[發明專利]一種氧化鋯泡沫陶瓷的制備方法

無效

• 申請號: 201410063522.6
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN103787688A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 駱兵;丁成進;吉小冬
• 申請（專利權）人: 江蘇威仕結構陶瓷有限公司
• 主分類號: C04B38/02
• 分類號: C04B38/02;C04B35/48;C04B35/622
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

技術領域

本發明涉及高技術陶瓷產品——泡沫陶瓷的生產技術領域。

背景技術

泡沫陶瓷是一種三維的立體網絡骨架結構的陶瓷制品。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點，與傳統的過濾器如陶瓷顆粒燒結體、玻璃纖維布相比，不僅操作簡單，節約能源，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、低熱傳導率等優點。此外，泡沫陶瓷制造工藝簡單，通過選擇不同的材質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品。近年來，泡沫陶瓷被廣泛應用于隔熱隔音材料、工業污水處理、汽車尾氣處理、電工電子領域、醫用材料領域以及生物化學領域。

傳統的泡沫陶瓷過濾器的制備方法（CN101164658;?CN101164655;?CN101323538;?CN101164656等）為海綿復制法，即將多孔海綿浸漬在陶瓷漿料中，然后通過擠壓去除多余的漿料，再經過干燥、燒結得到泡沫陶瓷。制備過程為制漿、擠漿、干燥、燒結等。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，這導致泡沫陶瓷過濾器的生產成本高、產品可靠性差、生產周期長。

發明內容

本發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、生產成本高、產品可靠性差、生產周期長等問題，提出了一種自動化程度高、產品質量穩定、生產周期短的氧化鋯泡沫陶瓷過濾器的制備方法。

本發明先將聚醚或聚酯多元醇與催化劑、表面活性劑和發泡劑攪拌后，加入氧化鋯陶瓷粉體再攪拌均勻后，再加入固化劑，充分混合均勻后置于成型容器中反應固化，將固化后的泡沫陶瓷海綿體經開孔處理，再經過高溫燒結即可得到氧化鋯泡沫陶瓷。

本發明與現有技術相比，由于將氧化鋯陶瓷粉體預先加入聚醚或聚酯多元醇中，通過聚合反應及發泡工藝直接形成三維網狀泡沫陶瓷坯體，大大減少了生產工序，得到的泡沫陶瓷產品結構均勻一致。可大大減少人力需求和人工勞動量，在縮短生產周期的同時還可以提高產品性能的穩定性，避免由于人工操作帶來的產品缺陷。

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，先真空后再充入乙炔和氧氣至常壓靜置，經3-4小時后再電子火點燃開孔，即得到三維網狀的泡沫陶瓷坯體。

所述聚醚或聚酯多元醇與催化劑、表面活性劑、發泡劑、氧化鋯粉體和固化劑的投料質量比為80︰0.4︰0.2︰6︰200︰53。

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1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。

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1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的多元醇的混合質量比為13︰3。

所述催化劑由混合質量比為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-二甲基環己胺和辛酸亞錫組成。

所述表面活性劑為有機硅酮。

所述發泡劑為水和環戊烷的混合物，其中水與環戊烷的混合質量比為2︰1。

所述固化劑為甲苯二異氰酸酯。

具體實施方式

1、準備一方形的泡沫陶瓷海綿體成型容器，成型容器材質為各種常見熱塑性或熱固性塑料，如聚丙烯。并保證內表面光滑。

2、將上述泡沫陶瓷海綿體成型容器的內壁均勻涂抹脫模劑，如黃油，然后放置于發泡車間。

3、制備成型、固化工藝：在溫度為15℃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1）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（羥值28）的組合物主料中，加入4kg水、2kg環戊烷、0.15kgA33（33%三乙烯二胺的溶液）、0.05kgN,N-二甲基環己胺、0.2kg辛酸亞錫和0.2kg有機硅酮進行預混后，再將200kg氧化鋯陶瓷粉體加入預混液中充分攪勻，再加入規格為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。

然后將混合物倒入成型容器中反應成型，20分鐘后取出再靜置4小時，使其固化完全。