[发明专利]采用不同无机粘结剂制备的多孔陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，尤其涉及一种采用不同的无机粘结剂连接骨料的方法，来制备用于过滤的轻质、高强度、高气孔奉的多孔陶瓷。

背景技术

随着全球经济的不断发展，资源和环境是人类社会所面临的两大难题，所以人们对资源利用和环境保护越来越予以重视。为了提高工作效率，节约生产能源，多孔陶瓷应运而生，并且在各行各业发挥着不可替代的作用，尤其在固液分离方面，多孔陶瓷作为一种新型而又高效的分离器，得到了广泛的应用和快速的发展。

多孔陶瓷不仅具有普通陶瓷的耐高温、耐腐蚀、高的化学稳定性等优点，还有气孔葵高、体积密度小、比表面积大等独特的特性，如今已成为污水处理的重要过滤材料。但是，目前市场上的一些过滤材料不同程度的存在着一些缺点，如强度不够，孔隙度偏低，导致净化效果差，可循环利用性低等，制约了我国污水处理技术的实际应用。因此，如何研制出一种高强度、高气孔率、净化效果好、具有良好可循环利用性的环保型多孔陶瓷，已成为材料研究的一个热门。同时，为了降低生产的成本，选择廉价且优质的原料也成为众多企业及研究机构的研究热点，所以研究具有不同粘结剂的多孔陶瓷也显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的，是提供一种廉价的用不同的无机粘结剂连接骨料，来制备强度高、气孔率高的能够应用于过滤和分离的多孔陶瓷材料的制备方法。

本发明通过以下技术方案予以实现:

一种采用不同无机粘结剂制备的多孔陶瓷，其原料组分及其质量比为:无机粘结剂:骨料:造孔剂＝3:17:2;

所述无机粘结剂的原料组分为CaO-MgO-SiO₂-Al₂O₃-TiO₂系统玻璃，长石，粘土，且其组分质量比例范围为:29.24～100:0～47.17:22.32～61.74;

所述无机粘结剂中CaO-MgO-SiO₂-Al₂0_3-TiO₂系统玻璃的原料组分及其质量百分比含量为高岭土37.6%，钾长石37.6%，硅微粉15.71%，CaCO₃9.09%;

所述的骨料为石英砂，所述的造孔剂为淀粉;

该多孔陶瓷的制备方法，具有如下步骤:

(1)制备无机粘结剂

按原料组分及其质量百分比含量为高岭土37.6%，钾长石37.6%，硅微粉15.71%，CaCO₃9.09%进行配料，然后混合球磨，球磨介质为去离子水和ZrO₂球，料:球:水的重量比为1:2:1，球磨时间为24h;再将混合球磨后的物料烘干并装入坩埚，于高温熔块炉中加热至1500°C，保温2h，待原料完全熔融后水淬;再置于60-100°C干燥箱中烘干，再球磨研碎，过250目筛网，即制得CaO-MgO-SiO₂-Al₂0_3-TiO₂系统玻璃;然后将其与长石、粘土的质量比为29～100:0～47:0～62配成无机粘结剂;

(2)混料

将步骤(1)所得的无机粘结剂与骨料和造孔剂以3:17:2的质量比进行混合、过筛，得到混合料;所述的骨料为石英砂，所述的造孔剂为淀粉;

(3)造粒

以步骤(2)的混合料为基础，外加质量百分比含量为5%的石蜡作为成型粘结剂，并于80°C恒温水浴下加热混合、再过筛，得到多孔陶瓷粉料;

(4)成型

将步骤(3)的多孔陶瓷粉料投入模具中，在20MPa压力下单向加压成型，保压2min，然后停止加压、脱模、制得多孔陶瓷坯体;

(5)烧结

将步骤(4)的多孔陶瓷坯体置于烧结炉中，在1200-1500°C条件下烧结并保温2h，升温速率为3-4°C/min，随炉自然冷却，即制得多孔陶瓷制品;

(6)性能测试

对步骤(5)烧结制得的多孔陶瓷制品进行抗弯强度、显气孔率测试。

所述步骤(1)的无机粘结剂的配方为:CaO-MgO-SiO2-Al203-TiO2系统玻璃55.36%，长石22.32%，粘土22.32%。

所述步骤(5)的烧结温度为1350°C。