[發明專利]一種高強度石英陶瓷輥及其制備工藝

在審

• 申請號: 202110243668.9
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113087501A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 杜孝碩
• 申請（專利權）人: 徐州亞蘇爾高新材料有限公司
• 主分類號: C04B35/14
• 分類號: C04B35/14;C04B35/622;C04B35/624;C03B35/18
• 代理公司: 蘇州市方略專利代理事務所(普通合伙) 32267
• 代理人: 李瑞清

1.一種高強度石英陶瓷輥，其特征在于：由如下重量配比的組分組成：熔融石英90-100份、有機聚合物單體1-5份、交聯劑1-3份、引發劑0.01-0.03份、催化劑1-3份、1-5份燒結劑及乙二醇10-15份。

2.根據權利要求1所述的一種高強度石英陶瓷輥，其特征在于：所述熔融石英中二氧化硅的含量≥99.5 %。

3.根據權利要求2所述的一種高強度石英陶瓷輥，其特征在于：所述熔融石英采用粗顆粒和細顆?；旌隙?，所述粗顆粒與細顆粒質量比為1-3:1-2，所述粗顆粒粒徑大小為0.5-1 μm，所述細顆粒粒徑大小為50-100 nm。

4.根據權利要求1所述的一種高強度石英陶瓷輥，其特征在于：所述有機聚合物單體采用質量配比為1:1-2的乙烯基三甲氧基硅烷與3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的混合物。

5.根據權利要求1所述的一種高強度石英陶瓷輥，其特征在于：所述交聯劑采用2,5-二甲基-2,5-二叔丁基過氧化己烷。

6.根據權利要求1所述的一種高強度石英陶瓷輥，其特征在于：所述引發劑采用異丙苯過氧化氫或叔丁基過氧化氫。

7.根據權利要求1所述的一種高強度石英陶瓷輥，其特征在于：所述催化劑采用三乙醇胺或亞硫酸銨。

8.根據權利要求1所述的一種高強度石英陶瓷輥，其特征在于：所述燒結劑采用如下重量配比的組分組成：氧化硼60-80份，五氧化二磷10-15份及二氧化硅15-25份。

9.一種高強度石英陶瓷輥的制備工藝，制備如權利要求1-8任一項所述的一種高強度石英陶瓷輥，其特征在于：包括以下步驟：

S1：制漿：取質量配比的有機聚合物單體及交聯劑溶于質量配比的乙二醇中，制成溶液，然后在溶液中加入質量配比的熔融石英及燒結劑，采用行星球磨機將混合液磨成料漿懸浮液，料漿懸浮液的固相含量＞50 vol%，粘度＜1 pa.s；

S2：凝膠注模成型：在步驟1所得的懸浮液中加入質量配比的引發劑和催化劑，攪拌均勻，然后注入成型模具內，對模具進行升溫并保持在50-65 ℃，有機聚合物單體發生聚合，料漿懸浮液形成凝膠體進行固化，反應完成后冷卻至室溫進行脫模；

S3：干燥：將步驟2所得產品在烘箱內先進行低溫干燥，低溫干燥溫度設為15-20℃，空氣濕度設為96 %RH，干燥時間設為2-3 h；然后進行高溫干燥，高溫干燥溫度設為100-120℃，空氣濕度設為25-35 %RH，干燥時間設為4.5-5.5 h；

S4：燒結：將干燥后的胚體置于煅燒爐內進行煅燒，煅燒爐內先采用升溫速率為2 ℃/min的升溫速率緩慢升至350℃，然后采用升溫速率為20-30℃/min的升溫速率進行快速升溫，升溫至1100-1200 ℃時，在此溫度下燒結1.5-2.5 h，再采用45-50 ℃/min的降溫速率進行快速降溫，并降溫至室溫，將其進行打磨即可制成所需石英陶瓷輥成品。