CN103420686A - 一种粉煤灰开孔泡沫陶瓷及制备方法 - Google Patents
一种粉煤灰开孔泡沫陶瓷及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103420686A CN103420686A CN2013103335267A CN201310333526A CN103420686A CN 103420686 A CN103420686 A CN 103420686A CN 2013103335267 A CN2013103335267 A CN 2013103335267A CN 201310333526 A CN201310333526 A CN 201310333526A CN 103420686 A CN103420686 A CN 103420686A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flyash
- open celled
- celled foam
- hours
- fly ash
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 15
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 37
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 claims description 7
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 7
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 2
- 239000008399 tap water Substances 0.000 claims description 2
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 abstract 1
- 239000002993 sponge (artificial) Substances 0.000 abstract 1
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 5
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 5
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 5
- 206010013786 Dry skin Diseases 0.000 description 3
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 3
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 231100000481 chemical toxicant Toxicity 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Filtering Materials (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Abstract
一种粉煤灰开孔泡沫陶瓷及制备方法，其固相组份为：粉煤灰45-65%，氧化铝粉末32-50%，淀粉3-5%；浆料固相率为55-75%。步骤包括：按以上组份固相率配制原料，球磨混匀12-24小时；将聚氨酯海绵浸入上述陶瓷浆料中，取出，80-100℃干燥12-24小时，放入烧结炉中，以小于2℃/m升温至590-610℃，保温1-2小时，然后升温至1400-1600℃，保温2-3小时烧结。本发明生产成本低，工艺操作简单易于控制，具有强度高、通孔率高、抗热冲击的特点，可以用作高温气液过滤器以及复合材料增强骨架。
Description
技术领域
本发明属于多孔陶瓷制备技术领域，涉及一种开孔泡沫陶瓷的制备方法。
技术背景
开孔泡沫陶瓷具有耐高温、耐腐蚀、热传导率低、抗热震、三维连续网状结构等特点，可用于各种高温气液过滤器、复合陶瓷增强相等领域，引起了国内外材料科学工作者的广泛关注。目前，制备开孔泡沫陶瓷的配方多数使用价格较高的原料作为主料，成本较高，不利于工业化大规模批量生产和民用化推广。
粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，随着电力消费的逐年递增，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气，是雾霾的主要元凶之一；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。目前，实现粉煤灰零排放的回收成本较高，粉煤灰再利用主要局限于建筑建材领域，附加值不高，抑制了生产企业采用新技术高效回收粉煤灰保护环境的积极性。
粉煤灰含有大量的氧化硅和氧化铝成分，以及其他少量的金属离子氧化物成分。氧化硅和氧化铝是合成高品质陶瓷的原料，少量的金属氧化物成分是莫来石合成的有效催化剂。
使用粉煤灰作为主料，在粉煤灰中添加氧化铝粉末形成最佳合成莫来石成分配比（摩尔比Al2O3:SiO2=3:2），使用淀粉为低温粘结剂，利用粉煤灰中自身的氧化硅和少量金属离子氧化物分别作为高温粘结剂和催化剂，采用传统有机泡沫浸渍法，可合成低成本高强度的粉煤灰开孔泡沫陶瓷，有利于开孔泡沫陶瓷的产业化推广。
发明内容
发明目的是开发一种低成本的粉煤灰开孔泡沫陶瓷，该泡沫陶瓷具有强度高，通孔率高、抗热冲击的特点，可以用作高温气液过滤器以及复合材料增强骨架。
本发明是通过以下技术方案实现的。
本发明所述的粉煤灰开孔泡沫陶瓷的固相组份为：粉煤灰45-65%，氧化铝粉末32-50%，淀粉3-5%；浆料固相率为55-75%。
本发明采用有机泡沫浸渍法制备粉煤灰开孔泡沫陶瓷，主要包括下列步骤。
（1）粉煤灰、氧化铝粉末和淀粉按照45-65%、32-50%和3-5%配比称料，再加入适量自来水使得样品固相率为55-75%，球磨混匀12-24小时。
（2）选取孔筋大于10μm的高弹性聚氨酯开孔泡沫海绵，用强碱溶液（pH9.0-11.0）浸泡搓洗去除孔径上的杂物，后用清水冲洗掉强碱溶液，150℃以下烘干备用。
（3）将步骤（2）制得的聚氨酯海绵浸入步骤（1）制备的陶瓷浆料中，经过揉搓待回弹后取出，挤压去除多余浆料，80-100℃干燥12-24小时，得到粉煤灰开孔泡沫陶瓷坯料。
（4）将步骤（3）制得的粉煤灰开孔泡沫陶瓷坯料放入烧结炉中，以小于2℃/m升温至590-610℃，保温1-2小时，然后升温至1400-1600℃，保温2-3小时烧结。
本发明以工业废弃物粉煤灰为主料，氧化铝为添料，淀粉为低温粘结剂，水为溶剂，球磨混合制备浆料，采用有机泡沫浸渍法挂浆烧结制备开孔泡沫陶瓷。
粉煤灰含有大量的氧化硅和氧化铝成分，是合成高品质莫来石陶瓷的原料；粉煤灰中的氧化硅和氧化铝成分比例相对于合成高品质莫来石陶瓷来说氧化铝不足，因此以氧化铝粉末作为添料；粉煤灰中还含有其他金属氧化物成分，可作为合成莫来石高品质陶瓷的催化剂；本发明采用有机泡沫浸渍法工艺制备泡沫陶瓷坯料，操作简单易于控制；本发明采用高弹性开孔且孔筋大于10μm的聚氨酯泡沫作为模板，允许浆料粘度大，固相率高，挂浆量大，制备的开孔泡沫陶瓷强度高；淀粉成本低廉，高温易分解，作为坯料干燥成型以及烧结过程中的低温粘结剂；粉煤灰含有的氧化硅作为开孔泡沫陶瓷烧结过程中的高温粘结剂。
与现有技术相比，本发明能降低生产成本，利于推广。所用原料为粉煤灰、氧化铝粉末、淀粉。原料价格便宜，组分少，浆料配置简单；采用有机泡沫浸渍法，工艺操作简单易于控制。本发明采用高弹性开孔且孔筋大于10μm的聚氨酯泡沫作为模板，粉煤灰开孔泡沫陶瓷具有强度高，通孔率高的特点。本发明合成的开孔泡沫陶瓷原料成本低廉，具有强度高，通孔率高、抗热冲击的特点，可以用作高温气液过滤器以及复合材料增强骨架。
附图说明
图1是本发明实施例1制得的粉煤灰开孔泡沫陶瓷形貌。
具体实施方式
本发明将通过以下实施例作进一步说明。
实施例1。
（1）将40克粉煤灰，25克氧化铝粉末，2克淀粉，35ml水放入球磨机湿磨12小时，制得陶瓷浆料。
（2）将尺寸为20mmⅹ20mmⅹ20mm，孔径为20PPI,孔筋为20μm的聚氨酯泡沫室温浸泡在PH11.0的氢氧化钠溶液中2小时后取出，用清水反复冲洗，80℃烘干。
（3）将步骤二制得的聚氨酯海绵浸入步骤一制得的陶瓷浆料中，经过揉搓，待回弹后取出，挤压去除多余浆料，80℃干燥12小时，得到粉煤灰开孔泡沫陶瓷坯料。
（4）将步骤三制得的粉煤灰开孔泡沫陶瓷坯料放入烧结炉中，以1℃/m升温至590℃，保温1小时，然后3小时升温至1450℃，保温2小时烧结，得到粉煤灰开孔泡沫陶瓷。
实施例2。
（1）将40克粉煤灰，30克氧化铝粉末，2.5克淀粉，40ml水放入球磨机湿磨16小时，制得陶瓷浆料。
（2）将尺寸为30mmⅹ20mmⅹ15mm，孔径为25PPI,孔筋为15μm的聚氨酯泡沫室温浸泡在PH10.0的氢氧化钠溶液中2.5小时后取出，用清水反复冲洗，90℃烘干。
（3）将步骤二制得的聚氨酯海绵浸入步骤一制得的陶瓷浆料中，经过揉搓，待回弹后取出，挤压去除多余浆料，90℃干燥16小时，得到粉煤灰开孔泡沫陶瓷坯料。
（4）将步骤三制得的粉煤灰开孔泡沫陶瓷坯料放入烧结炉中，以1.5℃/m升温至600℃，保温1.5小时，然后4小时升温至1500℃，保温2.5小时烧结，得到粉煤灰开孔泡沫陶瓷。
实施例3。
（1）将40克粉煤灰，35克氧化铝粉末，3克淀粉，45ml水放入球磨机湿磨24小时，制得陶瓷浆料。
（2）将尺寸为40mmⅹ30mmⅹ20mm，孔径为30PPI,孔筋为10μm的聚氨酯泡沫室温浸泡在PH9.0的氢氧化钠溶液中3小时后取出，用清水反复冲洗，100℃烘干。
（3）将步骤二制得的聚氨酯海绵浸入步骤一制得的陶瓷浆料中，经过揉搓，待回弹后取出，挤压去除多余浆料，95℃干燥24小时，得到粉煤灰开孔泡沫陶瓷坯料。
（4）将步骤三制得的粉煤灰开孔泡沫陶瓷坯料放入烧结炉中，以2℃/m升温至610℃，保温2小时，然后5小时升温至1550℃，保温3小时烧结，得到粉煤灰开孔泡沫陶瓷。
Claims (2)
1.一种粉煤灰开孔泡沫陶瓷，其特征是固相组份为：粉煤灰45-65%，氧化铝粉末32-50%，淀粉3-5%；浆料固相率为55-75%。
2.一种权利要求1所述的粉煤灰开孔泡沫陶瓷的制备方法，其特征是包括下列步骤：
（1）粉煤灰、氧化铝粉末和淀粉按照45-65%、32-50%和3-5%配比称料，再加入适量自来水使得样品固相率为55-75%，球磨混匀12-24小时；
（2）选取孔筋大于10μm的高弹性聚氨酯开孔泡沫海绵，用强碱溶液浸泡搓洗去除孔径上的杂物，后用清水冲洗掉强碱溶液，150℃以下烘干备用；
（3）将步骤（2）制得的聚氨酯海绵浸入步骤（1）制备的陶瓷浆料中，经过揉搓待回弹后取出，挤压去除多余浆料，80-100℃干燥12-24小时，得到粉煤灰开孔泡沫陶瓷坯料；
（4）将步骤（3）制得的粉煤灰开孔泡沫陶瓷坯料放入烧结炉中，以小于2℃/m升温至590-610℃，保温1-2小时，然后升温至1400-1600℃，保温2-3小时烧结。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310333526.7A CN103420686B (zh) | 2013-08-02 | 2013-08-02 | 一种粉煤灰开孔泡沫陶瓷及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310333526.7A CN103420686B (zh) | 2013-08-02 | 2013-08-02 | 一种粉煤灰开孔泡沫陶瓷及制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103420686A true CN103420686A (zh) | 2013-12-04 |
| CN103420686B CN103420686B (zh) | 2015-08-12 |
Family
ID=49646122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310333526.7A Active CN103420686B (zh) | 2013-08-02 | 2013-08-02 | 一种粉煤灰开孔泡沫陶瓷及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103420686B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104211427A (zh) * | 2014-09-17 | 2014-12-17 | 苏州新协力环保科技有限公司 | 一种利用粉煤灰制备的多孔陶瓷 |
| CN108516854A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-09-11 | 佛山市诚嘉机电设备有限公司 | 一种泡沫陶瓷板的制备方法 |
| CN113912417A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-01-11 | 山东硅元新型材料股份有限公司 | 一种泡沫陶瓷及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103204672A (zh) * | 2013-04-02 | 2013-07-17 | 南昌大学 | 一种粉煤灰泡沫陶瓷烧结法 |
-
2013
- 2013-08-02 CN CN201310333526.7A patent/CN103420686B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103204672A (zh) * | 2013-04-02 | 2013-07-17 | 南昌大学 | 一种粉煤灰泡沫陶瓷烧结法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104211427A (zh) * | 2014-09-17 | 2014-12-17 | 苏州新协力环保科技有限公司 | 一种利用粉煤灰制备的多孔陶瓷 |
| CN108516854A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-09-11 | 佛山市诚嘉机电设备有限公司 | 一种泡沫陶瓷板的制备方法 |
| CN113912417A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-01-11 | 山东硅元新型材料股份有限公司 | 一种泡沫陶瓷及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103420686B (zh) | 2015-08-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104016703B (zh) | 一种超轻质闭孔陶瓷的制备方法 | |
| CN106167396B (zh) | 一种轻质高强发泡陶瓷的制备方法 | |
| CN108484115B (zh) | 一种利用固体废弃物制备的多孔材料 | |
| CN103011817B (zh) | 一种钇硅氧多孔高温陶瓷材料的制备方法 | |
| CN103449802B (zh) | 一种复相氧化铝泡沫陶瓷材料及制备方法 | |
| CN107021783B (zh) | 一种介孔陶瓷的制备方法 | |
| CN103964805B (zh) | 一种粉煤灰-脱硫石膏保温板的制备方法 | |
| CN104211334B (zh) | 一种空心砖及其制备方法 | |
| CN104177120B (zh) | 一种低成本轻质粉煤灰多孔保温材料的制备方法 | |
| CN103951382B (zh) | 一种高耐候陶瓷砖及其制备方法 | |
| CN103420686B (zh) | 一种粉煤灰开孔泡沫陶瓷及制备方法 | |
| CN106365603B (zh) | 一种粉煤灰基瓷质砖的制备方法 | |
| CN104230369A (zh) | 一种具有蜂窝结构的高孔隙率陶瓷及其制备方法 | |
| CN103785353A (zh) | 一种煤矸石制备活性炭-沸石复合材料的方法 | |
| CN102674732A (zh) | 利用多种生物质混合物制备混凝土掺合料的方法 | |
| CN107337429B (zh) | 一种陶瓷幕墙及泡沫陶瓷复合材料的制备方法 | |
| CN105837175A (zh) | 一种抗菌日用陶瓷 | |
| CN104086205B (zh) | 一种隔热保温陶瓷板及其制备工艺 | |
| CN103204706B (zh) | 一种用于陶制艺术品装饰的薄米黄窑变釉及其制备方法 | |
| CN101891500B (zh) | 用红辉沸石制备抗菌陶瓷的方法 | |
| CN105130489A (zh) | 一种利用煤矸石制备多孔陶瓷的方法 | |
| CN104909829B (zh) | 一种耐酸耐冻煤矸石琉璃瓦的制备方法 | |
| CN106478113A (zh) | 氮化硅质泡沫陶瓷及其制备方法 | |
| CN103880467B (zh) | 一种抗裂加气砖及其制作方法 | |
| CN104860650B (zh) | 一种耐酸耐冻粉煤灰琉璃瓦的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20191106 Address after: Room 301-15, building 1, No.111, Guigu Er Road, Luoxing street, Jiashan County, Jiaxing City, Zhejiang Province Patentee after: Jiashan chuangyue Intellectual Property Service Co.,Ltd. Address before: 999 No. 330031 Jiangxi province Nanchang Honggutan University Avenue Patentee before: Nanchang University |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231018 Address after: Room 401-89, Building 1, No. 111 Guigu Second Road, Luoxing Street, Jiashan County, Jiaxing City, Zhejiang Province, 314100 (Residence application) Patentee after: Jiashan Luoxing Venture Capital Co.,Ltd. Address before: Room 301-15, building 1, No. 111, Guigu 2nd Road, Luoxing street, Jiashan County, Jiaxing City, Zhejiang Province Patentee before: Jiashan chuangyue Intellectual Property Service Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |