CN101384519A - 制备具有高耐热性的多孔陶瓷材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制备多孔陶瓷材料、特别是用于绝热的陶瓷材料的方法，该方法包括以下步骤：提供为二氧化硅和碱金属氧化物的稳定胶体水溶液形式的第一组合物；提供为无机和/或有机颗粒在有机液体中的悬浮液形式的第二稳定组合物，所述第二组合物含有一种化合物，在将第二组合物与第一组合物混合时，该化合物能破坏所述第一组合物的稳定性，形成凝胶，并能与发泡剂一起形成有机聚合物网；将所述第一组合物与所述第二组合物混合，形成混合物；由该混合物形成凝胶形式的多孔结构，其中，有机结构支承形成的无机结构；使所述凝胶形式的多孔结构凝固，获得多孔陶瓷材料，该材料中有机聚合物网包围无机部分。

Description

制备具有高耐热性的多孔陶瓷材料的方法
技术领域
本发明涉及一种制备高耐热型多孔陶瓷材料的方法，所述陶瓷材料能用于高绝热，特别是用于作为高温工艺的绝热部件的工业应用，所述陶瓷材料具有通过挤塑或注塑形成的复杂形状。
背景技术
已知可以通过将陶瓷型材料(一般是Al2O3，SiO2，TiO2，ZrO2，CSi，TiC，NSi和碱金属氧化物(如Na2O，K2O))的粉末或颗粒与选自有机物质(如乙酸、乙酸钠、乙酸锌、丙酸)的粘结剂混合制备多孔材料体[1]。该方法需要金属氧化物颗粒与粘结剂在低于对该混合物进行烧制和干燥的烧结温度的温度下进行反应。
还已知制备由陶瓷和/或金属材料构成的烧结多孔体的方法[2]，该方法包括将含陶瓷或金属材料的粉末和为水溶性聚合物(可以胶凝)的粘结树脂(粘结剂)的粉末的含水悬浮液与发泡剂混合，所述发泡剂能激活凝胶的多孔性，使凝胶膨胀；随温度升高，通过干燥和烧结形成多孔金属-陶瓷材料，其聚合物部分通过热解消除。
另一种制备多孔陶瓷材料的已知方法包括：[5]在液体中将陶瓷粉末与实心或空心的塑料粒子混合[4]，以获得悬浮液，然后干燥，并在高温炉中、在无氧环境中进行处理，通过热解消除开始时作为陶瓷粉末的粘合剂的塑料粒子，而形成孔隙。
还已知二氧化硅凝胶在水和碱金属氢氧化物存在下发生分解，并通过其他组分(例如称作电解质的有机组分)进一步破坏稳定性，通过相转变，根据二氧化硅含水悬浮液的碱度，将二氧化硅溶胶转化成凝胶，产生不同类型的凝胶体系[3]。当通过中性试剂或酸(例如有机酸或无机酸)、酯和盐激活二氧化硅和碱性化合物的胶体溶液稳定性破坏过程时，形成特定类型的凝胶。
获得高耐热性的多孔陶瓷材料的已知方法一般需要的技术从工程角度上看是非常先进的，而且，要获得特定形状的耐火制品是很复杂和费力的。
而且，在已知的各种方法中，为了在工业领域中获得大量材料，运用了特别先进和复杂但在生产费用方面并不适宜的技术。
发明内容
本发明的目标是提供一种制备多孔陶瓷材料的方法，该材料简单、便宜和易于工业使用，并且其性能可以与已知的更复杂和技术更先进的多孔陶瓷材料相媲美。
本发明的一个目的是提供一种制备多孔陶瓷材料的方法，该方法考虑了环境和操作地点的卫生等方面，该多孔陶瓷材料可以用来替代传统材料如无机纤维，传统材料是潜在的呼吸道致病源，原因是例如，加工期间散布在气氛中的微米级粉尘，以及其对皮肤的刺激性，并且难以对相关废弃物进行处理。
本发明的另一个目的是提供一种制备多孔陶瓷材料的方法，甚至能够对这种多孔陶瓷材料的具有非常复杂形状的空穴和间隙进行填充，即使在振动或热膨胀引起的位移条件下，也不会随时间流逝在间隙之间形成粉尘或空隙以及材料的不连续。
本发明的另一个目的是提供一种制备多孔陶瓷材料的方法，该陶瓷材料对人体健康没有负面作用。
本发明的另一个目的是提供一种制备多孔陶瓷材料的方法，该陶瓷材料能够完全再生，并将生产中的残留物用于其他应用，例如作为吸收剂粉末用于工业油溢出，以及作为添加剂用于生产防火玻璃。
本发明的另一个目的是提供一种制备多孔陶瓷材料的方法，该陶瓷材料为具有良好耐机械应力性的均匀形式。
本发明的另一个目的是提供一种制备多孔陶瓷材料的方法，该陶瓷材料可以用作工业油溢出时的吸收剂粉末，用作生产防火玻璃的添加剂，以及用作具有压电性质的材料。
本发明的另一个目的是提供一种制备多孔陶瓷材料的方法，该陶瓷材料可用于多层材料，为多侧面、片、棒形式，可以用手工工具和机械工具进行加工。
由下面对本发明的详细描述，这一目标和这些以及其他目的将是显而易见的，通过制备多孔陶瓷材料、特别是用于绝热的陶瓷材料的方法可以达到这一目标和这些以及其他的目的，该制备方法包括以下步骤：
-提供第一组合物，该组合物为二氧化硅和碱金属氧化物的稳定胶体水溶液形式；
-提供第二稳定组合物，该组合物为无机和/或有机颗粒在有机液体中的悬浮液形式，所述第二组合物含有一种化合物，在将第二组合物与第一组合物混合时，该化合物能破坏所述第一组合物的稳定性，形成凝胶，并能与发泡剂一起形成有机聚合物网孔；
-将所述第一组合物与所述第二组合物混合，形成混合物；
-由所述混合物形成凝胶形式的多孔结构，其中，有机结构支承形成的无机结构；
-使所述凝胶形式的多孔结构凝固，获得多孔陶瓷材料，该材料中有机聚合物网包围无机部分。
本发明的方法还包括以下步骤：
-在形成的凝胶凝固之前，通过注塑或挤塑将该凝胶引入模具、间隙或空穴中，然后
-在所述模具、间隙或空穴中原位凝固该凝胶，获得一种多孔陶瓷材料，该陶瓷材料中有机聚合物网包围无机陶瓷部分。
简便地，第一组合物还包含陶瓷材料，例如选自下组的陶瓷材料：氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化锆、碳化硅、碳化钛、氮化硅、氧化铁、氢氧化镁、碱金属和碱土金属的氧化物和碳酸盐。碱金属的氧化物可以选自下组：氧化钠、氧化钾、氧化锂，优选氧化钠。
此外，第一含水组合物可以包含聚合反应催化剂。
能破坏所述第一胶体组合物的稳定性并形成凝胶的化合物的例子是有机酸和无机酸，二氧化硅、酯、醚、有机酸和无机酸的酐和盐、有机电解质、硼酸盐、碳酸盐、碳化物、亚硝酸盐、氮化物、铵盐、氧化物、过氧化物、硅酸盐、磷酸盐、亚磷酸盐、硫酸盐、氯化物、硒化物、钛酸盐。
在将第二组合物与第一组合物混合时能形成有机聚合物网孔的化合物以及适合形成发泡剂的化合物的例子是下组中的一种或多种化合物：有机可聚合单体和/或通过与水反应适合提供有机可聚合单体的有机化合物、有机酸酐、有机酸酯、有机酸烷氧基酯、有机酸盐、醚、以及有机酸和金属乙炔化物。
第二组合物优选包含碳化钙。第二组合物宜包含碳化钙、乙酸酐和/或乙酰乙酸乙酯和/或乙酸乙酯。
第一组合物优选包含硅酸钠。第一组合物宜包含硅酸钠，第二组合物宜包含碳化钙和乙酸酐。
第二组合物的无机颗粒选自下组的一种或多种化合物：碳化钙、四硼酸钾、碳酸钙、高硼酸钠、硼酸、氧化钙、硫酸钾和硫酸钠。
此外，第二组合物可以包含乳化剂，例如选自下组：乙酸钾、碳酸钙、二氧化钛、氢氧化钾、四碳酸钾、氧化钠。
本发明方法的混合步骤例如可以在10-120℃的温度范围，在低于大气压、等于大气压或高于大气压的压力下进行，所述第一组合物与所述第二组合物的重量比值为2-50。
无机颗粒的平均粒径例如可小于100微米，特别是在5-25微米范围，但是也可以是纳米级(例如，5-30纳米，如在纳米粉尘的情况)。
附图简述
通过本发明的方法可以获得的多孔陶瓷材料的特性还以附图形式示出，这些附图涉及本发明方法的应用的一些例子。
图1是本发明方法的实施方式的示意图。
图2是涂覆在陶瓷表面的有机聚合物部分细节的照片。
图3是和图2相同细节的照片，使用适合加亮区的不同传感器，是一种半透明图像，位于有机聚合物下面的陶瓷部分是较亮部分。
图4是由发泡剂(气泡)产生的中空区域的照片，内涂覆有机聚合物外壳(b)，并在截面中显示陶瓷微孔部分(a)，该部分由二氧化硅和其他陶瓷颗粒组成但没有有机聚合物。
图5是图4的加亮部分b的细节的照片。
图6是图4的加亮部分a的细节的照片。
图7和图8是二氧化硅-陶瓷微结构的细节照片。
图9和图10是二氧化硅陶瓷与有机聚合物之间的交互作用的细节的照片。
实施本发明的方式
以下是影响材料形态特性的一些参数：
-二氧化硅百分比，最初聚硅酸盐溶液的SiO2/M2O，是不仅相对于Na2O而且相对于其他碱金属(取决于它们在水中溶液的硅烷醇体系中的稳定性)的系数。例如，在胶体硅酸钠的工业溶液中，该比值表示为重量比R；该比值在或多或少富含二氧化硅的溶液范围是可利用的，通常为从Na2O·1.6SiO2至Na2O-·3.8SiO2，以及各种中间比值。聚硅酸盐溶胶的另一个重要参数以0Be(波美度)表示，是一种标明溶液浓度的值。在具有其他碱金属的胶体二氧化硅的其他溶液中，如在硅酸钾中，发现了类似的参数。
-混合物A的陶瓷颗粒的百分比和特性，混合物A是稳定的，必须根据最终陶瓷产品的组成进行选择。一般而言，Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2、SiC、TiC、SiN、CaCO3、MgCO3、Mg(OH)2、Fe2O3和金属的其他氧化物以及碳酸盐在该百分比范围不会有损于聚硅酸盐溶液的稳定性，要特别注意pH的变化，不能低于10。
-混合物B中添加的有机组分的百分比和添加方式，以及这些组分与其他有机组分(特别是相对于碳化钙之类的组分)的比值，当然还有它们的交互作用，以及可能存在的有机组分的聚合程度(可以通过显微光学-化学测定来获得，这些测定针对鉴别三维结构以及随时间变化的稳定性)。
-按照重量和体积的A/B的重量比值，借助它们的密度和单独的份数百分比获得。通过实验测试证实，该比值是可变的，B＝A重量的2-35％。
-絮凝性质(聚集和成簇性质)，与悬浮液A和B的混溶性以及其几个步骤中的方法相关。
-相对于其动态混合，A+B化学反应的总速率。
这些变量受到用来进行混合的系统的特性的影响。
-悬浮液A和B的粘度和密度。
-过程的时间和温度。
因此，显然，材料和方法的变量一定程度地与陶瓷产品的形态性质相关，涉及以下方面：注塑后的最终位置，颗粒结构和孔(数量和尺寸)，其结构物理性质中的任何多样性。
本发明的方法基本上包括将两种独特的稳定组合物混合，一种组合物(A)为胶体二氧化硅在水中的溶液或悬浮液形式，一种组合物(B)为无机颗粒在有机液体或有机液体混合物中的悬浮液形式，它们可以制备并长期单独存放而不发生变化。
在一个实施方式中，采用本发明的方法，通过混合以下组分，获得新型的混杂的陶瓷-有机材料：
-胶体二氧化硅的稳定溶液A，其包含分散中的其他陶瓷颗粒，取决于要形成的陶瓷-有机化的类型。
-有机液体的稳定悬浮液B，其包含分散的其他有机颗粒和无机颗粒，这些颗粒适合于破坏A+B中的悬浮液A的稳定性并引发悬浮液A的缩聚。
在本发明方法中使用的两种反应性悬浮液“A”和“B”可以通过以下方式单独制备，首先将悬浮液中的粉末均匀混合在各溶剂中。在A情况，它们是，例如：为SiO2与添加的金属、金属和碱金属的氧化物和碳酸盐的胶体含水聚集态的液体硅酸钠。在B情况，它们是，例如：乙酸酐和乙酰乙酸乙酯，都是作为电解质型的SiO2破坏稳定剂的液体，添加有金属和碱金属的氧化物、碳酸盐、硼酸盐，一旦与悬浮液A混合，它们能够使二氧化硅从胶态向凝胶态转变，取决于由A+B构成的混合物的pH。在这种相转变中，通过使用有机聚合形成物作为碱，发生硅氧烷缩合，有机聚合形成物也可源自A+B产生的反应。在这种混杂的有机-无机缩聚反应中，由三维结构的枝形链形成的网络固结，所述链插入网状的聚合的化合物的网孔中，同时作为二氧化硅链和胶体二氧化硅颗粒，尤其在碱性物质存在时，碱性物质占据了二氧化硅四面体胶体结构中的较大空间，象在玻璃中那样，形成碱金属聚硅酸盐、氢氧化物和碳酸盐。
应注意，陶瓷颗粒并不是进行该反应必不可缺的，但是它们影响了制成的材料的性能。
因此，本发明的方法可以概括为例如以下步骤：
-将陶瓷颗粒分散在二氧化硅胶体溶液A中的分散步骤1A
-将破坏稳定性的颗粒分散在有机液体与聚合物基质的混合物B中的分散 步骤1B
-通过B中存在的有机和无机化合物或者通过混合A和B产生的方式，在A+B中进行破坏稳定性步骤2，A和B可以聚合或者没有聚合，但是它们都影响到从溶胶向凝胶的转变。
-有机要素的聚合步骤3，同时进行溶胶到凝胶的硅氧烷缩合步骤，因此，在以下两个过程中形成有机骨架：形成膨胀气体的过程；使聚硅酸盐陶瓷颗粒聚集的过程，聚硅酸盐陶瓷颗粒通过有机官能的硅烷醇键或离子亲合的简单交互作用与有机骨架合并，形成本发明的多孔有机化陶瓷结构。
-干燥步骤4，该步骤加速消除过量溶剂的过程，可以在约40-160℃温度范围进行，没有改变材料的形态性质。该操作可以在炉内进行，或直接在装置位置进行，通过采用控制的梯度温度升高进行。
-烧结步骤5，该步骤是任选的，能通过将类似真陶瓷的硅酸盐碱金属化合物合并使三维结构固结，因此改善了材料的物理特性。应注意，通过将材料升温至烧结温度，发生聚合物有机结构的热解。
在特定的实施方式中，组合物A是硅酸钠的稳定胶体溶液，组合物B是含碳化钙、乙酸酐和乙酯的稳定悬浮液。
在其他优选实施方式中，组合物A含有一种或多种选自以下的化合物：二氧化锆、碳酸钙、氧化铝、碳酸镁、氧化钛和铝。
在一个实施方式中，组合物A包含硅酸钠胶体溶液，组合物B包含碳化钙、乙酸酐和乙酯的粉末。
在另一个实施方式中，组合物A包含硅酸钠、氧化铝粉末和氧化铁粉末的胶体溶液，组合物B包含氧化钙粉末、碳化钙粉末、二氧化硅粉末、硫酸钾粉末、乙酸酐和乙酯。
在另一个实施方式中，组合物A包含硅酸钠、二氧化钛粉末、氧化铝粉末、氧化铁粉末和铝粉的胶体溶液，组合物B包含四硼酸钾、乙酸钾、碳化钙、二氧化硅、碳酸钙、乙酸酐、乙酯和乙酸乙酯。
不希望受到有关机理的特定假设的束缚，可以设想本发明的方法、特别是实施方式可以在混合组分A和B后按照以下主要子步骤进行：
子步骤1
-混合物“B”的碳化钙与混合物“A”的H2O反应；
CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑
-混合物“B”的乙酸酐与混合物“A”的H2O反应；
(CH3CO)2O+H2O→2CH3COOH
-混合物“B”的乙酯与混合物“A”的氢化钠(碱醇)反应；
CH3COCH2COOCH2CH3+2NaOH→2CH3COONa+C2H5OH
通过形成构成有机骨架的有机聚合物，在第一子步骤(subphase)反应形成化合物。这些反应同时进行，并且在高浓度下，由于发泡剂的双重作用形成多孔泡孔。这种试剂作为发泡剂起作用，形成开孔和闭孔，并具有有机聚合物缩合反应的引发剂的基本功能。
产生的有机聚合物结构的性能类似于外壳，即，起到类似于骨架的作用，缠绕在聚硅酸盐的无机结构周围，提供由溶胶至凝胶的相转变形成的硅氧烷链固结所需的支承。
子步骤2
-乙酸与乙炔组合并反应，产生聚乙酸乙烯酯；
CH3COOH+C2H2→(CH2CHOCOCH3)n
-乙酸钠与乙炔和水组合，并反应，产生聚乙酸乙烯酯和氢氧化钠；
CH3COONa+C2H2+H2O→(CH2CHOCOCH3)n+NaOH
-乙酸钾与乙炔和水组合，并反应，产生聚乙酸乙烯酯和氢氧化钾；
CH3COOK+C2H2+H2O→(CH2CHOCOCH3)n+KOH
-乙醇与碳化钙和水组合，并反应，产生氢氧化钙和乙烯：
2C2H5OH+2CaC2+H2O→2Ca(OH)2+2C2H4↑
-乙酸与碳酸钙组合并反应，产生乙酸钙、水和二氧化碳；
2CH3COOH+CaCO3→Ca(CH3COO)2+H2O+CO2↑
子步骤3
在子步骤2中形成的有机聚合物链在钠的醇碱存在下进一步反应。
Figure A200780006004D00121
因此，获得最终的有机骨架，该骨架在化学上定义为副价(secondaryvalency)与聚乙烯醇和聚乙酸乙烯酯的枝型共聚物的分子间和分子内的键的缩聚，所述共聚物具有一定分子量，含有K、Ca、Na的乙酸盐之类的杂质，所述骨架包含有机官能的硅烷醇和聚硅烷醇键。
在聚合反应同时，pH值下降，碱性聚硅酸盐发生缩合，包含存在的离子和其他无机分子，它们被A+B混合后的有机骨架的电解有机组分的负电荷吸引，此时形成已有机化的陶瓷化无定形硅酸盐和碳酸盐，为玻璃态或者结晶态，具有发泡活性的气体(如主要是C2H2，有时为CO2和C2H4)产生的孔隙，这些气体存在于试剂的组合物中。
实施例
只是作为对本发明范围的非限制性例子，给出本发明方法中使用的组合物A和B的以下实施例。
实施例1
表1.1
 
“A”部分化学组成            聚集状态       重量(克)   备注                          
Na2O-3.4SiO2-H2O硅酸钠   胶体溶液       100        溶液只有在独立存在时是稳定的  
表1.2
Figure A200780006004D00131
实施例2
表2.1
 
无机试剂“A”的化学组成      聚集状态       对200克总量的重量(克)  
Na2O-3.4SiO2-H2O硅酸钠   胶体溶液       112                    
CaCO3碳酸钙                 粉末           64                      
Al2O3氧化铝                粉末           21                      
Fe2O3氧化铁                 粉末           3                       
表2.2
 
试剂“B”的化学组成                    聚集状态         对20克总量的重量(克)  
CaO氧化钙                              粉末             3.00                 
CaC2碳化钙                            粉末             2.00                 
SiO2二氧化硅                          粉末             1.25                 
K2B4O7四硼酸钾                        有机溶剂液体     3.50                 
(CH3CO)2O乙酸酐                       有机溶剂液体     3.50                 
CH3COH2COOCH2CH3乙酰乙酸乙酯，乙酯 有机溶剂液体     8.90                 
实施例3
表3.1
Figure A200780006004D00141
*硅酸钠悬浮液受到分解变化的影响，但是在一段时间是稳定的。粉末没有发生变化，或者设想只有最终陶瓷产品发生变化。
表3.2
Figure A200780006004D00142
*悬浮液发生物理变化，但在一定时间后变稳定
**无机粉末进行机械均化或用超声波均化，直到获得5-25微米的粒度分布。
实施例4
表4.1
 
无机试剂“A”的化学组成 聚集状态 对100克总量的重量(克)
Na2O-3.8SiO2-H2O硅酸钠 胶体溶液 63.8
TiO2二氧化钛 粉末 15
MgO2过氧化镁 粉末 0.2
Al(OH)3氢氧化铝 粉末 21
表4.2
 
试剂“B”的化学组成 聚集状态 对16克总量的重量(克)
H2BO3硼酸 粉末 4.3
CaC2碳化钙 粉末 2.00
TiO2二氧化钛 粉末 1.2
CH3COOK乙酸钾 粉末 0.3
(CH3CO)2O乙酸酐 有机溶剂液体 8.2
实施例5
表5.1
 
无机试剂“A”的化学组成 聚集状态 对110克总量的重量(克)
Na2O-3.4SiO2-H2O硅酸钠 胶体溶液 72
TiO2二氧化钛 粉末 5
K2B4O7四硼酸钾 粉末 1
Al(OH)3氢氧化铝 粉末 22
ZrO2二氧化锆 粉末 10
表5.2
 
试剂“B”的化学组成 聚集状态 对22.7克总量的重量(克)
B2O3硼酸酐 粉末 3.4
CaC2碳化钙 粉末 3.0
TiO2二氧化钛 粉末 1.2
CH3COH2COOCH2CH3乙酰乙酸乙酯，乙酯 有机溶剂液体 1.8
CH3COOC2H5乙酸乙酯 有机溶剂液体 8.2
(CH3CO)2O乙酸酐 有机溶剂液体 5.1
实施例6
表6.1
 
无机试剂“A”的化学组成 聚集状态 重量(克)
Na2O-3.4SiO2-H2O硅酸钠 胶体溶液 100
ZrO2二氧化锆 粉末 18
表6.2
 
试剂“B”的化学组成 聚集状态 对7.9克总量的重量(克)
CaC2碳化钙 粉末，平均粒径25微米 4.5
(CH3CO)2O乙酸酐 有机溶剂液体 3.2
(C2H5C)2O乙酯 有机溶剂液体 0.2
实施例7
表7.1
 
无机试剂“A”的化学组成 聚集状态 重量(克)
Na2O-3.4SiO2-H2O硅酸钠 胶体溶液 280
Al2O3氧化铝 粉末 125
表7.2
 
试剂“B”的化学组成 聚集状态 对34.7克总量的重量(克)
B2O3硼酸酐 粉末 6
CaC2碳化钙 粉末 12.0
KOH氢氧化钾 粉末 0.7
CH3COOC2H5乙酸乙酯 有机溶剂液体 14
(CH3CO)2O乙酸酐 有机溶剂液体 2
此外，为进行完全，应加上以下一点：即通过对试剂B进行热处理和随后的碾磨，可以方便地由最初相同的配方获得不同特性的最终材料。
在这点上，将实施例作为参考，根据实施例5的表5.2、试剂B的配方(具体是硼酸酐和碳化钙)，通过对这些粉末的混合物进行精确混合并在500-1500℃的优选温度范围熔融，可以改变最终陶瓷材料的重要特性，如形态和泡孔尺寸。热处理结束时，对产生的材料进行碾磨和筛分，以获得目标粒径，例如在5-25微米范围。任选可以对其他粉末与碳化钙一起进行同样的热处理，例如，二氧化硅或者有机酸盐或其他有机物或无机物，适当调整熔融温度。该方式中，不必将所有的粉末熔化在一起，而只要充分熔化单独的一个组分，以将其他更高熔点的组分聚集。
本发明的方法能够获得多孔陶瓷材料，所述材料包含二氧化硅部分(任选是二氧化硅的聚集体以及陶瓷部分的聚集体)，它们构成独立的无机部分，该无机部分包含在单独的有机网中，该有机网用作对无机部分、对陶瓷颗粒的骨架和支承，即使这些部分发生聚集，仍具有孔隙，其中有机网是通过聚合反应提供的，有机网可能不仅包围无机部分而且与无机部分结合。
虽然在本说明书中仅给出本发明的一些实施方式，但是，本领域的技术人员可以理解，在任何情况下都可以获得其他等同的有利和优选的实施方式。
本申请要求意大利专利申请No.VR2006A000035的优先权，该意大利专利申请的内容通过参考结合与本文。

Claims (20)

1.一种制备多孔陶瓷材料、特别是用于绝热的多孔陶瓷材料的方法，该方法包括以下步骤：
-提供第一组合物，该组合物为二氧化硅和碱金属氧化物的稳定胶体水溶液形式；
-提供第二稳定组合物，该组合物为无机和/或有机颗粒在有机液体中的悬浮液形式，所述第二组合物含有一种化合物，在将第二组合物与第一组合物混合时，该化合物能破坏所述第一组合物的稳定性，形成凝胶，并能与发泡剂一起形成有机聚合物网；
-将所述第一组合物与所述第二组合物混合，形成混合物；
-由所述混合物形成凝胶形式的多孔结构，其中，有机结构支承形成的无机结构；
-使所述凝胶形式的多孔结构凝固，获得多孔陶瓷材料，该材料中有机聚合物网包围无机部分。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一组合物还包含陶瓷材料。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述陶瓷材料选自下组：氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化锆、碳化硅、碳化钛、氮化硅、氧化铁、氢氧化镁、金属的氧化物和碳酸盐。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱金属氧化物选自下组：氧化钠、氧化钾、氧化锂，优选氧化钠。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一含水组合物还包含聚合反应催化剂。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，能破坏所述第一胶体组合物的稳定性形成凝胶的所述化合物选自下组：有机酸和无机酸、二氧化硅、有机酸和无机酸的酯、醚、酐和盐、有机电解质、硼酸盐、碳酸盐、碳化物、亚硝酸盐、氮化物、铵盐、氧化物、过氧化物、硅酸盐、磷酸盐、亚磷酸盐、硫酸盐、氯化物、硒化物、钛酸盐。
7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第二组合物与第一组合物混合时，能形成有机聚合物网的化合物和同时形成发泡剂的化合物的例子选自下组中的一种或多种化合物：适合提供与水反应形成的有机化合物、有机可聚合单体、有机酸酐、有机酸酯、有机酸烷氧基酯、有机酸盐、醚、以及有机酸和金属乙炔化物。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二组合物包含碳化钙。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二组合物包含碳化钙、乙酸酐和/或乙酰乙酸乙酯和/或乙酸乙酯。
10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一组合物包含硅酸钠，所述第二组合物包含碳化钙和乙酸酐。
11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述无机颗粒选自下组的一种或多种化合物：碳化钙、四硼酸钾、碳酸钙、高硼酸钠、硼酸、硼酸酐、氧化钙、氧化镁、过氧化镁、二氧化硅、氢氧化铝、氢氧化钾。
12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二组合物包含乳化剂。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述乳化剂选自下组：乙酸钾、碳酸钙、二氧化钛、氢氧化钾、四碳酸钾、氧化钠。
14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述混合阶段在10-120℃温度，在低于大气压、等于大气压或高于大气压的压力下进行，所述第一组合物与所述第二组合物的重量比值为2-50。
15.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述无机颗粒的平均粒径小于100微米，具体在5-25微米范围。
16.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述无机颗粒为纳米级尺寸，优选在5-30纳米范围。
17.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二组合物的组分中至少一个组分进行热处理，随后进行碾磨。
18.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述热处理在500-1500℃的温度下进行。
19.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤:
-在凝固之前，通过注塑或挤塑将该凝胶引入模具、间隙或空穴中，然后
-在所述模具、间隙或空穴中原位凝固该凝胶，获得一种多孔陶瓷材料，该陶瓷材料中有机聚合物网包围无机陶瓷部分。
20.一种多孔陶瓷材料，特别可用于绝热，可通过前述权利要求中的一项或多项所述的方法获得。
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