CN106747560A - 一种多孔保温复合陶瓷材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多孔保温复合陶瓷材料，所述多孔保温复合陶瓷材料，以重量份计，由以下原料组成：碳化硅5‑10份、石英粉10‑20份、碳酸钠2‑4份、麦饭石8‑12份、氢氧化铝粉末8‑10份、陶瓷颗粒40‑60份、三聚氰胺5‑10份、聚苯胺2‑4份、乙酸戊酯2‑4份、苯扎溴铵2‑4份、单巯基乙酸甘油酯2‑4份、木质素磺酸盐2‑4份。本发明制备的多孔保温复合陶瓷材料，具有大量微气孔、保温隔热性能优良、抗压强度高、耐拉伸强度大。

Description

一种多孔保温复合陶瓷材料
技术领域
本发明涉及材料技术领域，具体是一种多孔保温复合陶瓷材料。
背景技术
由于多孔陶瓷具有低密度、高渗透率、耐腐蚀、良好的隔热性能、耐高温和使用寿命长等优点，它们可用作高温气体过滤器、固体颗粒过滤器、熔融金属过滤器，用于在高温下使用需要抗化学腐蚀、渗透性好的设备上，以及作为物理分离用隔板，处理化工厂废物和汽车尾气的催化剂载体等方面。它们还可用作耐火材料、隔热材料、传感器、热敏电阻和多孔压电陶瓷、热交换器等。此外，它们在生物医用领域也具有潜在的应用前景。总之，多孔陶瓷已被广泛应用于冶金、化工、能源、环保、生物等领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多孔保温复合陶瓷材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种多孔保温复合陶瓷材料，以重量份计，由以下原料组成：碳化硅5-10份、石英粉10-20份、碳酸钠2-4份、麦饭石8-12份、氢氧化铝粉末8-10份、陶瓷颗粒40-60份、三聚氰胺5-10份、聚苯胺2-4份、乙酸戊酯2-4份、苯扎溴铵2-4份、单巯基乙酸甘油酯2-4份、木质素磺酸盐2-4份。
作为本发明进一步的方案：以重量份计，由以下原料组成：碳化硅6-9份、石英粉13-18份、碳酸钠2-4份、麦饭石9-11份、氢氧化铝粉末8-10份、陶瓷颗粒43-54份、三聚氰胺6-8份、聚苯胺2-4份、乙酸戊酯2-4份、苯扎溴铵2-4份、单巯基乙酸甘油酯2-4份、木质素磺酸盐2-4份。
作为本发明进一步的方案：以重量份计，由以下原料组成：碳化硅8份、石英粉15份、碳酸钠3份、麦饭石10份、氢氧化铝粉末9份、陶瓷颗粒50份、三聚氰胺7份、聚苯胺3份、乙酸戊酯3份、苯扎溴铵3份、单巯基乙酸甘油酯3份、木质素磺酸盐3份。
一种多孔保温复合陶瓷材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将碳化硅、石英粉、碳酸钠、麦饭石、氢氧化铝粉末及陶瓷颗粒混匀，随后放进炉中进行煅烧，煅烧温度为800-900℃，直至全部融化，随即进行降温处理，每隔5min降低10℃并不断使用氮气吹打，降低至20℃停止降温，制得混合粉末；
(2)在反应釜中，添加混合粉末、三聚氰胺、聚苯胺、乙酸戊酯、单巯基乙酸甘油酯，反应压强为0.5-0.8MPa，反应温度为40-50℃，反应时间不超过1h，反应结束后，自然晾干，制得固体粉末，待用；
(3)将苯扎溴铵和木质素磺酸盐加入到固体粉末中，接着加入纯水，不断搅拌，搅拌速度为1000-2000r/min，搅拌温度为80-90℃，搅拌时间不超过30min，搅拌后将固体粉末过滤获得，真空冷冻干燥即得。
作为本发明进一步的方案：具体步骤(1)中煅烧温度为850℃。
作为本发明进一步的方案：具体步骤(2)中反应压强为0.7MPa，反应温度为45℃。
作为本发明进一步的方案：具体步骤(3)中控制加入的固液比为1:15。
作为本发明进一步的方案：具体步骤(3)中搅拌速度为1500r/min，搅拌温度为85℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制备的多孔保温复合陶瓷材料，具有大量微气孔、保温隔热性能优良、抗压强度高、耐拉伸强度大。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种多孔保温复合陶瓷材料，以重量份计，由以下原料组成：碳化硅5份、石英粉10份、碳酸钠2份、麦饭石8份、氢氧化铝粉末8份、陶瓷颗粒40份、三聚氰胺5份、聚苯胺2份、乙酸戊酯2份、苯扎溴铵2份、单巯基乙酸甘油酯2份、木质素磺酸盐2份。
一种多孔保温复合陶瓷材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将碳化硅、石英粉、碳酸钠、麦饭石、氢氧化铝粉末及陶瓷颗粒混匀，随后放进炉中进行煅烧，煅烧温度为800℃，直至全部融化，随即进行降温处理，每隔5min降低10℃并不断使用氮气吹打，降低至20℃停止降温，制得混合粉末；
(2)在反应釜中，添加混合粉末、三聚氰胺、聚苯胺、乙酸戊酯、单巯基乙酸甘油酯，反应压强为0.5MPa，反应温度为40℃，反应时间不超过1h，反应结束后，自然晾干，制得固体粉末，待用；
(3)将苯扎溴铵和木质素磺酸盐加入到固体粉末中，接着加入纯水，不断搅拌，搅拌速度为1000r/min，搅拌温度为80℃，搅拌时间不超过30min，搅拌后将固体粉末过滤获得，真空冷冻干燥即得。
其中：具体步骤(3)中控制加入的固液比为1:15。
实施例2
一种多孔保温复合陶瓷材料，以重量份计，由以下原料组成：碳化硅6份、石英粉13份、碳酸钠2份、麦饭石9份、氢氧化铝粉末8份、陶瓷颗粒43份、三聚氰胺6份、聚苯胺2份、乙酸戊酯2份、苯扎溴铵2份、单巯基乙酸甘油酯2份、木质素磺酸盐2份。
一种多孔保温复合陶瓷材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将碳化硅、石英粉、碳酸钠、麦饭石、氢氧化铝粉末及陶瓷颗粒混匀，随后放进炉中进行煅烧，煅烧温度为850℃，直至全部融化，随即进行降温处理，每隔5min降低10℃并不断使用氮气吹打，降低至20℃停止降温，制得混合粉末；
(2)在反应釜中，添加混合粉末、三聚氰胺、聚苯胺、乙酸戊酯、单巯基乙酸甘油酯，反应压强为0.7MPa，反应温度为45℃，反应时间不超过1h，反应结束后，自然晾干，制得固体粉末，待用；
(3)将苯扎溴铵和木质素磺酸盐加入到固体粉末中，接着加入纯水，不断搅拌，搅拌速度为1500r/min，搅拌温度为85℃，搅拌时间不超过30min，搅拌后将固体粉末过滤获得，真空冷冻干燥即得。
其中：具体步骤(3)中控制加入的固液比为1:15。
实施例3
一种多孔保温复合陶瓷材料，以重量份计，由以下原料组成：碳化硅8份、石英粉15份、碳酸钠3份、麦饭石10份、氢氧化铝粉末9份、陶瓷颗粒50份、三聚氰胺7份、聚苯胺3份、乙酸戊酯3份、苯扎溴铵3份、单巯基乙酸甘油酯3份、木质素磺酸盐3份。
一种多孔保温复合陶瓷材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将碳化硅、石英粉、碳酸钠、麦饭石、氢氧化铝粉末及陶瓷颗粒混匀，随后放进炉中进行煅烧，煅烧温度为850℃，直至全部融化，随即进行降温处理，每隔5min降低10℃并不断使用氮气吹打，降低至20℃停止降温，制得混合粉末；
(2)在反应釜中，添加混合粉末、三聚氰胺、聚苯胺、乙酸戊酯、单巯基乙酸甘油酯，反应压强为0.7MPa，反应温度为45℃，反应时间不超过1h，反应结束后，自然晾干，制得固体粉末，待用；
(3)将苯扎溴铵和木质素磺酸盐加入到固体粉末中，接着加入纯水，不断搅拌，搅拌速度为1500r/min，搅拌温度为85℃，搅拌时间不超过30min，搅拌后将固体粉末过滤获得，真空冷冻干燥即得。
其中：具体步骤(3)中控制加入的固液比为1:15。
实施例4
一种多孔保温复合陶瓷材料，以重量份计，由以下原料组成：碳化硅9份、石英粉18份、碳酸钠4份、麦饭石11份、氢氧化铝粉末10份、陶瓷颗粒54份、三聚氰胺8份、聚苯胺4份、乙酸戊酯4份、苯扎溴铵4份、单巯基乙酸甘油酯4份、木质素磺酸盐4份。
一种多孔保温复合陶瓷材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将碳化硅、石英粉、碳酸钠、麦饭石、氢氧化铝粉末及陶瓷颗粒混匀，随后放进炉中进行煅烧，煅烧温度为900℃，直至全部融化，随即进行降温处理，每隔5min降低10℃并不断使用氮气吹打，降低至20℃停止降温，制得混合粉末；
(2)在反应釜中，添加混合粉末、三聚氰胺、聚苯胺、乙酸戊酯、单巯基乙酸甘油酯，反应压强为0.8MPa，反应温度为50℃，反应时间不超过1h，反应结束后，自然晾干，制得固体粉末，待用；
(3)将苯扎溴铵和木质素磺酸盐加入到固体粉末中，接着加入纯水，不断搅拌，搅拌速度为2000r/min，搅拌温度为90℃，搅拌时间不超过30min，搅拌后将固体粉末过滤获得，真空冷冻干燥即得。
其中：具体步骤(3)中控制加入的固液比为1:15。
实施例5
一种多孔保温复合陶瓷材料，以重量份计，由以下原料组成：碳化硅10份、石英粉20份、碳酸钠4份、麦饭石12份、氢氧化铝粉末10份、陶瓷颗粒60份、三聚氰胺10份、聚苯胺4份、乙酸戊酯4份、苯扎溴铵4份、单巯基乙酸甘油酯4份、木质素磺酸盐4份。
一种多孔保温复合陶瓷材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将碳化硅、石英粉、碳酸钠、麦饭石、氢氧化铝粉末及陶瓷颗粒混匀，随后放进炉中进行煅烧，煅烧温度为900℃，直至全部融化，随即进行降温处理，每隔5min降低10℃并不断使用氮气吹打，降低至20℃停止降温，制得混合粉末；
(2)在反应釜中，添加混合粉末、三聚氰胺、聚苯胺、乙酸戊酯、单巯基乙酸甘油酯，反应压强为0.8MPa，反应温度为50℃，反应时间不超过1h，反应结束后，自然晾干，制得固体粉末，待用；
(3)将苯扎溴铵和木质素磺酸盐加入到固体粉末中，接着加入纯水，不断搅拌，搅拌速度为2000r/min，搅拌温度为90℃，搅拌时间不超过30min，搅拌后将固体粉末过滤获得，真空冷冻干燥即得。
其中：具体步骤(3)中控制加入的固液比为1:15。
对比例1
一种多孔保温复合陶瓷材料，以重量份计，由以下原料组成：石英粉15份、碳酸钠3份、氢氧化铝粉末9份、陶瓷颗粒50份、三聚氰胺7份、聚苯胺3份、乙酸戊酯3份、单巯基乙酸甘油酯3份、木质素磺酸盐3份。
一种多孔保温复合陶瓷材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将石英粉、碳酸钠、氢氧化铝粉末及陶瓷颗粒混匀，随后放进炉中进行煅烧，煅烧温度为850℃，直至全部融化，随即进行降温处理，每隔5min降低10℃并不断使用氮气吹打，降低至20℃停止降温，制得混合粉末；
(2)在反应釜中，添加混合粉末、三聚氰胺、聚苯胺、乙酸戊酯、单巯基乙酸甘油酯，反应压强为0.7MPa，反应温度为45℃，反应时间不超过1h，反应结束后，自然晾干，制得固体粉末，待用；
(3)将木质素磺酸盐加入到固体粉末中，接着加入纯水，不断搅拌，搅拌速度为1500r/min，搅拌温度为85℃，搅拌时间不超过30min，搅拌后将固体粉末过滤获得，真空冷冻干燥即得。
其中：具体步骤(3)中控制加入的固液比为1:15。
对比例2
一种多孔保温复合陶瓷材料，以重量份计，由以下原料组成：碳化硅8份、石英粉15份、碳酸钠3份、麦饭石10份、陶瓷颗粒50份、三聚氰胺7份、聚苯胺3份、苯扎溴铵3份、木质素磺酸盐3份。
一种多孔保温复合陶瓷材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将碳化硅、石英粉、碳酸钠、麦饭石及陶瓷颗粒混匀，随后放进炉中进行煅烧，煅烧温度为850℃，直至全部融化，随即进行降温处理，每隔5min降低10℃并不断使用氮气吹打，降低至20℃停止降温，制得混合粉末；
(2)在反应釜中，添加混合粉末、三聚氰胺、聚苯胺，反应压强为0.7MPa，反应温度为45℃，反应时间不超过1h，反应结束后，自然晾干，制得固体粉末，待用；
(3)将苯扎溴铵和木质素磺酸盐加入到固体粉末中，接着加入纯水，不断搅拌，搅拌速度为1500r/min，搅拌温度为85℃，搅拌时间不超过30min，搅拌后将固体粉末过滤获得，真空冷冻干燥即得。
其中：具体步骤(3)中控制加入的固液比为1:8。
对比例3
一种多孔保温复合陶瓷材料，以重量份计，由以下原料组成：碳化硅8份、石英粉15份、碳酸钠3份、麦饭石10份、氢氧化铝粉末9份、陶瓷颗粒50份、聚苯胺3份、乙酸戊酯3份、苯扎溴铵3份、单巯基乙酸甘油酯3份。
一种多孔保温复合陶瓷材料的制备方法，具体步骤为：
(1)将碳化硅、石英粉、碳酸钠、麦饭石、氢氧化铝粉末及陶瓷颗粒混匀，随后放进炉中进行煅烧，煅烧温度为850℃，直至全部融化，随即进行降温处理，每隔5min降低10℃并不断使用氮气吹打，降低至20℃停止降温，制得混合粉末；
(2)在反应釜中，添加混合粉末、聚苯胺、乙酸戊酯、单巯基乙酸甘油酯，反应压强为0.7MPa，反应温度为45℃，反应时间不超过1h，反应结束后，自然晾干，制得固体粉末，待用；
(3)将苯扎溴铵加入到固体粉末中，接着加入纯水，不断搅拌，搅拌速度为1500r/min，搅拌温度为85℃，搅拌时间不超过30min，搅拌后将固体粉末过滤获得，真空冷冻干燥即得。
其中：具体步骤(3)中控制加入的固液比为1:10。
综上所述，将本发明实施例1-5制备及对比例1-3制备的复合陶瓷材料进行测试；本发明实施例1-5制备的复合陶瓷材料，密度为1.69-1.75g/cm3，蓄热系数大于1.82w/m3·k，抗压强度大于90MPa，抗拉伸强度大于32MPa；而对比例1-3制备的复合陶瓷材料，密度为1.84-2.01g/cm3，蓄热系数为1.42-1.65w/m3·k，抗压强度为53-68MPa，抗拉伸强度为18-24MPa。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种多孔保温复合陶瓷材料，其特征在于，以重量份计，由以下原料组成：碳化硅5-10份、石英粉10-20份、碳酸钠2-4份、麦饭石8-12份、氢氧化铝粉末8-10份、陶瓷颗粒40-60份、三聚氰胺5-10份、聚苯胺2-4份、乙酸戊酯2-4份、苯扎溴铵2-4份、单巯基乙酸甘油酯2-4份、木质素磺酸盐2-4份。
2.根据权利要求1所述的多孔保温复合陶瓷材料，其特征在于，以重量份计，由以下原料组成：碳化硅6-9份、石英粉13-18份、碳酸钠2-4份、麦饭石9-11份、氢氧化铝粉末8-10份、陶瓷颗粒43-54份、三聚氰胺6-8份、聚苯胺2-4份、乙酸戊酯2-4份、苯扎溴铵2-4份、单巯基乙酸甘油酯2-4份、木质素磺酸盐2-4份。
3.根据权利要求1所述的多孔保温复合陶瓷材料，其特征在于，以重量份计，由以下原料组成：碳化硅8份、石英粉15份、碳酸钠3份、麦饭石10份、氢氧化铝粉末9份、陶瓷颗粒50份、三聚氰胺7份、聚苯胺3份、乙酸戊酯3份、苯扎溴铵3份、单巯基乙酸甘油酯3份、木质素磺酸盐3份。
4.一种如权利要求1-3任一所述的多孔保温复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
(1)将碳化硅、石英粉、碳酸钠、麦饭石、氢氧化铝粉末及陶瓷颗粒混匀，随后放进炉中进行煅烧，煅烧温度为800-900℃，直至全部融化，随即进行降温处理，每隔5min降低10℃并不断使用氮气吹打，降低至20℃停止降温，制得混合粉末；
(2)在反应釜中，添加混合粉末、三聚氰胺、聚苯胺、乙酸戊酯、单巯基乙酸甘油酯，反应压强为0.5-0.8MPa，反应温度为40-50℃，反应时间不超过1h，反应结束后，自然晾干，制得固体粉末，待用；
(3)将苯扎溴铵和木质素磺酸盐加入到固体粉末中，接着加入纯水，不断搅拌，搅拌速度为1000-2000r/min，搅拌温度为80-90℃，搅拌时间不超过30min，搅拌后将固体粉末过滤获得，真空冷冻干燥即得。
5.根据权利要求4所述的多孔保温复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，具体步骤(1)中煅烧温度为850℃。
6.根据权利要求4所述的多孔保温复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，具体步骤(2)中反应压强为0.7MPa，反应温度为45℃。
7.根据权利要求4所述的多孔保温复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，具体步骤(3)中控制加入的固液比为1:15。
8.根据权利要求4所述的多孔保温复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，具体步骤(3)中搅拌速度为1500r/min，搅拌温度为85℃。
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