[發明專利]蠕動泵輔助同軸微流控系統制備陶瓷中空微球方法

有效

• 申請號: 201410621503.0
• 申請日: 2014-11-06
• 公開（公告）號: CN104387061A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 郭芳威;趙曉峰;何勇
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;廣州中國科學院先進技術研究所
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/10;C04B35/622
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

1.蠕動泵輔助同軸微流控系統制備陶瓷中空微球方法，其特征在于，該方法采用以下步驟：

(1)前驅體漿料配置：陶瓷中空微球前驅體漿料由溶質和溶劑配制而成，溶質由陶瓷粉體、聚合物組成，在溶劑先加入聚合物，充分攪拌溶解均勻后加入陶瓷粉末，繼續攪拌均勻后的漿料進行除氣，得到適合制備陶瓷中空微球前驅體漿料；

(2)前驅體制備：陶瓷中空微球前驅體漿料在料液罐中經過壓縮氣體推動進入同軸微流控系統噴頭外層管形成連續狀態流體；非溶劑通過壓縮空氣和蠕動泵控制供給量，通過同軸微流控系統噴頭內層管形成間斷性液滴使陶瓷中空微球前驅體漿料在噴頭出口處形成內表面瞬間固化，然后漿料重力克服漿料表面張力落入裝滿非溶劑的收集槽中，進行溶劑和非溶劑交換，引發相分離得到固化的陶瓷中空微球前驅體；

(3)燒結：得到的陶瓷中空微球前驅體在空氣環境下干燥24小時，之后放入馬弗爐中燒結，燒結溫度800～1300℃，燒結時間為2～4小時，即得到陶瓷中空微球。

2.根據權利要求1所述的蠕動泵輔助同軸微流控系統制備陶瓷中空微球方法，其特征在于，所述的溶質和溶劑的質量比為10～40∶90～60，陶瓷粉體與聚合物的質量比為20～80∶80～20。

3.根據權利要求1或2所述的蠕動泵輔助同軸微流控系統制備陶瓷中空微球方法，其特征在于，所述的陶瓷粉體為金屬氧化物和/或非金屬化合物，所述的聚合物為醋酸纖維素、聚砜、聚醚砜或聚偏氟乙烯中的任意一種，所述的溶劑為N-甲基吡咯烷酮、丙酮、乙酰丙酮或二甲基乙酰胺中的任意一種。

4.根據權利要求3所述的蠕動泵輔助同軸微流控系統制備陶瓷中空微球方法，其特征在于，所述的金屬氧化物為穩定相氧化鋯、二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鐵、氧化鋅、氧化銀、氧化鈰、氧化鈣、氧化鎂、氧化錳、氧化鉿或氧化鑭中的任意一種，所述的非金屬化合物為碳化硅、碳化鋯、碳化硼或氮化硅中的任意一種或者幾種混合。

5.根據權利要求1所述的蠕動泵輔助同軸微流控系統制備陶瓷中空微球方法，其特征在于，所述的非溶劑為去離子水、乙醇、丙二醇中的任意一種或者幾種混合。

6.根據權利要求1所述的蠕動泵輔助同軸微流控系統制備陶瓷中空微球方法，其特征在于，推動陶瓷中空微球前驅體漿料進入同軸微流控系統噴頭外層管的壓縮氣體的輸送壓力在0.05～0.5MPa。

7.根據權利要求1所述的蠕動泵輔助同軸微流控系統制備陶瓷中空微球方法，其特征在于，控制非溶劑供給量的壓縮空氣的氣壓為0.05～0.5MPa。

8.根據權利要求1所述的蠕動泵輔助同軸微流控系統制備陶瓷中空微球方法，其特征在于，控制非溶劑供給量的蠕動泵的轉速為0.1～20轉/分鐘，控制非溶劑順暢呈液滴狀滴落流出。

9.根據權利要求1所述的蠕動泵輔助同軸微流控系統制備陶瓷中空微球方法，其特征在于，收集槽中非溶劑為室溫，非溶劑通過機械泵進行緩慢循環。