[发明专利]改性锆锡钛陶瓷内衬材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋风除尘器设备的陶瓷内衬材料，尤其涉及一种改性(Zr_0.4Sn_0.6)TiO₄陶瓷内衬材料及其制备方法。

背景技术

陶瓷内衬材料的应用广泛，如太阳能收集器的高温唇部材料，燃烧反应器的内壁材料，液压钢管的材料，高炉渣的内壁材料等等。不同的应用对陶瓷内衬材料的要求各不相同，旋风除尘器设备的陶瓷内衬材料对耐磨性能的要求较高。

由于旋风除尘器内的气流速度很高，而且气流中夹带着大量的粉尘微粒，因此对不锈钢筒体的磨损也非常明显。 在正常使用条件下，一般4～6个月便造成筒体的穿烂，特别是在锥体部位的磨损就更加明显。当筒体出现穿烂时，主要是通过烧焊进行修补，但由于磨损部位的材料厚薄不均，而在外部又无法观察磨损情况，修补工作只能够在已经穿烂的位置执行，因此，修补不久后其他地方又很快出现穿烂，这时只能停产更换筒体。

陶瓷是由金属和非金属元素或单质组成的具有共价键、离子键或混合键结合特性的晶态或非晶态无机非金属材料，陶瓷内衬管把先进陶瓷衬在旋风除尘器内壁。目前市场上主要的陶瓷内衬材料为氧化铝、氧化铁、和碳化硅。新型改性陶瓷内衬材料还有待进一步开发。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种改性(Zr_0.4Sn_0.6)TiO₄陶瓷内衬材料及其制备方法。

为了达到以上目的，本发明提供如下技术方案：

一种改性(Zr_0.4Sn_0.6)TiO₄陶瓷内衬材料，由以下重量份的原料制得：氧化锆35-45份、氧化锡55-65份、二氧化钛40-60份、石墨烯4-8份、硅烷偶联剂1-3份、分散剂3-7份、氧化铜2-6份、氧化镁1-5份。

优选地，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-2,3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种。

优选地，所述分散剂为SP-712水性分散剂或SP-710分散剂。

一种改性(Zr_0.4Sn_0.6)TiO₄陶瓷内衬材料的制备方法，其特征在于，由以下步骤制得：

S1:按化学计量比称取氧化锆、氧化锡和二氧化钛，将其放入尼龙罐中，以蒸馏水为介质进行球磨；

S2：将S1所得物倒入圆皿，放入烘箱在100℃下烘干；

S3：将S2所得物研磨过筛后溶于无水乙醇，磁力搅拌2h，加入硅烷偶联剂搅拌30min，加入分散剂、石墨烯氧化铜和氧化镁，再磁力搅拌3h后烘干，研磨过筛；

S4：将S3所得物造粒，热压成型得到改性(Zr_0.4Sn_0.6)TiO₄陶瓷内衬材料。

优选地，所述S1中球磨的料水比为1:2.5，研磨球为ZrO₂，大球：中球：小球=1:3:4，转速为400r/min，球磨时间为4~8h。

优选地，所述S3中过300目筛。

优选地，所述S4中得到的改性(Zr_0.4Sn_0.6)TiO₄陶瓷表面包覆一层ZrTiO₄或TN-62耐磨材料。

一种改性(Zr_0.4Sn_0.6)TiO₄陶瓷内衬材料的制备方法，由以下步骤制得：

S1：向NaOH和KOH溶液中加入氧化锆、氧化锡和二氧化钛，将反应釜放入微波水热反应器中，在温度为220℃~280℃、压力为150Pa~280Pa，处理0.5h~6h；

S2:烘干S1所得物，研磨过200筛后，加入石墨烯、硅烷偶联剂、分散剂、氧化铜和氧化镁

，溶剂NaOH和KOH的浓度为5-11mol/L，将反应釜放入微波水热反应器中，反应温度为150-180℃，保温时间为5-12小时；

S3：将S2所得物倒入圆皿，放入烘箱在100℃下烘干；

S4：将S3所得物加入PVA造粒，在马弗炉中高温烧结得到改性(Zr_0.4Sn_0.6)TiO₄陶瓷内衬材料。