題，一是成型助劑的用量較高，一般占蜂窩陶瓷原料總質量的6%以上，有的高達30%，大量成型助劑的加入雖然滿足了多數蜂窩陶瓷產品成型工藝的要求，但增加了蜂窩陶瓷泥料的成型水分，導致蜂窩陶瓷坯體的干燥收縮率和燒成收縮率增加，在干燥和燒成中產生變形、開裂等缺陷的概率增加，且因大量成型助劑在燒成時的分解逸出，特別是低溫下分解產物燃燒不完全時會造成對環境的污染，燒成后蜂窩陶瓷制品的密度和強度也較低；二是對于一些薄壁和大尺寸的蜂窩陶瓷產品，容易出現變形、開裂等問題，產品合格率較低。?

發明內容

本發明要解決的技術問題是，開發一種不含桐油的蜂窩陶瓷成型用復合助劑，該助劑同時具有增塑、增強、潤滑和降低泥料成型水分的功能，其用量控制在蜂窩陶瓷原料總質量的5%以內，可滿足包括薄壁和大型蜂窩陶瓷制品在內的各種蜂窩陶瓷制品的可塑法擠出成型工藝的要求。該復合助劑在生產過程中無毒無氣味，在燒成過程中不產生對環境有害的氣體。?

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：?

一種蜂窩陶瓷成型用復合助劑，各組份的重量份為：

聚乙烯醇0.5份~6份；???????????????羧甲基纖維素鈉1份~10份；

羥丙基甲基纖維素2份~10份；???????聚乙二醇1份~10份；

檸檬酸鈉0.2份~3份；??????????????三聚磷酸鈉0.5份~5份；

其中所述羥丙基甲基纖維素的粘度為15?Pa.s?~20?Pa.s；聚乙烯醇的聚合度為500~1200，醇解度為78%~88%；聚乙二醇的平均分子量為2000~4000。

各組份的重量份優選為：?

聚乙烯醇1份~3份；???????????????羧甲基纖維素鈉2份~6份；

羥丙基甲基纖維素3份~8份；???????聚乙二醇2份~5份；

檸檬酸鈉0.5份~2份；??????????????三聚磷酸鈉1份~3份。

更優選，各組分的重量份比例需同時滿足以下條件：m_{（聚乙烯醇+聚乙二醇）}/?m_{（羧甲基纖維素鈉+羥丙基甲基纖維素）}=0.4~0.6，且m_{（檸檬酸鈉+三聚磷酸鈉）}/?m_{（聚乙烯醇+羧甲基纖維素鈉+羥丙基甲基纖維素+聚乙二醇）}=0.18~0.2。（m代表質量）?