[發明專利]一種高強度高孔隙率的多孔陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 202110284412.2
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113121258B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 殷波;鄭益鋒;廖佳;宋曉春;范昌龍;毛旭敏
• 申請（專利權）人: 宜興摩根熱陶瓷有限公司
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06;C04B35/10;C04B35/622;C04B35/632;C04B35/634
• 代理公司: 無錫市天宇知識產權代理事務所(普通合伙) 32208
• 代理人: 蔣何棟

本發明涉及一種高強度高孔隙率的多孔陶瓷及其制備方法，包括以下步驟：將2?10wt%的聚醚多元醇、0.2?2wt%的二甲基硅油和5?30wt%的二甲苯混合、攪拌；加入50?80wt%的氧化鋁粉體，攪拌；加入2?8wt%的二苯甲烷二異氰酸酯，攪拌；加入總量為0.2?1wt%的三乙烯二胺和二月桂酸二丁基錫催化劑，攪拌；將固化后的陶瓷坯體放入80℃的烘箱中熟化12h，在高溫電阻爐中以適宜的速率升溫到1500?1600℃并保溫1?2h，然后樣品隨爐冷卻至室溫后取出，制得高強度高孔隙率的多孔陶瓷。本發明通過優化氧化鋁含量、有機物配方、催化劑配比及制備工藝等方法，制備的多孔陶瓷強度高、孔隙率高，具有成本低廉、工藝簡單、易于工業化生產的特點。

技術領域

本發明屬于多孔陶瓷技術領域，具體涉及一種高強度高孔隙率的多孔陶瓷及其制備方法。

背景技術

多孔陶瓷具有體積密度小、耐腐蝕性強、比表面積大等優點，被廣泛應用于過濾分離、催化劑載體、保溫隔熱材料、生物材料等諸多領域，是一種重要的工業陶瓷材料。

有機泡沫浸漬法是制備多孔陶瓷的一種主要方法，它是以聚氨酯等有機泡沫模板浸漬陶瓷漿料，經干燥、排膠、燒成后得到具有高孔隙率和開孔結構的多孔陶瓷。雖然上述方法用來制備同時具有一定強度和孔隙率的多孔陶瓷具有一定的可行性，但在此工藝中，由于陶瓷漿料很難均勻地涂覆在有機泡沫骨架上，在燒成過程中易于產生空心支柱結構和開裂現象，導致材料的力學性能下降。因此，現有技術未獲得同時具有高強度和高孔隙率（80%）的多孔陶瓷。

鑒于上述技術缺陷，本發明公開了一種高強度高孔隙率的多孔陶瓷及其制備方法，制備獲得了高孔隙率的氧化鋁孔陶瓷并減少了陶瓷燒成體變形問題。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中難以制備兼具高強度和高孔隙率的多孔陶瓷的問題，提供了一種高強度高孔隙率的多孔陶瓷及其制備方法，通過優化氧化鋁含量、有機物配方、催化劑配比及制備工藝等方法，獲得了高強度高孔隙率的氧化鋁多孔陶瓷。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

第一步，將聚醚多元醇、二甲基硅油、二甲苯加入到燒杯中，用電動攪拌機攪拌5min，攪拌速度為300r/min；

第二步，分批加入氧化鋁粉體，攪拌5min，攪拌速度為400?r/min；

第三步，加入二苯甲烷二異氰酸酯，攪拌1min，攪拌速度為500r/min；

第四步，加入三乙烯二胺和二月桂酸二丁基錫催化劑，迅速攪拌10-15s，攪拌速度為700r/min；

第五步，將固化后的陶瓷坯體放入80℃的烘箱中熟化12h，在高溫電阻爐中以適宜的速率升溫到合適溫度并保溫燒成，樣品隨爐冷卻至室溫后取出，獲得高強度高孔隙率的多孔陶瓷。

優選的，所述聚醚多元醇添加量為2-10wt%、二甲基硅油添加量為0.2-2wt%、二甲苯添加量為5-30wt%；

優選的，所述氧化鋁粉體添加量為50-80wt%；

優選的，所述二苯甲烷二異氰酸酯添加量為2-8wt%；

優選的，所述三乙烯二胺和二月桂酸二丁基錫催化劑添加總量為0.2-1wt%，并且三乙烯二胺與二月桂酸二丁基錫質量比為1:2；

優選的，所述燒成溫度為1500-1600℃，保溫時間為1-2h。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

(1)本發明采用的原料易得，并通過優化氧化鋁含量、有機物配方、催化劑配比及制備工藝等方法獲得了高強度高孔隙率的氧化鋁多孔陶瓷，成本低、工藝簡單。