[发明专利]一种用于凝胶注模的预混剂及用其制备多孔陶瓷的方法

说明书

本发明公开了一种用于凝胶注模的预混剂及用其制备多孔陶瓷的方法，首先以异丁烯酰胺聚合物ISOBAM为凝胶剂，以聚丙烯酸铵为分散剂，以聚丙烯酰胺为增稠剂，以丙三醇为消泡剂配制凝胶注模预混剂；然后将其配置预混液与多孔陶瓷原料粉体混合，得到性能稳定的悬浊液；将悬浊液转移至模型中，待凝胶化后、脱模、干燥，获得具有一定强度的生坯；将生坯进行一次烧成；将一次烧成的产品降至室温后浸渍硅溶胶溶液；最后进行二次烧成得到多孔陶瓷。本发明采用异丁烯酰胺聚合物为凝胶剂，安全无毒，添加量少，较低的添加剂含量避免了现有陶瓷烧结过程中排胶缓慢的问题；通过浸渍硅溶胶增强液，制得具有一定强度的多孔陶瓷。

技术领域

本发明属于多孔陶瓷技术领域，涉及一种用于凝胶注模的预混剂及用其制备多孔陶瓷的方法。

背景技术

常规的溶胶-凝胶法是利用前驱体在液相下进行水解，形成活性单体，活性单体发生缩合反应，首先形成透明的溶胶，然后形成三维空间网络结构的凝胶，经干燥和热处理制备出所需要的材料。常规的溶胶凝胶法以含高化学活性组分的前驱体醇盐为原料存在较多缺点（1）原料成本高；（2）原料有毒性，对人体有害；（3）原料易燃性，难保存；（4）溶胶凝胶法制备陶瓷材料处理时间较长，达1-2个月。

本发明所用的凝胶剂异丁烯酰胺聚合物ISOBAM自身发生缩合反应，从而凝胶化，产生凝胶固化效应，分散剂聚丙烯酸铵提高了溶液颗粒的分散性与稳定性，增稠剂聚丙烯酰胺增加了溶液的粘度，增加了纤维的悬浮性，消泡剂醇的加入可以让预混液中的气泡破裂，减少注模后的缺陷。

本发明所用的预混剂及生产方法，原料成本低，且对环境友好，不影响人体健康；原料易于保存；产品制备周期短；采用硅溶胶浸渍增强，大大提高了高气孔率陶瓷的强度。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于凝胶注模的预混剂。

本发明的另一目的在于提供一种用预混剂制备多孔陶瓷的方法。

技术方案：为了达到上述发明目的，本发明具体是这样来实现的：一种用于凝胶注模的预混剂，包括以下组分：异丁烯酰胺聚合物、聚丙烯酸铵、聚丙烯酰胺、丙三醇，异丁烯酰胺聚合物、聚丙烯酸铵、聚丙烯酰胺、丙三醇的重量比为1：0.2~0.5：0.5~0.8：2~4。异丁烯酰胺聚合物为凝胶剂，聚丙烯酸铵为分散剂，聚丙烯酰胺为增稠剂，丙三醇为消泡剂；凝胶剂异丁烯酰胺聚合物ISOBAM自身发生缩合反应，从而凝胶化，产生凝胶固化效应。分散剂聚丙烯酸铵提高了溶液颗粒的分散性与稳定性，增稠剂聚丙烯酰胺增加了溶液的粘度，增加了纤维的悬浮性，消泡剂醇的加入可以让预混液中的气泡破裂，减少注模后的缺陷。

一种用预混剂制备多孔陶瓷的方法，包括以下步骤：

（1）预混液制备：按配方取料，混合，加入去离子水，搅拌溶解，加入去离子水的含量为11.5 wt %~38.34 wt %；

（2）悬浊液制备：将多孔陶瓷原料粉体按照固相含量58 wt %-68wt%加入预混液中，搅拌均匀制得悬浊液，然后真空搅拌10~20分钟，至气泡消失；

（3）注模成型：将悬浊液注入模型中，放置于相对湿度90%~95 %、温度为20~30℃环境下养护5~12小时至固化，脱模，然后于50~80℃的烘箱内干燥6-12小时，至水分≤5 wt %；

（4）一次烧成：将干燥后的坯体烧成，烧成温度1100~1400℃，保温1~5小时，随炉冷却至室温，得到多孔陶瓷。

步骤（1）中加入的去离子水的含量为11.5 wt %~38.34 wt % ；

较低的添加剂含量避免了现有陶瓷烧结过程中排胶缓慢的问题，得到高孔隙率的多孔陶瓷。

进一步地，还包括以下步骤：