CN108752045A - 一种免烧结、自固化、高强度多孔陶瓷保护涂层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种免烧结、自固化、高强度多孔陶瓷保护涂层，所述免烧结、自固化、高强度多孔陶瓷保护涂层的制造材料包括无机颗粒、纤维素醚类粘结剂、稠度调节剂、无机粘接剂、纤维类、保湿缓凝剂、防腐剂和溶剂。本发明提到的保护涂层，其能提供耐酸、耐碱、耐高温、防水、致密、坚固、类似于蛋壳的多孔陶瓷结构体涂层，相比较在模具和挤出成型时控制，生产效率和合格率大大提高，适合于各种直径、高度、多种材质制备的多孔陶瓷载体，通过添加一定的缓凝剂和保湿剂保证现场施工流畅，暴露在空气中的胶体凝结时间＞30min，可操作时间长，室温下可完成自固化，减少了二次烧结能源消耗成本，固化收缩≤5%，提高产品合格率。

Description

一种免烧结、自固化、高强度多孔陶瓷保护涂层及其制备方法

技术领域

本发明涉及陶瓷技术领域，具体为一种免烧结、自固化、高强度多孔陶瓷保护涂层及其制备方法。

背景技术

1、多孔陶瓷因其有较多均匀的气孔，可以适用于各种介质的精密过滤与分离、热量蓄积与交换、化学催化及电解等。

2、作为汽车尾气催化、还原以及颗粒过滤用的多孔陶瓷载体可以由多种方法来准备，但无论何种制备方式，其孔道的垂直面的MOR强度普遍较低，较薄弱的点甚至会出现低于孔道面MOR值5%的情况。

3、也有相当一部分单位，尝试在多孔陶瓷挤制成型时改变模具构造产生侧壁保护层，但普遍存在后期定形时形变量大，而只停留在直径100mm左右及其以下的多孔陶瓷制作中。该方式增加了成型难度（例如：垂直度、圆整度、侧面完好程度在烧成后必须达到成品指标等）和材料成本费用（材料均化成本增加并且表面活性和润滑剂成分用量有所上升）。

4、也存在一部分单位，通过将制备陶瓷的原料做成泥浆刮在切削后的陶瓷侧面，二次烧制（1300℃）的方式来得到侧面保护层。该方法一方面需要消耗大量热能，另外一方面烧成收缩难控制（会有一定比例的不良品伴随产生）。

5、即使3、4所述的方法被成功实践，在多孔陶瓷后续贵金属浆液定压（20-30KPa）涂覆工程中，侧面存在一定的气孔和吸湿性，将会有一定几率出现侧面渗浆，为此，我们提出一种免烧结、自固化、高强度多孔陶瓷保护涂层及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种免烧结、自固化、高强度多孔陶瓷保护涂层及其制备方法，以解决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：一种免烧结、自固化、高强度多孔陶瓷保护涂层，所述免烧结、自固化、高强度多孔陶瓷保护涂层的制造材料包括无机颗粒、纤维素醚类粘结剂、稠度调节剂、无机粘接剂、纤维类、保湿缓凝剂、防腐剂和溶剂，所述无机颗粒为氧化铝、堇青石、碳化硅、钛酸铝、二氧化硅中的一种或几种混合物，所述纤维素醚类粘结剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或几种混合物，所述稠度调节剂为羟烷基淀粉醚、羧甲基淀粉醚、阳离子淀粉醚中的一种或几种混合物，所述无机粘接剂为纳米级二氧化硅溶液或纳米级氧化铝溶液，所述纤维类为PVA纤维、高氧化铝纤维、二氧化硅纤维、玻璃纤维中的一种或几种混合物，所述保湿缓凝剂为聚硅氧烷聚合物、聚乙二醇中的一种或几种混合物，所述防腐剂为山梨酸、卡松、苯酚中的一种或几种混合物，所述溶剂为去离子水、乙醇中的一种或几种混合物。

一种免烧结、自固化、高强度多孔陶瓷保护涂层的制备方法，所述一种免烧结、自固化、高强度多孔陶瓷保护涂层的制备方法包括以下步骤：

（1）将干燥粉末组分无机颗粒、纤维素醚类粘结剂、稠度调节剂、纤维类和防腐剂研磨形成干燥粉末混合物，然后向该混合物中投入溶剂、无机粘结剂和保湿缓凝剂中，该混合物充分混合形成膏状体，然后直接涂到多孔陶瓷的外部；

（2）其中无机颗粒经研磨过筛后d50=20到40微米，并且在步骤（1）膏体制备后加入无机颗粒；

（3）将步骤（2）制得的涂层涂覆在陶瓷侧面，厚度设置为0.5-1mm，自然干燥72h后，再经120℃热风干燥30min，依据GB/T6739-1996测得两组涂层硬度均大于6H；

（4）将涂层块置于PH＜2的溶液中浸湿后，取出以高压“风刀”吹扫多余水渍，依据GB/T6739-1996测得EX.B涂层硬度大于6H；EX.A涂层硬度为2-3H；

（5）将吹干后的样块置于600℃炉体中煅烧2-6h，依据GB/T6739-1996测得EX.B涂层硬度为6H；EX.A涂层硬度6H，且两组表面平滑、均匀、无裂纹。

本发明提到的保护涂层，其能提供耐酸、耐碱、耐高温、防水、致密、坚固、类似于蛋壳的多孔陶瓷结构体涂层，相比较在模具和挤出成型时控制，生产效率和合格率大大提高，适合于各种直径、高度、多种材质制备的多孔陶瓷载体，通过添加一定的缓凝剂和保湿剂保证现场施工流畅，暴露在空气中的胶体凝结时间＞30min，可操作时间长，室温下可完成自固化，减少了二次烧结能源消耗成本，固化收缩≤5%，提高产品合格率。

具体实施方式

对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

一种免烧结、自固化、高强度多孔陶瓷保护涂层，所述免烧结、自固化、高强度多孔陶瓷保护涂层的制造材料包括无机颗粒、纤维素醚类粘结剂、稠度调节剂、无机粘接剂、纤维类、保湿缓凝剂、防腐剂和溶剂，所述无机颗粒为氧化铝、堇青石、碳化硅、钛酸铝、二氧化硅中的一种或几种混合物，所述纤维素醚类粘结剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或几种混合物，所述稠度调节剂为羟烷基淀粉醚、羧甲基淀粉醚、阳离子淀粉醚中的一种或几种混合物，所述无机粘接剂为纳米级二氧化硅溶液或纳米级氧化铝溶液，所述纤维类为PVA纤维、高氧化铝纤维、二氧化硅纤维、玻璃纤维中的一种或几种混合物，所述保湿缓凝剂为聚硅氧烷聚合物、聚乙二醇中的一种或几种混合物，所述防腐剂为山梨酸、卡松、苯酚中的一种或几种混合物，所述溶剂为去离子水、乙醇中的一种或几种混合物。

一种免烧结、自固化、高强度多孔陶瓷保护涂层的制备方法，所述一种免烧结、自固化、高强度多孔陶瓷保护涂层的制备方法包括以下步骤：

（1）将干燥粉末组分无机颗粒、纤维素醚类粘结剂、稠度调节剂、纤维类和防腐剂研磨形成干燥粉末混合物，然后向该混合物中投入溶剂、无机粘结剂和保湿缓凝剂中，该混合物充分混合形成膏状体，然后直接涂到多孔陶瓷的外部；

（2）其中无机颗粒经研磨过筛后d50=20到40微米，并且在步骤（1）膏体制备后加入无机颗粒；

（3）将步骤（2）制得的涂层涂覆在陶瓷侧面，厚度设置为0.5-1mm，自然干燥72h后，再经120℃热风干燥30min，依据GB/T6739-1996测得两组涂层硬度均大于6H；

（4）将涂层块置于PH＜2的溶液中浸湿后，取出以高压“风刀”吹扫多余水渍，依据GB/T6739-1996测得EX.B涂层硬度大于6H；EX.A涂层硬度为2-3H；

（5）将吹干后的样块置于600℃炉体中煅烧2-6h，依据GB/T6739-1996测得EX.B涂层硬度为6H；EX.A涂层硬度6H，且两组表面平滑、均匀、无裂纹。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种免烧结、自固化、高强度多孔陶瓷保护涂层，其特征在于：所述免烧结、自固化、高强度多孔陶瓷保护涂层的制造材料包括无机颗粒、纤维素醚类粘结剂、稠度调节剂、无机粘接剂、纤维类、保湿缓凝剂、防腐剂和溶剂，所述无机颗粒为氧化铝、堇青石、碳化硅、钛酸铝、二氧化硅中的一种或几种混合物，所述纤维素醚类粘结剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或几种混合物，所述稠度调节剂为羟烷基淀粉醚、羧甲基淀粉醚、阳离子淀粉醚中的一种或几种混合物，所述无机粘接剂为纳米级二氧化硅溶液或纳米级氧化铝溶液，所述纤维类为PVA纤维、高氧化铝纤维、二氧化硅纤维、玻璃纤维中的一种或几种混合物，所述保湿缓凝剂为聚硅氧烷聚合物、聚乙二醇中的一种或几种混合物，所述防腐剂为山梨酸、卡松、苯酚中的一种或几种混合物，所述溶剂为去离子水、乙醇中的一种或几种混合物。

2.一种免烧结、自固化、高强度多孔陶瓷保护涂层的制备方法，其特征在于：所述一种免烧结、自固化、高强度多孔陶瓷保护涂层的制备方法包括以下步骤：

（1）将干燥粉末组分无机颗粒、纤维素醚类粘结剂、稠度调节剂、纤维类和防腐剂研磨形成干燥粉末混合物，然后向该混合物中投入溶剂、无机粘结剂和保湿缓凝剂中，该混合物充分混合形成膏状体，然后直接涂到多孔陶瓷的外部；

（2）其中无机颗粒经研磨过筛后d50=20到40微米，并且在步骤（1）膏体制备后加入无机颗粒；

（3）将步骤（2）制得的涂层涂覆在陶瓷侧面，厚度设置为0.5-1mm，自然干燥72h后，再经120℃热风干燥30min，依据GB/T6739-1996测得两组涂层硬度均大于6H；

（4）将涂层块置于PH＜2的溶液中浸湿后，取出以高压“风刀”吹扫多余水渍，依据GB/T6739-1996测得EX.B涂层硬度大于6H；EX.A涂层硬度为2-3H；

（5）将吹干后的样块置于600℃炉体中煅烧2-6h，依据GB/T6739-1996测得EX.B涂层硬度为6H；EX.A涂层硬度6H，且两组表面平滑、均匀、无裂纹。