[发明专利]一种孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种泡沫陶瓷制备方法，尤其涉及一种孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法。

背景技术

 在经济高速发展的的大背景下，工业化的进程不断加快，资源和环境日益成为人类面临的两大挑战，节约资源、保护环境的要求越来越高。泡沫陶瓷特别是以废弃物为主要原料的泡沫陶瓷顺应了这种形势发展的新材料，它能够提高效率、节约资源，在建设资源节约型、环境友好型社会发挥越来越重大的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法，此方法工艺简单、易于实施，设备要求不高，设备成本低，是一种经济实用具有广阔发展前景的多孔材料制备工艺。泡沫陶瓷多孔体的孔结构与有机泡沫孔体的结构几乎相同，可以通过选择不同规格的前躯体（聚氨酯泡沫）来控制孔径尺寸，此种陶瓷呈三维网状骨架结构，这种结构可应用于很多领域。

本发明是这样来实现的，一种孔径可控的高孔隙率沉珠泡沫陶瓷制备方法，方法为: 首先将陶瓷粉料与分散剂柠檬酸三铵球磨混合，分散剂为陶瓷粉料质量的0.67%，制得粘度为600～2200mPa·s、固含量质量分数为50%～70%、沉降时间在24h以上的陶瓷浆体，然后将浆体在经过预处理的聚氨酯泡沫上进行挂浆，于110℃干燥箱内干燥24h，随后进行第二次挂浆，干燥后于110℃～1200℃进行烧结3h。

所述陶瓷粉料为下列重量百分比：70～90%的沉珠，8～24%高岭土及１～3％的硅酸钠和1～3%的添加剂，添加剂为淀粉、PVA、柠檬酸三铵的一种或若干种的混合物，采用有机泡沫浸渍法制得。

所述聚氨酯泡沫的孔径大小为0.2～100μm。

所述预处理的聚氨酯泡沫的处理方法为：用质量分数为10%NaOH溶液浸泡45min后，再用质量分数为2%的羧甲基纤维素活性剂溶液处理。

可应用于冶金、材料增强等领域。

本发明的技术效果是：采用本方法制备的沉珠泡沫陶瓷孔径可控且孔隙率高（达85%以上）且为开孔结构。本发明使用的主要原料—沉珠，为我国最大的单一固体污染源之一，因此本发明对于减少环境污染，最大限度的改善人类的生存环境具有重要意义。更重要的是本发明通过这种污染源制得沉珠泡沫陶瓷，实现了变废为宝，此种泡沫陶瓷可用于冶金、材料增强相等多个领域。

具体实施方式

本发明将通过以下实施例作进一步说明。

本实例中的浆料使用70～90%的沉珠，8～24%高岭土及少量的硅酸钠和添加剂均匀球磨6h获得。球磨后的浆料使用稀盐酸和稀氨水调节PH值为11，并加入少许分散剂和消泡剂。本实施例中所涉及的素坯，是通过两次挂浆及干燥工艺获得，挂浆的过程中必须使前躯体充分浸浆，并且第一次挂浆后使用挤压的方式将多余浆料去除，然后干燥;第二次挂浆后多余的浆料要用离心机甩掉多余浆料。两次的干燥工艺为100℃保温24h。经过两次挂浆干燥后得到的陶瓷坯体即为素坯。

实施实例1。

利用规格为20PPI的聚氨酯泡沫浸渍后得到素坯，将素坯放入箱式电阻炉内，在空气气氛下，100℃—200℃升温速率为2℃/min，在200℃—630℃的升温速率为0.4—0.9℃/min，在600℃—1230℃的升温速率为3.5—5℃/min，并在1230℃保温4h。

实施实例2。

利用规格为15PPI的聚氨酯泡沫浸渍后得到素坯，将素坯放入箱式电阻炉内，在空气气氛下，110摄氏度—200℃升温速率为2℃/min，在200℃—630℃的升温速率为0.4—0.9℃/min，在600℃—1230℃的升温速率为3.5—5℃/min，并在1230℃保温4h。

使用规格为20PPI的泡沫作为载体，制备的泡沫陶瓷的孔径大小均匀，几乎所有的孔均为显气孔，孔筋粗细较均匀，强度较好，其抗压强度为16MPa左右。

使用规格为15PPI的泡沫作为载体，制备泡沫陶瓷的孔径大小均匀，几乎所有的孔均为显气孔，孔筋粗细较均匀，强度较好，其抗压强度为23MPa左右。

 观察泡沫陶瓷制品发现，采用本发明得到的粉煤灰泡沫陶瓷，孔径大小均匀、可控，挂浆量适中，孔筋强度较高，而且工艺简单、安全可靠，操作方便。