CN114436633A - 一种无机多孔纳米陶瓷材料的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无机多孔纳米陶瓷材料的生产方法，原料包括如下质量份的硅藻土20‑40；氧化镁10‑20；氧化锰5‑10；氧化锂10‑20；锗石粉10‑15；麦饭石粉10‑15；砭石粉5‑10；分散剂0.1‑0.5；消泡剂0.05‑0.1；防结团剂0.1‑0.5；所述分散剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙二醇中的一种或几种；所述消泡剂为：磷酸三丁酯、聚硅氧烷、有机硅中的一种或几种；所述防结团剂为铝酸酯、钛酸酯、硅铝酸酯中的一种或几种。本发明材料能释放负氧离子，清新空气；释放红外线及远红外线；添加到饮用水中能增加水的活性；可吸附水中的重金属离子；空调行业可用于消臭、抑菌。
Description
技术领域
本发明涉及过滤材料领域，具体涉及一种无机多孔纳米陶瓷材料的生产方法。
背景技术
随着经济发展，汽车增多，人们在享受舒适便利的同时，能源紧缺、环境污染等问题也日益突出。尤其在全球能源短缺的形势下，燃油变得愈来愈紧张，如何降低汽车油耗，减少运行成本，提高经济效益，成为非常关心的焦点问题。为了节油，人们想了很多办法，如经常清理车内物品的负重；定期保养空气滤清器、汽油滤清器、机油滤清器等，以使汽油燃烧更充分，提高燃油率；保持中速行驶及长时间停车熄火等等减少燃油浪费。目前市场上出现了一些节油卡、燃油宝等，据对这种节油卡、燃油宝的测试，节油效果不理想，只有5％左右。市场急需一种材料，能够过滤空气，提供活性离子，提升氧气含量，大幅提高燃油燃烧效率。
发明内容
本发明的目的是克服现有缺陷，提供一种使汽油燃烧更充分，提高燃油率，对空气进行活化，提供负离子的一种微孔过滤材料。
本发明采用的技术方案为：
一种无机多孔纳米陶瓷材料的生产方法，其特征在于采用以下质量份数的成份：
硅藻土 20-40；
氧化镁 10-20；
氧化锰 5-10；
氧化锂 10-20；
锗石粉 10-15；
麦饭石粉 10-15；
砭石粉 5-10；
分散剂 0.1-0.5；
消泡剂 0.05-0.1；
防结团剂 0.1-0.5；
所述分散剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙二醇中的一种或几种；
所述消泡剂为：磷酸三丁酯、聚硅氧烷、有机硅中的一种或几种；
所述防结团剂为铝酸酯、钛酸酯、硅铝酸酯中的一种或几种；生产过程包括以下步骤：
①将硅藻土、氧化镁、氧化锰、氧化锂、锗石粉、麦饭石粉、砭石粉按配比称量好后依次加入盛有1%PVA水溶液中，加入分散剂、消泡剂和防结团剂，高速搅拌使粉体与水溶液充分混合成可流动的浆料；
②将浆料加入串联的砂磨机进行砂磨，循环砂磨2-3小时测试粉体粒径达到1-2µm时停止砂磨，加入1%PVA水溶液调整浆料粘度在50-150泊时放入料仓进行喷雾干燥造粒；
③喷雾造粒后的粉体经过80-100MPa压力模压成料肧；
④将成型好的料肧置入1300-1550℃的隧道烧结炉恒温烧结1.5-3小时后自然冷却；
⑤烧结出的料块破碎加入防结团剂经球磨机球磨至0.5-2µm。
进一步优化的方案为：
一种无机多孔纳米陶瓷材料的生产方法，其特征在于采用以下质量份数的成份：
硅藻土 25-30；
氧化镁 12-15；
氧化锰 5-8；
氧化锂 10-15；
锗石粉 12-15；
麦饭石粉 10-12；
砭石粉 8-10；
分散剂 0.5；
消泡剂 0.1；
防结团剂 0.5；
所述分散剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙二醇中的一种或几种;
所述消泡剂为：磷酸三丁酯、聚硅氧烷、有机硅中的一种或几种;
所述防结团剂为铝酸酯、钛酸酯、硅铝酸酯中的一种或几种；生产过程包括以下步骤：
①将硅藻土、氧化镁、氧化锰、氧化锂、锗石粉、麦饭石粉、砭石粉按配比称量好后依次加入盛有1%PVA水溶液中，加入分散剂、消泡剂和防结团剂，高速搅拌使粉体与水溶液充分混合成可流动的浆料；
②将浆料加入串联的砂磨机进行砂磨，循环砂磨2-3小时测试粉体粒径达到1-2µm时停止砂磨，加入1%PVA水溶液调整浆料粘度在50-150泊时放入料仓进行喷雾干燥造粒；
③喷雾造粒后的粉体经过80-100MPa压力模压成料肧；
④将成型好的料肧置入1300-1550℃的隧道烧结炉恒温烧结1.5-3小时后自然冷却；
⑤烧结出的料块破碎加入防结团剂经球磨机球磨至0.5-2µm。
一种无机多孔纳米陶瓷材料的生产方法，其特征在于采用以下质量份数的成份：
硅藻土 20-30；
氧化镁 12-15；
氧化锰 5-8；
氧化锂 10-15；
锗石粉 12-15；
麦饭石粉 10-12；
砭石粉 8-10；
分散剂 0.5；
消泡剂 0.1；
防结团剂 0.5；
所述分散剂为聚乙二醇；
所述消泡剂为聚硅氧烷；
所述防结团剂为钛酸酯0.3份、硅铝酸酯0.2份。
这种材料的配合，生产出的多孔纳米陶瓷材料，负氧离子释放量高，材料孔隙均匀，孔径均匀性高。
一种无机多孔纳米陶瓷材料的生产方法，其特征在于采用以下质量份数的成份：
硅藻土 20-30；
氧化镁 12-15；
氧化锰 5-8；
氧化锂 10-15；
锗石粉 12-15；
麦饭石粉 10-12；
砭石粉 8-10；
分散剂 0.5；
消泡剂 0.1；
防结团剂 0.5；
所述分散剂为聚乙二醇；
所述消泡剂为聚硅氧烷；
所述防结团剂为钛酸酯0.3份、硅铝酸酯0.2份。
生产过程包括以下步骤：
①将硅藻土、氧化镁、氧化锰、氧化锂、锗石粉、麦饭石粉、砭石粉按配比称量好后依次加入盛有1%PVA水溶液中，加入分散剂、消泡剂和防结团剂，高速搅拌使粉体与水溶液充分混合成可流动的浆料；
②将浆料加入串联的砂磨机进行砂磨，循环砂磨2-3小时测试粉体粒径达到1.2µm时停止砂磨，加入1%PVA水溶液调整浆料粘度在120泊时放入料仓进行喷雾干燥造粒；
③喷雾造粒后的粉体经过80MPa压力模压成料肧；
④将成型好的料肧置入1430℃的隧道烧结炉恒温烧结2.5小时后自然冷却；
⑤烧结出的料块破碎加入防结团剂经球磨机球磨至0.5µm。
这种材料和工艺的配合，生产出的多孔纳米陶瓷材料孔隙均匀、孔径一直，负氧离子释放量高；生产工艺可控性强，由于材料孔隙均匀，烧结出的料块球磨时效率高，能耗低。
工作原理：
无机多孔纳米陶瓷材料为多晶结构和微孔结构的矿物质及各种氧化物材料，经高温烧结而成陶瓷材料，再经破碎研磨而成亚纳米材料。该陶瓷粉体材料具有超强的电磁性，同时发出红外及远红外线，具有百万V/m的高磁场。当空气经过本发明过滤材料时，会产生大量的活性物质，具体包括氧化能力很强的自由基（OH-，HO2 -）、原子氧（O-）和臭氧（O3）等，而臭氧具有强氧化剂之称，当温度高于200℃时臭氧立即分解为氧气和氧原子，这种新生态的氧原子除具有极强的氧化能力外，还是诱发燃油进行链式反应的活化中心，充当了加速燃油燃烧反应的催化剂。一方面是臭氧分子冲击燃油分子产生燃油离子，使燃油离子化学反应更易进行；另一方面臭氧分解出的鲜活氧原子冲击燃油分子的碳氢键，从而使环状结构的芳香烃氧化成直链，使直链烃从双键部位断开变成更易分解的小分子烃，致使燃烧反应更加容易进行，达到提升功率节油的目的。同时，大量的自由基等活性基团也会促进内燃机的燃烧效率，同时使内燃机燃烧过程产生的有害物质被反应，由于活性基团及臭氧使内燃机进气空气具有强氧化性，燃烧反应过程中生成的CO和HC气体被及时氧化，达到减排的目的。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
将各种自然界存在的氧化物通过高温烧结成微孔陶瓷，并通过烧结工艺改变陶瓷材料的晶格结构。每个晶格具有 0.06MA电势差，具有生物电效应，可释放大量电子，可激活空气中的氧分子变成氧离子同时增加了氧气含量，这些含氧量高的气体通过汽车空气滤清器进入汽车发动机，提供给汽车发动机更充分的氧气，使油燃烧更充分，提高燃油率；可分解空气中的水产生大量的H+，H+H+形成H2新的可燃物，通过汽车空气滤清器向汽车发动机提供大量的可燃气体H2，动力强劲；陶瓷材料具有势能差的能量，通过分子相互碰撞或电子的迁移，使得这种固体节油材料的热传导作用力更强。加剧油、汽运动，降低燃油分子间的作用力，使燃油分子链变短，从 300nm大分子转成3nm以下的小分子团。油分子比表面积大大提高，从而更好的雾化，负氧离子与燃油分子结合更充分，燃烧效能更高，达到节油减排的效果。
具体实施方式
实施例一：采用以下质量份数的成份：每份500克；
硅藻土 20；
氧化镁 20；
氧化锰 10；
氧化锂 20；
锗石粉 10；
麦饭石粉 15；
砭石粉 5；
分散剂 0.1；
消泡剂 0.1；
防结团剂 0.3；
所述分散剂为聚丙烯酸钠0.1；
所述消泡剂为：磷酸三丁酯0.05、聚硅氧烷0.05；
所述防结团剂为铝酸酯0.3。
加工方法为：
①将硅藻土、氧化镁、氧化锰、氧化锂、锗石粉、麦饭石粉、砭石粉按配比称量好后依次加入盛有1%PVA水溶液中，加入分散剂、消泡剂和防结团剂，高速搅拌使粉体与水溶液充分混合成可流动的浆料。
②将浆料加入串联的砂磨机进行砂磨，循环砂磨2小时测试粉体粒径达到2µm时停止砂磨，加入1%PVA水溶液调整浆料粘度在100泊时放入料仓进行喷雾干燥造粒。
③喷雾造粒后的粉体经过80MPa压力模压成料肧。
④将成型好的料肧置入1300℃的隧道烧结炉恒温烧结3小时后自然冷却。
⑤烧结出的料块破碎加入防结团剂经球磨机球磨至直径0.5µm。
实施例二：原料采用以下质量份数：每份500克；
硅藻土 40；
氧化镁 10；
氧化锰 5；
氧化锂 10；
锗石粉 15；
麦饭石粉 10；
砭石粉 10；
分散剂 0.2；
消泡剂 0.05；
防结团剂 0.5；
所述分散剂为聚丙烯酰胺0.1、聚乙二醇0.1；
所述消泡剂为：磷酸三丁酯0.01、聚硅氧烷0.02、有机硅0.02；
所述防结团剂为铝酸酯0.1、钛酸酯0.1、硅铝酸酯0.3。
加工方法为：
①将硅藻土、氧化镁、氧化锰、氧化锂、锗石粉、麦饭石粉、砭石粉按配比称量好后依次加入盛有1%PVA水溶液中，加入分散剂、消泡剂和防结团剂，高速搅拌使粉体与水溶液充分混合成可流动的浆料。
②将浆料加入串联的砂磨机进行砂磨，循环砂磨3小时测试粉体粒径达到1µm时停止砂磨，加入1%PVA水溶液调整浆料粘度在50泊时放入料仓进行喷雾干燥造粒。
③喷雾造粒后的粉体经过100MPa压力模压成料肧。
④将成型好的料肧置入1400℃的隧道烧结炉恒温烧结2小时后自然冷却。
⑤烧结出的料块破碎加入防结团剂经球磨机球磨至直径2µm。
实施例三：原料采用以下质量份数：每份500克；
硅藻土 35；
氧化镁 12；
氧化锰 8；
氧化锂 12；
锗石粉 12；
麦饭石粉 14；
砭石粉 7；
分散剂 0.5；
消泡剂 0.08；
防结团剂 0.1；
所述分散剂为聚丙烯酰胺0.5；
所述消泡剂为聚硅氧烷0.08；
所述防结团剂为铝酸酯0.1。
加工方法为：
①将硅藻土、氧化镁、氧化锰、氧化锂、锗石粉、麦饭石粉、砭石粉按配比称量好后依次加入盛有1%PVA水溶液中，加入分散剂、消泡剂和防结团剂，高速搅拌使粉体与水溶液充分混合成可流动的浆料。
②将浆料加入串联的砂磨机进行砂磨，循环砂磨2.5小时测试粉体粒径达到1.5µm时停止砂磨，加入1%PVA水溶液调整浆料粘度在150泊时放入料仓进行喷雾干燥造粒。
③喷雾造粒后的粉体经过90MPa压力模压成料肧。
④将成型好的料肧置入1550℃的隧道烧结炉恒温烧结2小时后自然冷却。
⑤烧结出的料块破碎加入防结团剂经球磨机球磨至直径1.2µm。
实施例四：原料采用以下质量份数：每份500克；
硅藻土 25；
氧化镁 12；
氧化锰 5；
氧化锂 10；
锗石粉 12；
麦饭石粉 10；
砭石粉 8；
分散剂 0.5；
消泡剂 0.1；
防结团剂 0.5；
所述分散剂为聚乙二醇0.5；
所述消泡剂为：聚硅氧烷0.1；
所述防结团剂为钛酸酯0.3、硅铝酸酯0.2。
加工方法为：
①将硅藻土、氧化镁、氧化锰、氧化锂、锗石粉、麦饭石粉、砭石粉按配比称量好后依次加入盛有1%PVA水溶液中，加入分散剂、消泡剂和防结团剂，高速搅拌使粉体与水溶液充分混合成可流动的浆料。
②将浆料加入串联的砂磨机进行砂磨，循环砂磨2.5小时测试粉体粒径达到1.5µm时停止砂磨，加入1%PVA水溶液调整浆料粘度在150泊时放入料仓进行喷雾干燥造粒。
③喷雾造粒后的粉体经过90MPa压力模压成料肧。
④将成型好的料肧置入1550℃的隧道烧结炉恒温烧结2小时后自然冷却。
⑤烧结出的料块破碎加入防结团剂经球磨机球磨至直径1.2µm。
实施例五：原料采用以下质量份数：每份500克；
硅藻土 30；
氧化镁 15；
氧化锰 8；
氧化锂 15；
锗石粉 15；
麦饭石粉 12；
砭石粉 10；
分散剂 0.5；
消泡剂 0.1；
防结团剂 0.5；
所述分散剂为聚乙二醇0.5；
所述消泡剂为：聚硅氧烷0.1；
所述防结团剂为钛酸酯0.3、硅铝酸酯0.2。
加工方法为：
①将硅藻土、氧化镁、氧化锰、氧化锂、锗石粉、麦饭石粉、砭石粉按配比称量好后依次加入盛有1%PVA水溶液中，加入分散剂、消泡剂和防结团剂，高速搅拌使粉体与水溶液充分混合成可流动的浆料。
②将浆料加入串联的砂磨机进行砂磨，循环砂磨2.5小时测试粉体粒径达到1.5µm时停止砂磨，加入1%PVA水溶液调整浆料粘度在150泊时放入料仓进行喷雾干燥造粒。
③喷雾造粒后的粉体经过90MPa压力模压成料肧。
④将成型好的料肧置入1550℃的隧道烧结炉恒温烧结2小时后自然冷却。
⑤烧结出的料块破碎加入防结团剂经球磨机球磨至直径1.2µm。
实施例六：原料采用以下质量份数：每份500克；
硅藻土 28；
氧化镁 14；
氧化锰 6；
氧化锂 12；
锗石粉 14；
麦饭石粉 11；
砭石粉 9；
分散剂 0.5；
消泡剂 0.1；
防结团剂 0.5；
所述分散剂为聚乙二醇0.5；
所述消泡剂为：聚硅氧烷0.1；
所述防结团剂为钛酸酯0.3、硅铝酸酯0.2。
加工方法为：
①将硅藻土、氧化镁、氧化锰、氧化锂、锗石粉、麦饭石粉、砭石粉按配比称量好后依次加入盛有1%PVA水溶液中，加入分散剂、消泡剂和防结团剂，高速搅拌使粉体与水溶液充分混合成可流动的浆料。
②将浆料加入串联的砂磨机进行砂磨，循环砂磨3小时测试粉体粒径达到1.2µm时停止砂磨，加入1%PVA水溶液调整浆料粘度在120泊时放入料仓进行喷雾干燥造粒。
③喷雾造粒后的粉体经过80MPa压力模压成料肧。
④将成型好的料肧置入1430℃的隧道烧结炉恒温烧结2.5小时后自然冷却。
⑤烧结出的料块破碎加入防结团剂经球磨机球磨至直径0.5µm。
本发明材料能释放负氧离子，清新空气；释放红外线及远红外线；添加到饮用水中能增加水的活性；可吸附水中的重金属离子；空调行业可用于消臭、抑菌。
本发明产品经实验检测：在汽车空气过滤网中增加本发明材料，汽车行驶时有明显的节油增效、减少尾气排放的效果，节油率达到25％-35％，CO排放下降60％-66％，烟度排放下降 50％-58％。主要材料为多孔纳米陶瓷材料与塑料、橡胶复合，安全无毒，无污染，抗老化性好，可持续使用，具有良好的持久耐用性和广泛的适用性。
Claims (4)
1.一种无机多孔纳米陶瓷材料的生产方法，其特征在于采用以下质量份数的成份：
硅藻土 20-40；
氧化镁 10-20；
氧化锰 5-10；
氧化锂 10-20；
锗石粉 10-15；
麦饭石粉 10-15；
砭石粉 5-10；
分散剂 0.1-0.5；
消泡剂 0.05-0.1；
防结团剂 0.1-0.5；
所述分散剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙二醇中的一种或几种；
所述消泡剂为：磷酸三丁酯、聚硅氧烷、有机硅中的一种或几种；
所述防结团剂为铝酸酯、钛酸酯、硅铝酸酯中的一种或几种；生产过程包括以下步骤：
⑴将硅藻土、氧化镁、氧化锰、氧化锂、锗石粉、 麦饭石粉、砭石粉按配比称量好后依次加入盛有1%PVA水溶液中，加入分散剂、消泡剂和防结团剂，高速搅拌使粉体与水溶液充分混合成可流动的浆料；
⑵将浆料加入串联的砂磨机进行砂磨，循环砂磨2-3小时测试粉体粒径达到1-2µm时停止砂磨，加入1%PVA水溶液调整浆料粘度在50-150泊时放入料仓进行喷雾干燥造粒；
⑶喷雾造粒后的粉体经过80-100MPa压力模压成料肧；
⑷将成型好的料肧置入1300-1550℃的隧道烧结炉恒温烧结1.5-3小时后自然冷却；
⑸烧结出的料块破碎加入防结团剂经球磨机球磨至0.5-2µm。
2.根据权利要求1所述的一种无机多孔纳米陶瓷材料的生产方法，其特征在于采用以下质量份数的成份：
硅藻土 20-30；
氧化镁 12-15；
氧化锰 5-8；
氧化锂 10-15；
锗石粉 12-15；
麦饭石粉 10-12；
砭石粉 8-10；
分散剂 0.5；
消泡剂 0.1；
防结团剂 0.5；
所述分散剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙二醇中的一种或几种；
所述消泡剂为：磷酸三丁酯、聚硅氧烷、有机硅中的一种或几种；
所述防结团剂为铝酸酯、钛酸酯、硅铝酸酯中的一种或几种；生产过程包括以下步骤：
⑴将硅藻土、氧化镁、氧化锰、氧化锂、锗石粉、 麦饭石粉、砭石粉按配比称量好后依次加入盛有1%PVA水溶液中，加入分散剂、消泡剂和防结团剂，高速搅拌使粉体与水溶液充分混合成可流动的浆料；
⑵将浆料加入串联的砂磨机进行砂磨，循环砂磨2-3小时测试粉体粒径达到1-2µm时停止砂磨，加入1%PVA水溶液调整浆料粘度在50-150泊时放入料仓进行喷雾干燥造粒；
⑶喷雾造粒后的粉体经过80-100MPa压力模压成料肧；
⑷将成型好的料肧置入1300-1550℃的隧道烧结炉恒温烧结1.5-3小时后自然冷却；
⑸烧结出的料块破碎加入防结团剂经球磨机球磨至0.5-2µm。
3.根据权利要求2所述的一种无机多孔纳米陶瓷材料的生产方法，其特征在于采用以下质量份数的成份：
硅藻土 20-30；
氧化镁 12-15；
氧化锰 5-8；
氧化锂 10-15；
锗石粉 12-15；
麦饭石粉 10-12；
砭石粉 8-10；
分散剂 0.5；
消泡剂 0.1；
防结团剂 0.5；
所述分散剂为聚乙二醇；
所述消泡剂为聚硅氧烷；
所述防结团剂为钛酸酯0.3份、硅铝酸酯0.2份。
4.根据权利要求3所述的一种无机多孔纳米陶瓷材料的生产方法，其特征在于：
生产过程包括以下步骤：
⑴将硅藻土、氧化镁、氧化锰、氧化锂、锗石粉、 麦饭石粉、砭石粉按配比称量好后依次加入盛有1%PVA水溶液中，加入分散剂、消泡剂和防结团剂，高速搅拌使粉体与水溶液充分混合成可流动的浆料；
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220506 |
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