CN108727057A - 一种用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂及其制备方法，原料包括木薯淀粉、玉米秸秆粉、六偏磷酸钠、环氧氯丙烷、N‑磷酰基‑N‑甲基咪唑、盐酸溶液；制备方法包括：将木薯淀粉加入到盐酸溶液中，将溶液温度升高至70‑80℃，搅拌反应50‑60分钟，得到溶液A；将溶液A的温度降低至45‑55℃，加入玉米秸秆粉、六偏磷酸钠、环氧氯丙烷，保持温度搅拌反应3‑4小时，再加入N‑磷酰基‑N‑甲基咪唑保持温度搅拌反应2.5‑3小时，真空干燥、粉碎得到用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂。本发明提供的用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂主要应用于蜂窝状碳化硅陶瓷载体的制备，造孔效果理想，制备方法简单。

Description

一种用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及蜂窝陶瓷载体制备领域，尤其涉及一种用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂及其制备方法。
背景技术
蜂窝陶瓷与一般陶瓷相比，具有比表面积大、低热膨胀性、耐热冲击、耐腐蚀等特性。其材质目前主要有堇青石，钛酸铝，莫来石，刚玉及复合型等。碳化硅陶瓷不仅具备多孔陶瓷的优良性能，还具有好的传热性及热稳定性、高强度、抗氧化和耐高温性等物化性能，蜂窝状碳化硅陶瓷载体可以应用在高温气体净化器、柴油机排放的固体颗粒过滤器、汽车尾气的催化剂载体等领域，在现代工业具有广阔的应用前景。
蜂窝陶瓷大多采用有机物造孔或原位反应来造孔或发泡造孔，需加入大量的有机物为造孔剂，但许多造孔剂无法兼顾造孔与致密的关系，往往导致气孔率较高，但显气孔率即连通气孔的比例不高，且气孔率高的时候强度太低，无法满足应用对强度的要求。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂及其制备方法。
本发明提供了一种用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂，其原料按重量份包括：木薯淀粉28-30份、玉米秸秆粉3-5份、六偏磷酸钠0.3-0.5份、环氧氯丙烷1-2份、N-磷酰基-N-甲基咪唑0.5-0.7份、质量分数为2%-3%的盐酸溶液30-35份。
优选地，玉米秸秆粉的粒度为80-120目。
本发明还提供了该种用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将木薯淀粉加入到质量分数为2%-3%的盐酸溶液中，将溶液温度升高至70-80℃，搅拌反应50-60分钟，得到溶液A；
步骤二、将步骤一中得到的溶液A的温度降低至45-55℃，加入玉米秸秆粉、六偏磷酸钠、环氧氯丙烷，保持温度搅拌反应3-4小时，再加入N-磷酰基-N-甲基咪唑保持温度搅拌反应2.5-3小时，真空干燥、粉碎得到用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂。
优选地，步骤一中溶液温度升高的速度为8-10℃/min。
优选地，步骤二中溶液A温度降低的降温速度为5-7℃/min。
优选地，步骤二中真空干燥的温度为50-60℃。
优选地，步骤二中真空干燥至含水量为8%-10%。
优选地，步骤二中粉碎后过60-80目筛。
本发明提供的用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂主要应用于蜂窝状碳化硅陶瓷载体的制备，造孔效果理想，可以生产出显气孔率高、机械强度高的碳化硅多孔陶瓷，得到的蜂窝陶瓷载体机械强度可以达到60MPa以上。
本发明提供的用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂的制备方法简单，用于制备蜂窝陶瓷载体时添加量较少，与使用淀粉为造孔剂相比，使用本发明提供的造孔剂可以减少造孔剂用量的45%-55%。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提供了一种用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂，其原料按重量份包括：木薯淀粉29.3份、105目玉米秸秆粉3.7份、六偏磷酸钠0.32份、环氧氯丙烷1.8份、N-磷酰基-N-甲基咪唑0.57份、质量分数为2.6%的盐酸溶液34.7份。
实施例2
本发明提供了一种用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂，其原料按重量份包括：木薯淀粉29.8份、110目玉米秸秆粉4.6份、六偏磷酸钠0.36份、环氧氯丙烷1.2份、N-磷酰基-N-甲基咪唑0.64份、质量分数为2.1%的盐酸溶液33.3份。
实施例3
本发明提供了一种用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂，其原料按重量份包括：木薯淀粉28.4份、90目玉米秸秆粉4.2份、六偏磷酸钠0.43份、环氧氯丙烷1.4份、N-磷酰基-N-甲基咪唑0.68份、质量分数为2.9%的盐酸溶液30.2份。
实施例4
本发明提供了一种用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂，其原料按重量份包括：木薯淀粉28.7份、85目玉米秸秆粉3.3份、六偏磷酸钠0.48份、环氧氯丙烷1.6份、N-磷酰基-N-甲基咪唑0.53份、质量分数为2.4%的盐酸溶液32.1份。
实施例5
本发明公开了一种用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将木薯淀粉加入到盐酸溶液中，将溶液温度以9.8℃/min的速度升高至72℃，搅拌反应53分钟，得到溶液A；
步骤二、将步骤一中得到的溶液A的温度以5.4℃/min的速度降低至53℃，加入玉米秸秆粉、六偏磷酸钠、环氧氯丙烷，保持温度搅拌反应3.7小时，再加入N-磷酰基-N-甲基咪唑保持温度搅拌反应2.6小时，在54℃真空干燥至含水量为8.3%，粉碎过65目筛，得到用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂。
实施例6
本发明公开了一种用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将木薯淀粉加入到盐酸溶液中，将溶液温度以8.3℃/min的速度升高至76℃，搅拌反应58分钟，得到溶液A；
步骤二、将步骤一中得到的溶液A的温度以6.4℃/min的速度降低至46℃，加入玉米秸秆粉、六偏磷酸钠、环氧氯丙烷，保持温度搅拌反应3.2小时，再加入N-磷酰基-N-甲基咪唑保持温度搅拌反应2.8小时，在54℃真空干燥至含水量为9.1%，粉碎过75目筛，得到用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂。
实施例7
本发明公开了一种用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将木薯淀粉加入到盐酸溶液中，将溶液温度以9.2℃/min的速度升高至78℃，搅拌反应56分钟，得到溶液A；
步骤二、将步骤一中得到的溶液A的温度以6.8℃/min的速度降低至50℃，加入玉米秸秆粉、六偏磷酸钠、环氧氯丙烷，保持温度搅拌反应3.4小时，再加入N-磷酰基-N-甲基咪唑保持温度搅拌反应2.7小时，在56℃真空干燥至含水量为9.5%，粉碎过70目筛，得到用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂，其特征在于，其原料按重量份包括：木薯淀粉28-30份、玉米秸秆粉3-5份、六偏磷酸钠0.3-0.5份、环氧氯丙烷1-2份、N-磷酰基-N-甲基咪唑0.5-0.7份、质量分数为2%-3%的盐酸溶液30-35份。
2.根据权利要求1所述的一种用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂，其特征在于，所述玉米秸秆粉的粒度为80-120目。
3.一种用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将木薯淀粉加入到质量分数为2%-3%的盐酸溶液中，将溶液温度升高至70-80℃，搅拌反应50-60分钟，得到溶液A；
步骤二、将步骤一中得到的溶液A的温度降低至45-55℃，加入玉米秸秆粉、六偏磷酸钠、环氧氯丙烷，保持温度搅拌反应3-4小时，再加入N-磷酰基-N-甲基咪唑保持温度搅拌反应2.5-3小时，真空干燥、粉碎得到用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂。
4.根据权利要求3所述的一种用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中溶液温度升高的速度为8-10℃/min。
5.根据权利要求3所述的一种用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂的制备方法，其特征在于，所述步骤二中溶液A温度降低的降温速度为5-7℃/min。
6.根据权利要求3所述的一种用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂的制备方法，其特征在于，所述步骤二中真空干燥的温度为50-60℃。
7.根据权利要求3所述的一种用于制备蜂窝陶瓷载体的造孔剂的制备方法，其特征在于，所述步骤二中真空干燥至含水量为8%-10%。
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