CN103508750A

CN103508750A - 一种无污染、低成本的蜂窝陶瓷生产方法

Info

Publication number: CN103508750A
Application number: CN201310224196.8A
Authority: CN
Inventors: 吴道君; 李军营; 孟红宇
Original assignee: Hubei Shenwu Thermal Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Hubei Shenwu Thermal Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2033-06-07
Also published as: CN103508750B

Abstract

一种无污染、低成本的蜂窝陶瓷，包括下列组分按重量比配制而成：陶瓷粉料75.5-82.9份、硅溶胶3-4份、羧甲基纤维素2-4份、氯化铵0.1-0.5份、甘油2-5份、水12-16份。本发明具有成分搭配合理、成本低、污染小、品质高等特点，陶瓷粉料热膨胀系数低、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、抗折强度、耐高温烧铸性能优良；采用硅溶胶、羧甲基纤维素、氯化铵溶液、醋酸乙烯树脂用作粘结剂，其性质稳定、粘性强；甘油用作增塑剂。该蜂窝陶瓷很好的解决了现有蜂窝陶瓷的不足，具有很好的经济效益和社会效益。

Description

一种无污染、低成本的蜂窝陶瓷生产方法

技术领域

本发明涉及一种工业用陶瓷，尤其是涉及一种无污染、低成本的蜂窝陶瓷及其生产方法。

背景技术

蜂窝陶瓷是一种多孔性的工业用陶瓷，其内部是许多贯通的蜂窝形状的平行通道，这些蜂窝单元由格子状的薄的间壁分割而成。与一般陶瓷相比，它具有低热膨胀性、耐热冲击、比表面积大、耐腐蚀等特性，孔密度最高可达到400～1100孔/平方英寸。因蜂窝陶瓷其比表面积大，通常用于汽车尾气净化装置、火力发电厂燃煤锅炉去除氮氧化物、冶金行业降低污染物排放、化学工业和石油工业中改善流体分布特性等。其性能越来越好，应用越来越广泛。

制备蜂窝陶瓷的主要原料有堇青石、钛酸铝、氧化铝、锆英石、碳化硅等。国内蜂窝陶瓷的生产大都在蜂窝陶瓷粉料中加入各种添加剂来改善泥坯的流动性和可塑性，添加剂的成分中，通常用桐油作粘结剂。但桐油在陶瓷泥料烧制后会留下残留物，直接影响蜂窝陶瓷的性能。桐油加热时也会产生刺激性气体和黑烟，造成环境污染。此外，由于现有蜂窝陶瓷配料中含有相对昂贵的桐油，因此生产成本很高。可见，选择合适的蜂窝陶瓷配方，减少环境污染，提高产品品质、降低生产成本是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种无污染、低成本的蜂窝陶瓷生产方法，以改善现有蜂窝陶瓷配方搭配不合理、生产过程中污染大、产品品质不高、生产成本很高等技术问题。

本发明主要是通过下述技术方案解决上述技术问题的：一种无污染、低成本的蜂窝陶瓷，包括下列组分按重量比配制而成：

陶瓷粉料75.5～82.9份、硅溶胶3～4份、羧甲基纤维素2～4份、氯化铵0.1～0.5份、甘油2～5份、水12～16份。

作为优选，所述蜂窝陶瓷配料中还包括聚乙烯醇（PVA）0.4～1份、硅酸丁酯5～7份、醋酸乙烯树脂4～6份。

上述蜂窝陶瓷的生产方法包括以下步骤：A.向陶瓷粉料中加入硅溶胶、羧甲基纤维素、氯化铵溶液、甘油和水等原料进行混炼，制成泥料；B.将泥料通过模具挤出成型，制成坯料；C.将坯料干燥后，送入隧道窑内于1400～1450℃烧制8～12小时，即得成品。

硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液，它具有粘结力强、耐高温、耐老化等特点。羧甲基纤维素为无毒无味额白色絮状粉末，性能稳定，易溶于水，水溶液具有一定粘度，可作为粘合剂、增稠剂。氯化铵、甘油可以防止陶瓷裂纹产生。聚乙烯醇（PVA）、硅酸丁酯、醋酸乙烯树脂可以加强粘合效果，提高产品品质。

本发明具有成分搭配合理、成本低、无污染、品质高等特点，陶瓷粉料热膨胀系数低、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、抗折强度、耐高温烧铸性能优良；采用硅溶胶、羧甲基纤维素、氯化铵溶液、醋酸乙烯树脂用作粘结剂，其性质稳定、粘性强；甘油用作增塑剂。该蜂窝陶瓷很好的解决了现有蜂窝陶瓷的不足，具有很好的经济效益和社会效益。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：向陶瓷粉料（一般典型成分如：莫来石95%、高岭土3%、α-Al₂0₃2%）75.5份（每份10克，下同）中加入硅溶胶3份、羧甲基纤维素2份、氯化铵溶液0.1份、甘油2份和水12份进行混炼，制成泥料；将泥料通过模具挤出成型，制成坯料；将坯料干燥后，送入隧道窑内于1400℃烧制12小时，即得成品。

实施例2：向陶瓷粉料（一般典型成分如：莫来石95%、高岭土3%、α-Al₂0₃2%）79.2份中加入硅溶胶3.5份、羧甲基纤维素3份、氯化铵溶液0.3份、甘油3.5份和水14份进行混炼，制成泥料；将泥料通过模具挤出成型，制成坯料；将坯料干燥后，送入隧道窑内于1425℃烧制10小时，即得成品。

实施例3：向陶瓷粉料（一般典型成分如：莫来石95%、高岭土3%、α-Al₂0₃2%）82.9份中加入硅溶胶4份、羧甲基纤维素4份、氯化铵溶液0.5份、甘油5份和水16份进行混炼，制成泥料；将泥料通过模具挤出成型，制成坯料；将坯料干燥后，送入隧道窑内于1450℃烧制8小时，即得成品。

莫来石是氧化铝-二氧化硅二元系中常压唯一稳定存在的二元化合物，它具有膨胀均匀、热震稳定性好、荷重软化点高、高温蠕变值小、硬度大、耐腐蚀的特点，是制造陶瓷制品、陶瓷基体复合材料、金属复合材料的原料。高岭土具有很好的黏结性和可塑性，常用于陶瓷、化工、涂料等行业。α-Al₂0₃，是纳米氧化铝，它成型型好，晶相稳定、硬度高、尺寸稳定性好，广泛用于陶瓷、耐火材料等的韧性补强，特别是提高陶瓷的致密性、光洁度、冷热疲劳性、断裂韧性、抗蠕变性能和高分子材料产品的耐磨性能尤为显著。

将实施例1-3得到的蜂窝陶瓷和市售产品（桐油作粘结剂）进行试验，实验结果如下表所示：

由表中数据可知，实施例1-3制得的蜂窝陶瓷其各项指标均达到超过同类产品，并且无烟尘、生产成本更低。

实施例4：向陶瓷粉料（一般典型成分如：莫来石95%、高岭土3%、α-Al₂0₃2%）75.5份中加入硅溶胶3份、羧甲基纤维素2份、氯化铵溶液0.1份、甘油2份、聚乙烯醇0.4份、硅酸丁酯5份、醋酸乙烯树脂4份和水12份进行混炼，制成泥料；将泥料通过模具挤出成型，制成坯料；将坯料干燥后，送入隧道窑内于1400℃烧制12小时，即得成品。

实施例5：向陶瓷粉料（一般典型成分如：莫来石95%、高岭土3%、α-Al₂0₃2%）79.2份中加入硅溶胶3.5份、羧甲基纤维素3份、氯化铵溶液0.3份、甘油3.5份、聚乙烯醇0.7份、硅酸丁酯6份、醋酸乙烯树脂5份和水14份进行混炼，制成泥料；将泥料通过模具挤出成型，制成坯料；将坯料干燥后，送入隧道窑内于1425℃烧制10小时，即得成品。

实施例6：向陶瓷粉料（一般典型成分如：莫来石95%、高岭土3%、α-Al₂0₃2%）82.9份中加入硅溶胶4份、羧甲基纤维素4份、氯化铵溶液0.5份、甘油5份、聚乙烯醇1份、硅酸丁酯7份、醋酸乙烯树脂6份和水16份进行混炼，制成泥料；将泥料通过模具挤出成型，制成坯料；将坯料干燥后，送入隧道窑内于1450℃烧制8小时，即得成品。

堇青石是一种硅酸盐矿物，是用于制造陶瓷、催化剂载体等的耐火材料。滑石具有润滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、化学性不活泼、遮盖力良好、柔软、光泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性。

将实施例4-6得到的蜂窝陶瓷分别取试样进行试验，实验结果如下表：

由表中数据可知，实施例4-6所制得的蜂窝陶瓷且除了无烟尘、生产成本更低外，其孔密度、软化温度、吸水率等特性更加优良。

本发明中，当其它成分的陶瓷粉料（如陶瓷粉料为莫来石65%、堇青石25%、高岭土5%、滑石粉3%、α-Al₂0₃2%）用在本发明组分及其制备方法中时，与市售具有同样陶瓷粉料成分、但其它成分不同（含有桐油成分）的蜂窝陶瓷对比时，亦有类似于实施例1—6的明显对比效果。

最后，应当指出，以上具体实施方式仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述具体实施方式，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种无污染、低成本的蜂窝陶瓷，包括下列组分按重量比配制而成：

2.根据权利要求1所述的一种无污染、低成本的蜂窝陶瓷，其特征是所述蜂窝陶瓷配料中还包括聚乙烯醇（PVA）0.4～1份、硅酸丁酯5～7份、醋酸乙烯树脂4～6份。

3.一种生产权利要求1所述的蜂窝陶瓷的制备方法，其特征是该方法包括以下步骤：A.向陶瓷粉料中加入硅溶胶、羧甲基纤维素、氯化铵溶液、甘油和水等原料进行混炼，制成泥料；B.将泥料通过模具挤出成型，制成坯料；C.将坯料干燥后，送入隧道窑内于1400～1450℃烧制8～12小时，即得成品。

4.一种生产权利要求2所述的蜂窝陶瓷的制备方法，其特征是该方法包括以下步骤：A.向陶瓷粉料中加入硅溶胶、羧甲基纤维素、氯化铵溶液、甘油、聚乙烯醇、硅酸丁酯、醋酸乙烯树脂和水等原料进行混炼，制成泥料；B.将泥料通过模具挤出成型，制成坯料；C.将坯料干燥后，送入隧道窑内于1400～1450℃烧制8～12小时，即得成品。