专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 撤回; |
专利有效性 | 无效专利 | 当前状态 | 撤回 |
申请号 | CN200910043360.9 | 申请日 | 2009-05-07 |
公开(公告)号 | CN101544507A | 公开(公告)日 | 2009-09-30 |
申请人 | 周维元; | 申请人类型 | 其他 |
发明人 | 周维元; | 第一发明人 | 周维元 |
权利人 | 周维元 | 权利人类型 | 其他 |
当前权利人 | 周维元 | 当前权利人类型 | 其他 |
省份 | 当前专利权人所在省份:湖南省 | 城市 | 当前专利权人所在城市:湖南省邵阳市 |
具体地址 | 当前专利权人所在详细地址:湖南省邵阳市大祥区城北路16号周后俊转 | 邮编 | 当前专利权人邮编: |
主IPC国际分类 | C04B38/00 | 所有IPC国际分类 | C04B38/00 ; C04B35/624 |
专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 8 |
专利权利要求数量 | 1 | 专利文献类型 | A |
专利代理机构 | 专利代理人 | ||
摘要 | 一种 泡沫 陶瓷的制造方法,采用陶瓷泥为原料,添加适量结冷胶或琼脂等高分子 聚合物 ,或聚乙烯醇或羧甲基 纤维 素钠或聚苯乙烯,用 水 或丙 酮 肟或异丙醇或叔丁醇作 溶剂 ,球磨制备低固相含量的陶瓷浆料,制备成为固相体积含量在10-40%的悬浮体,通过高分子交联的形式实现陶瓷泥的 固化 ,得到陶瓷坯体,再经过干燥、1200-1300℃ 烧结 ,保温2小时,最终得到成品。本 发明 产品孔径均匀,整体气孔率为50-85%,强度可达50MPa,性能稳定,是一种理想的泡沫陶瓷吸声材料。 | ||
权利要求 | 1、泡沫陶瓷材料的制造方法,其特征在于:采用凝胶成型工艺制备, 其工艺步骤包括: |
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说明书全文 | 技术领域背景技术泡沫陶瓷材料的发展始于20世纪70年代,是一种具有高温特性 的多孔材料。其孔径从纳米级到微米级不等,气孔率在20%~95%之间, 使用温度为常温~1600℃。我国在20世纪80年代初开展泡沫陶瓷研 究工作,近20年来,先后有十几家科研机构和厂家报道了泡沫陶瓷制 品的研究。泡沫陶瓷由于具有气孔率高、比表面积大、抗热震、耐高 温、耐化学腐蚀及良好的机械强度和过滤吸附性能,广泛应用于热交 换材料,布气材料,汽车尾气装置,净化冶金工业过滤熔融态金属, 热能回收,轻工喷涂行业,工业污水处理,隔热隔音材料,用作化学 催化剂载体,电解隔膜及分离分散元件等。近年来,多孔陶瓷的应用领 域又扩展到航空领域、电子领域、医用材料领域及生物化学领域等。 多孔陶瓷的广泛应用已引起了全球材料界的高度重视,因此,制备高 强度、孔径均匀、性能稳定、高度有序的泡沫陶瓷体,拓宽和开发泡 沫陶瓷在国内各行业中的应用十分必要。 泡沫陶瓷制备方法有:发泡法、溶胶凝胶法、添加造孔剂法、有机 前驱体浸渍法、凝胶注模工艺、自蔓延高温合成工艺、泡沫前体反应 法、有机泡沫堆积法、颗粒堆积工艺、水热-热静压工艺、微波加热工 艺、分相滤出法、固-气共晶法、木材热解构架法等泡沫陶瓷制备方法 等。朱新文等采用三维网状有机泡沫为载体,先用浸渍工艺制备出高孔 隙率且几乎没有堵孔的网眼坯子,经排塑、预烧处理获得具有一定强度 的预制体。专利CN1272472公开了一种吸声用泡沫陶瓷材料及其制造方法: 水泥及固体颗粒与水均匀搅拌成浆料,将有机海绵体浸渍其中得到坯料, 取出后自然硬化。专利CN101274834公开了一种铸石吸声板,水泥、固体 颗粒、有机粘接剂与水混合搅拌均匀,制得浆料,再将开口孔隙率为70~ 80%的聚氨酯泡沫载体浸入浆料中制得坯料,最后将坯料振动除去多余的 浆料,自然固化后制得成品。这两种方法由于含有聚氨酯海绵,耐老化、 耐候性较差,强度较低;同时海绵会增加制造成本,又带来环境污染。专 利CN1296933公开了一种陶瓷吸声材料,该陶瓷材料通过以下过程获得: 向至少一种选自于耐火粘土和耐火粘土熟料的成分中加入可燃性成孔材 料,并烧结该掺合物,得到泡沫陶瓷。这种方法必须采用可燃烧的造孔剂, 大量可燃性造孔剂如煤粉、锯木粉等,不仅消耗能源,带来环境污染,还 存在原料来源问题。为解决上述问题,发明人进行了长期的研究试验,终 于有了新的发明。 发明内容本发明的目的是提供一种泡沫陶瓷材料制造方法。 本发明的技术方案是:利用凝胶成型工艺制备泡沫陶瓷,具体工艺步 骤包括: 1.将高分子聚合物与溶剂混合,配制浓度为1-4%的有机高分子聚合 物溶液,按体积比20-40%加入陶瓷泥,球磨2-3小时,过200目筛,制备 成固相体积含量在20-40%的悬浮体浆料;将浆料倒入模具内,冷却至室温, 静置2-4小时,脱模干燥实现陶瓷泥的固化,得到泡沫陶瓷坯体; 有机高分子聚合物可以是结冷胶或琼脂,也可以是聚乙烯醇、羧甲基 纤维素钠、聚苯乙烯;有机高分子聚合物溶液浓度为1-4%;溶剂可以是水 或丙酮肟或异丙醇或叔丁醇及其混合物。 2.将泡沫陶瓷坯体脱模,湿坯体在溶剂挥发的温度条件下烘干或红外 干燥,控制干燥速度,使坯体的干燥收缩量少于1%,同时回收溶剂,得到 具有开孔结构的干坯。 3.干燥后的陶瓷坯体在陶瓷烧成炉中按照3-4℃/min的升温速度升至 500℃,保温一小时进行排胶,确保有机物全部排除;再以5℃/min升至 1250-1300℃保温2小时,得到整体气孔率为50-85%的泡沫陶瓷吸声材料。 本发明产品孔径均匀,整体气孔率为50-85%,强度为15-50MPa,性 能稳定,是一种理想的泡沫陶瓷吸声材料。本产品可用于高速公路、高速 铁路、轻轨、高架桥、铁路、地铁等交通市政设施的隔音屏障,城市地下 通道降噪吊顶,商业城、办公大楼和体育馆的建筑声学装修,中央空调机 房和柴油发电机房噪声治理和大型工业试验室等各种环保降噪和建筑声学 装修工程,也可用于工矿企业高噪音机房、卡拉OK房等及建筑物的天花板、 墙板作吸声隔热材料等。 具体实施方式以下结合具体实施例,进一步阐述本发明。这些具体实施例仅用于说 明本发明而不用于限制本发明的范围。 实施例一 按照1:100(重量比)混合配制结冷胶的水溶液,按体积比20%加入 武冈陶瓷泥,球磨2小时,得到稳定的陶瓷浆料,然后将浆料加热到80℃, 保温1小时,使结冷胶充分水化,加入5豪摩尔的可溶性钙盐或镁盐,搅 拌均匀,冷却,结冷胶在二价阳离子作用下交联固化,得到泡沫陶瓷湿坯, 湿坯置于鼓风干燥箱中于100℃完全干燥,得到多孔陶瓷坯体。坯体按3 ℃/min升至500℃保温一小时,排除有机物,然后按5℃/min升至1250℃ 保温2小时,最终获得孔隙率为85%的泡沫陶瓷吸声材料,材料强度超过 10MPa。 实施例二 配制含量为3%的琼脂水溶液,加入体积比为40%的武冈陶瓷泥,球磨 两小时,得到稳定的陶瓷浆料,然后将浆料加热到80℃,保温1小时,使 琼脂充分水化,然后冷却,得到多空陶瓷湿坯,湿坯置于鼓风干燥箱中于 100℃完全干燥,得到多孔陶瓷坯体。坯体按3℃/min升至500℃保温1小 时排除有机物,然后按5℃/min升至1250℃保温2小时,最终获得孔隙率 为50%的泡沫陶瓷吸声材料,材料强度超过40MPa。 实施例三 在70℃的温度下,将聚苯乙烯和丙酮肟按照5:95的重量比例混合, 按体积比30%加入陶瓷泥原料,球磨2小时,获得稳定的陶瓷浆料。将浆 料倒入模具,冷却到室温,丙酮肟发生结晶,聚苯乙烯产生交联固化,得 到陶瓷坯体,红外干燥使丙酮肟升华并回收,获得抗压强度2MPa、相对 密度为0.3的泡沫陶瓷坯体。坯体按4℃/min升至500℃保温1小时排除 有机物,然后按5℃/min升至1300℃保温2小时,最终获得孔隙率为67% 的泡沫陶瓷材料,材料强度超过50MPa。 上述工艺中,可通过改变浆料的固含量、高分子聚合物的加入量,得 到不同强度的泡沫陶瓷坯体;可通过改变浆料的固含量、烧结温度、烧结 时间,实现对泡沫陶瓷材料强度、孔隙率、吸声性能的控制。 |