[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

本發明提供了一種高強度石英陶瓷輥及其制備工藝，屬于石英陶瓷輥制備工藝技術領域，該種高強度石英陶瓷輥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。該種高強度石英陶瓷輥內部結構分布均勻，致密性好，強度高；該種高強度石英陶瓷輥的制備工藝步驟簡單，可有效提高石英陶瓷輥的強度，適宜于工業大規模推廣。

技術領域

本發明屬于石英陶瓷輥制備工藝技術領域，具體地，涉及一種高強度石英陶瓷輥及其制備工藝。

背景技術

石英陶瓷輥采用瓷體，是由軸承、軸、塑料迷宮密封圈組成的組合構件，石英陶瓷輥是玻璃水平鋼化爐中的關鍵部件，主要用于玻璃水平鋼化爐中承載和傳輸玻璃。石英陶瓷具有熱穩定性好、熱膨脹系數小、介電常數低、耐酸堿腐蝕性好、電絕緣性好、成本低等一系列優異性質。而且石英陶瓷在1100℃以下強度隨著溫度的升高而大大增加，室溫至1100℃其強度可增加33％，因此石英陶瓷在多方面均有廣泛應用。

現有技術中對于石英陶瓷的普遍成型工藝是注漿成型，其存在一些缺點，所得胚體內部結構分布不均勻，性能可靠性差，胚體內部致密性差，導致胚體強度較差，對于一些特殊要求的石英陶瓷制品，現有階段的產品及工藝已經無法滿足要求。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供一種高強度石英陶瓷輥及其制備工藝，該種高強度石英陶瓷輥內部結構分布均勻，致密性好，強度高；該種高強度石英陶瓷輥的制備工藝步驟簡單，可有效提高石英陶瓷輥的強度，適宜于工業大規模推廣。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案來實現：一種高強度石英陶瓷輥，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。有機聚合物單體可在交聯劑、引發劑及催化劑作用下聚合成網狀凝膠，與熔融石英粘結固化，可增強石英陶瓷的強度；燒結劑可使石英陶瓷在燒制過程中提高石英陶瓷的致密度，從而提高石英陶瓷輥的強度。

進一步地，所述熔融石英中二氧化硅的含量≥99.5％。

進一步地，所述熔融石英采用粗顆粒和細顆粒混合而成，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0.5-1μm，所述細顆粒粒徑大小為50-100nm。粗顆粒熔融石英在高溫下不易發生析晶而使內部致密性較差，細顆粒可以填補粗顆粒的空隙，使整個石英陶瓷內部結構分布均勻，致密性好，從而具有較高的強度。

進一步地，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。

進一步地，所述交聯劑采用2,5-二甲基-2,5-二叔丁基過氧化己烷。

進一步地，所述引發劑采用異丙苯過氧化氫或叔丁基過氧化氫。

進一步地，所述催化劑采用三乙醇胺或亞硫酸銨。

進一步地，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。

本發明還提供了一種高強度石英陶瓷輥的制備工藝，制備如上所述的一種高強度石英陶瓷輥，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＞50vol％，粘度＜1pa.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；