CN115215662A - 无压烧结碳化硅造粒粉的原料配方、制备方法及废料回收制粉工艺 - Google Patents

无压烧结碳化硅造粒粉的原料配方、制备方法及废料回收制粉工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无压烧结碳化硅造粒粉的原料配方、制备方法及废料回收制粉工艺,针对于现有配方进行改进，去除配方的酚醛树脂，改用可重复利用的粘结剂，用其它碳源代替酚醛树脂裂解的有机碳，很好的解决重复利用的问题和环保的问题，实现报废生坯料和废粉100%回收，在成型工序中，回收料的生坯强度提高了30‑50%，在烧结过程中，产品的密度和孔隙率没有发生明显变化，没有出现酚醛树脂的孔洞缺陷，密度在3.12‑3.13克/立方厘米。

Description

无压烧结碳化硅造粒粉的原料配方、制备方法及废料回收制 粉工艺
技术领域
本发明属于无压烧结碳化硅造粒粉技术领域，具体涉及一种无压烧结碳化硅造粒粉的原料配方、制备方法及废料回收制粉工艺。
背景技术
现有的无压烧结碳化硅造粒粉一般采用酚醛树脂作为粘结剂，同时酚醛树脂在高温下裂解产生碳，碳在无压烧结碳化硅的烧结中会和碳化硅表面的氧化硅反应，促进烧结。所以，酚醛树脂同时提供了粘结作用和烧结助剂作用，是配方中极其重要的一个组分。然而，酚醛树脂在经过喷雾干燥塔高温之后会固化，固化后很难重新充分溶入水中，所以做好的配方粉经过压制后产生的废料和次品无法回收，否则会在制品中形成孔洞，导致制品报废。并且，酚醛树脂有刺激性气味，不环保。
造粒粉在后续的压制中，由于各种原因会产生数量不少的报废件。如果不能重复使用，只能做抛弃处理，既造成了很大的浪费，带来很大的成本压力，也带来了很大的环保压力。
发明内容
为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种无压烧结碳化硅造粒粉的原料配方、制备方法及废料回收制粉工艺，配方合理，制备简单环保，无刺激气味。
本发明提供的一种无压烧结碳化硅造粒粉的原料配方，组份及重量配比为：碳化硅粉100份，去离子水100-120份，碳粉2-5份，糊精2-6份，碳化硼0.6-1.5份，聚乙烯醇0.8-2份，聚乙二醇0.8-2份，氨水0.5-2份，丙三醇0.5-4份，分散剂0.5-1.5份，聚丙烯酸1-5份，脱模剂0.5-1.5份，消泡剂0.3-1份。
一种无压烧结碳化硅造粒粉的制备方法，包括以下步骤：(1) 研磨：按照重量份配比在球磨机中加入去离子水、碳粉、糊精、碳化硼、分散剂、氨水、聚乙二醇、聚乙烯醇、丙三醇，封闭球磨机研磨3个小时，之后打开球磨机加入碳化硅粉体封闭球磨研磨30-50个小时，之后打开球磨机放出制好的料浆到搅拌桶中；(2) 消泡：打开搅拌桶加入聚丙烯酸和消泡剂搅拌4-8小时，进行消泡；(3) 造粒：开启喷雾设备对浆料进行造粒，制成造粒粉；(4) 混料：造粒完毕后，将造粒粉放入V型混料机进行混料1-2小时，在混料的同时，将脱模剂喷入，均匀附在造粒粉表面；(5) 混料后，进行卸料，造粒粉装入料桶内，待用，整个制备过程结束。
无压烧结碳化硅造粒粉的制备方法，所述碳化硅粉采用0.5-0.8微米的碳化硅微粉。
无压烧结碳化硅造粒粉的制备方法，所述球磨机的研磨球采用碳化硅球的大小球配比，大球20mm，小球10mm。
无压烧结碳化硅造粒粉的制备方法，所述喷雾设备入口温度200-250度，出口温度93-99度。
无压烧结碳化硅造粒粉的制备方法，所述造粒粉装入料桶内松装密度0.84-0.88克/立方厘米。
无压烧结碳化硅造粒粉制备产生回收料的制粉工艺，包括以下步骤：(1) 将废料和报废生坯制品破碎成1cm以下的颗粒，放入球磨机内，放入去离子水浸泡8-12小时；(2)按照正常量补充添加10%-50%的分散剂、氨水、聚乙二醇、聚乙烯醇、丙三醇，之后封闭球磨机研磨12-18个小时，之后打开球磨机放出制好的料浆到搅拌桶中；(3)搅拌桶内加入正常量的10%-30%聚丙烯酸搅拌4-8小时，加入消泡剂进行消泡；(4)开启喷雾设备对浆料进行造粒，得到造粒粉；(5)造粒完毕后，将造粒粉放入V型混料机进行混料1-2小时，混料时，将脱模剂喷入，均匀附在造粒粉表面；(6)混料后卸料，将造粒粉装入料桶内，待用，整个制备过程结束。
无压烧结碳化硅造粒粉制备产生回收料的制粉工艺，所述喷雾设备入口温度200-250度，出口温度93-99度。
无压烧结碳化硅造粒粉制备产生回收料的制粉工艺，所述造粒粉装入料桶内松装密度0.88-0.92克/立方厘米。
本发明提供的无压烧结碳化硅造粒粉的原料配方、制备方法及废料回收制粉工艺，其有益效果在于，针对于现有配方进行改进，去除配方的酚醛树脂，改用可重复利用的粘结剂，粘结剂采用聚丙烯酸，环保、无刺激气味，并且，用其它碳源代替酚醛树脂裂解的有机碳，很好的解决重复利用的问题和环保的问题，实现报废生坯料和废粉100%回收，在成型工序中，回收料的生坯强度提高了30-50%，在烧结过程中，产品的密度和孔隙率没有发生明显变化，没有出现酚醛树脂的孔洞缺陷，密度在3.12-3.13克/立方厘米。
在环保的同时，具有显著的经济效益，无压烧结碳化硅造粒粉采用等静压生产碳化硅管，工艺要求两端部必须去掉，这会产生6%左右的废料头；而生产出来的生坯有5%左右的不合格品被废弃，这样一共会产生11%左右的废料，如此每生产100吨碳化硅管生坯，就会产生11吨废料，每吨料的成本在5万元，在不计废品处理费用的情况下，每一百吨产品产生废料的成本为：100吨*11%*5万/吨=55万。本申请实现报废生坯料和废粉100%回收，不仅避免了原料的浪费，节省成本，而且制成的产品同样具有价值，真正的实现变负为正，实现了环保节能的目的。
具体实施方式
下面结合一个实施例，对本发明提供的无压烧结碳化硅造粒粉的原料配方、制备方法及废料回收制粉工艺，进行详细的说明。
实施例
本实施例的一种无压烧结碳化硅造粒粉的原料配方，组份及重量配比为：碳化硅粉100份，去离子水110份，碳粉4份，糊精5份，碳化硼1份，聚乙烯醇1份，聚乙二醇1份，氨水1份，丙三醇2份，分散剂1份，聚丙烯酸3份，脱模剂1份，消泡剂0.5份。
一种无压烧结碳化硅造粒粉的制备方法，包括以下步骤：(1) 研磨：按照重量份配比在球磨机中加入去离子水、碳粉、糊精、碳化硼、分散剂、氨水、聚乙二醇、聚乙烯醇、丙三醇，封闭球磨机研磨3个小时，之后打开球磨机加入碳化硅粉体封闭球磨研磨30-50个小时，之后打开球磨机放出制好的料浆到搅拌桶中；(2) 消泡：打开搅拌桶加入聚丙烯酸和消泡剂搅拌4-8小时，进行消泡；(3) 造粒：开启喷雾设备对浆料进行造粒，制成造粒粉；(4) 混料：造粒完毕后，将造粒粉放入V型混料机进行混料1-2小时，在混料的同时，将脱模剂喷入，均匀附在造粒粉表面；(5) 混料后，进行卸料，造粒粉装入料桶内，待用，整个制备过程结束。
无压烧结碳化硅造粒粉的制备方法，所述碳化硅粉采用0.5-0.8微米的碳化硅微粉。
无压烧结碳化硅造粒粉的制备方法，所述球磨机的研磨球采用碳化硅球的大小球配比，大球20mm，小球10mm。
无压烧结碳化硅造粒粉的制备方法，所述喷雾设备入口温度200-250度，出口温度93-99度。
无压烧结碳化硅造粒粉的制备方法，所述造粒粉装入料桶内松装密度0.84-0.88克/立方厘米。
无压烧结碳化硅造粒粉制备产生回收料的制粉工艺，包括以下步骤：(1) 将废料和报废生坯制品破碎成1cm以下的颗粒，放入球磨机内，放入去离子水浸泡8-12小时；(2)按照正常量补充添加10%-50%的分散剂、氨水、聚乙二醇、聚乙烯醇、丙三醇，之后封闭球磨机研磨12-18个小时，之后打开球磨机放出制好的料浆到搅拌桶中；(3)搅拌桶内加入正常量的10%-30%聚丙烯酸搅拌4-8小时，加入消泡剂进行消泡；(4)开启喷雾设备对浆料进行造粒，得到造粒粉；(5)造粒完毕后，将造粒粉放入V型混料机进行混料1-2小时，混料时，将脱模剂喷入，均匀附在造粒粉表面；(6)混料后卸料，将造粒粉装入料桶内，待用，整个制备过程结束。
无压烧结碳化硅造粒粉制备产生回收料的制粉工艺，所述喷雾设备入口温度200-250度，出口温度93-99度。
无压烧结碳化硅造粒粉制备产生回收料的制粉工艺，所述造粒粉装入料桶内松装密度0.88-0.92克/立方厘米。
碳化硅粉具有化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好的优点，其硬度介于刚玉和金刚石之间，机械强度高于刚玉，是无压烧结碳化硅造粒粉的主要原料。
去离子水作为溶剂，具有分散碳化硅粉体的作用。
碳粉、糊精、碳化硼、聚乙烯醇作为烧结助剂；聚乙二醇、氨水具有分散作用；
聚丙烯酸作为粘接剂，环保无刺激，可重复使用。
采用本发明制备方法制得造粒粉生产的碳化硅管生坯，以及回收料的制粉工艺制得造粒粉生产的碳化硅管生坯，抗拉强度均有提升，采用拉力表取样测试具体测试数据如下：
Figure 743984DEST_PATH_IMAGE002

Claims (9)

1.一种无压烧结碳化硅造粒粉的原料配方，其特征在于：组份及重量配比为：碳化硅粉100份，去离子水100-120份，碳粉2-5份，糊精2-6份，碳化硼0.6-1.5份，聚乙烯醇0.8-2份，聚乙二醇0.8-2份，氨水0.5-2份，丙三醇0.5-4份，分散剂0.5-1.5份，聚丙烯酸1-5份，脱模剂0.5-1.5份，消泡剂0.3-1份。
2.一种无压烧结碳化硅造粒粉的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1) 研磨：按照重量份配比在球磨机中加入去离子水、碳粉、糊精、碳化硼、分散剂、氨水、聚乙二醇、聚乙烯醇、丙三醇，封闭球磨机研磨3个小时，之后打开球磨机加入碳化硅粉体封闭球磨研磨30-50个小时，之后打开球磨机放出制好的料浆到搅拌桶中；(2) 消泡：打开搅拌桶加入聚丙烯酸和消泡剂搅拌4-8小时，进行消泡；(3) 造粒：开启喷雾设备对浆料进行造粒，制成造粒粉；(4) 混料：造粒完毕后，将造粒粉放入V型混料机进行混料1-2小时，在混料的同时，将脱模剂喷入，均匀附在造粒粉表面；(5) 混料后，进行卸料，造粒粉装入料桶内，待用，整个制备过程结束。
3.根据权利要求2所述的无压烧结碳化硅造粒粉的制备方法，其特征在于：所述碳化硅粉采用0.5-0.8微米的碳化硅微粉。
4.根据权利要求2所述的无压烧结碳化硅造粒粉的制备方法，其特征在于：所述球磨机的研磨球采用碳化硅球的大小球配比，大球20mm，小球10mm。
5.根据权利要求2所述的无压烧结碳化硅造粒粉的制备方法，其特征在于：所述喷雾设备入口温度200-250度，出口温度93-99度。
6.根据权利要求2所述的无压烧结碳化硅造粒粉的制备方法，其特征在于：所述造粒粉装入料桶内松装密度0.84-0.88克/立方厘米。
7.无压烧结碳化硅造粒粉制备产生回收料的制粉工艺，其特征在于：包括以下步骤：(1) 将废料和报废生坯制品破碎成1cm以下的颗粒，放入球磨机内，放入去离子水浸泡8-12小时；(2)按照正常量补充添加10%-50%的分散剂、氨水、聚乙二醇、聚乙烯醇、丙三醇，之后封闭球磨机研磨12-18个小时，之后打开球磨机放出制好的料浆到搅拌桶中；(3)搅拌桶内加入正常量的10%-30%聚丙烯酸搅拌4-8小时，加入消泡剂进行消泡；(4)开启喷雾设备对浆料进行造粒，得到造粒粉；(5)造粒完毕后，将造粒粉放入V型混料机进行混料1-2小时，混料时，将脱模剂喷入，均匀附在造粒粉表面；(6)混料后卸料，将造粒粉装入料桶内，待用，整个制备过程结束。
8.根据权利要求7所述的无压烧结碳化硅造粒粉制备产生回收料的制粉工艺，其特征在于：所述喷雾设备入口温度200-250度，出口温度93-99度。
9.根据权利要求7所述的无压烧结碳化硅造粒粉制备产生回收料的制粉工艺，其特征在于：所述造粒粉装入料桶内松装密度0.88-0.92克/立方厘米。
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