[發(fā)明專利]一種高濕坯強度蜂窩陶瓷的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611044623.4
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN106631099A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 吳道君;李軍營;姜朝興;楊曉波;葉林峰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京神霧電力科技有限公司;湖北神霧熱能技術(shù)有限公司
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C04B35/185;C04B35/634
• 代理公司: 武漢智嘉聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙)42231
• 代理人: 周偉

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于蜂窩陶瓷技術(shù)領域,具體涉及一種高濕坯強度蜂窩陶瓷的制備方法。

背景技術(shù)

蜂窩陶瓷由于具有比表面積大，熱容量大，熱膨脹系數(shù)小，耐高溫煙氣沖刷，耐熱震等優(yōu)點，廣泛用于制備蓄熱體、催化劑及其載體以及陶瓷膜載體。特別是在蓄熱式燃燒技術(shù)領域，蓄熱式蜂窩陶瓷在各種類型的工業(yè)窯爐上應用廣泛。

在蜂窩陶瓷的生產(chǎn)過程中，蜂窩陶瓷的原料組成決定蜂窩陶瓷的性能，其中結(jié)合劑的選擇直接影響蜂窩陶瓷生產(chǎn)中坯體的強度，關系蜂窩陶瓷生產(chǎn)工藝簡易。目前在蜂窩陶瓷蓄熱體的生產(chǎn)過程中，由于濕坯強度較低，在擠出成型階段難以支持產(chǎn)品的自重，從而限制了大尺寸的陶瓷蜂窩的制備;此外由于強度較低，搬運過程中容易出現(xiàn)濕坯的破裂或變形，導致成品率降低，這也是蜂窩陶瓷行業(yè)需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種生產(chǎn)工藝簡單、價格便宜和環(huán)境友好的高濕坯強度蜂窩陶瓷的制備方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種高濕坯強度蜂窩陶瓷的制備方法，其特征在于：其制備包括以下步驟：

（1）蜂窩陶瓷粉體的制備;

（2）混合練泥

在粉體中加入3-6wt%木質(zhì)素和3-6wt%聚氧化乙烯繼續(xù)混合攪拌0.5h，接著在捏合機加入10~20wt%的水和2-5wt%的桐油捏合成泥料，將泥料在擠出機中練泥，制成密實的泥塊，將泥塊陳腐12-24小時；

（3） 擠出成型

將泥塊在擠出機中擠出制成所需規(guī)格的蜂窩陶瓷濕坯；

（4）干燥

將濕坯在90℃的熱風環(huán)境中干燥12h；

（5） 燒成

在上述濕坯干燥后，切割成規(guī)定尺寸，在1000-1400℃燒結(jié)2h。

如上所述一種高濕坯強度蜂窩陶瓷的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）蜂窩陶瓷粉體的制備為將10-60 wt%的莫來石，10-40 wt%的堇青石，2-20 wt%的剛玉，1-20 wt%的粘土混合攪拌1-3h。

如上所述一種高濕坯強度蜂窩陶瓷的制備方法，其特征在于：所述木質(zhì)素為木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣，以及兩者的組合。

如上所述一種高濕坯強度蜂窩陶瓷的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中泥塊陳腐溫度為5-30℃，相對濕度為50-90%。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

（1）木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣為多分散性的不均勻陰離子聚電解質(zhì)，吸附有其含有的金屬離子，在高溫下生成的低熔相可以降低蜂窩陶瓷的燒結(jié)溫度，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約能源。

（2）本發(fā)明木將質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣直接用于蜂窩陶瓷的制備，不用對其處理加工，使生產(chǎn)工藝簡單，反應易控制。

（3）以木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣具有減結(jié)合劑應用于蜂窩陶瓷，能顯著改善操作性能，并有減水、增強、防止龜裂等良好效果，其固化后復雜的三維網(wǎng)絡互穿結(jié)構(gòu)可以提高蜂窩陶瓷坯體強度，并且木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣中含有大量羥基，能與聚氧化乙烯中的羥基之間形成氫鍵，與聚氧化乙烯實現(xiàn)相容共混，增強坯體結(jié)合力，提高坯體強度：擠出濕坯耐壓強度為0.3~1.01MPa，使其可以支撐自生重量用于大尺寸的陶瓷蜂窩的制備，并且減少運輸過程中發(fā)生變形和破裂的情況，有助于生產(chǎn)工藝流程順利進行。

（4）本發(fā)明木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣來源于紙漿廢液，價格便宜，以其為原料制備蜂窩陶瓷不僅降低了原材料的成本，且同時對紙漿廢液進行了利用，減少了環(huán)境污染。

因此，本發(fā)明使用木質(zhì)素作為結(jié)合劑能提高濕坯強度，降低蜂窩陶瓷的燒結(jié)溫度，并且生產(chǎn)工藝簡單，價格便宜和環(huán)境友好。

具體實施方式

下面結(jié)合具體的實施方式，對本發(fā)明做進一步的描述，并非對本發(fā)明保護范圍的限制。

實施例1

將60 wt%的莫來石，20 wt%的堇青石，10 wt%的剛玉，10 wt%的粘土混合攪拌3h得到蜂窩陶瓷粉體，加入3wt%木質(zhì)素磺酸鈣和1wt%的聚氧化乙烯，繼續(xù)混合攪拌0.5h，在捏合機加入10wt%的水和5wt%的桐油捏合成泥料；將泥料在擠出機中練泥，制成密實的泥塊；將泥料在30℃相對濕度為90%的環(huán)境中陳腐24小時后，由擠出機制成所需規(guī)格的蜂窩陶瓷；濕坯強度為0.6Mpa，蜂窩陶瓷在90℃的熱風環(huán)境中干燥12h后強度為1.7MPa，在1400℃燒結(jié)2h得到成品強度為35MPa。

實施例2