多孔陶瓷浆料、多孔陶瓷的制备方法及多孔陶瓷与流程

1.本发明涉及陶瓷产品制备工艺技术领域，特别是涉及多孔陶瓷浆料、多孔陶瓷的制备方法及多孔陶瓷。


背景技术：

2.多孔陶瓷是一种具有开孔孔径的陶瓷，常用于精密过滤与分离，电解隔膜等。多孔陶瓷常见的制备方法有注射成型、注浆成型、干压成型、有机泡沫浸渍等。其中，注射成型工艺由于水口料的存在，原材料利用率低，成本较高；干压成型工艺不易制备复杂的结构；有机泡沫浸渍多用于泡沫陶瓷，不适用于雾化芯用多孔陶瓷。目前采用注浆成型工艺制备的雾化芯多孔陶瓷的强度低，影响了使用。


技术实现要素：

3.基于此，本发明提供一种多孔陶瓷浆料，可作为注浆成型的浆料，采用注浆成型工艺制备多孔陶瓷，制成的多孔陶瓷强度高。
4.一种多孔陶瓷浆料，包括以下质量百分含量的组分：
[0005][0006]
其中，以复合粉体的总质量为100％，复合粉体包括以下质量百分含量的组分：
[0007][0008]
在其中一个实施例中，助烧剂为白粘土、氧化锆、堇青石、钾长石、珍珠岩、铝矾土中的一种或至少两种。
[0009]
在其中一个实施例中，造孔剂为淀粉、ps微球、pmma中的一种或两种。
[0010]
在其中一个实施例中，分散剂为聚乙烯亚胺、丙烯酸类共聚物、聚乙烯二醇硬脂肪酸酯、聚丙烯酰胺为中的一种或至少两种。
[0011]
在其中一个实施例中，增强剂为羧甲基纤维素钠。
[0012]
在其中一个实施例中，陶瓷浆料的固含量为40％-70％。
[0013]
一种多孔陶瓷的制备方法，采用上述任一的多孔陶瓷浆料制备多孔陶瓷，多孔陶瓷的制备方法包括以下步骤：
[0014]
按比例将玻璃粉、硅藻土、助烧剂和造孔剂混合，球磨，获得复合粉体；
[0015]
将复合粉体与溶剂混合，然后再加入分散剂和增强剂，搅拌混合均匀，获得多孔陶瓷浆料；
[0016]
将多孔陶瓷浆料注入模具中，干燥，然后脱模，获得陶瓷坯体；
[0017]
将陶瓷坯体放入烧结炉，烧结，获得多孔陶瓷。
[0018]
在其中一个实施例中，烧结陶瓷坯体的方法为：以20-40℃/h升温到120℃，保温1-2h，以20-60℃/h升温到280℃，保温1-2h，以40-80℃/h升温到360℃，保温2-4h，以50-90℃/h升温到450℃，保温1-2h，以80-150℃/h升温到600℃，保温1-2h，以200-300℃/h升温到900℃，保温1-2h，以70-140℃/h升温到1100-1250℃，保温1-2h，然后冷却至室温。
[0019]
在其中一个实施例中，多孔陶瓷浆料的ph值通过氨水调节为7-9。
[0020]
本发明还提供了上述制备方法制成的多孔陶瓷。
[0021]
1、本发明的多孔陶瓷浆料，以玻璃粉和硅藻土为基体材料，配合助烧剂、造孔剂、分散剂、增强剂、溶剂，通过控制各组分的质量含量，制作成分散性好，流动性高，稳定的多孔陶瓷浆料，可作为注浆成型的浆料，采用注浆成型工艺制备多孔陶瓷，制成的多孔陶瓷强度高，孔隙率高；
[0022]
2、本发明的多孔陶瓷制备方法，采用注浆成型工艺制备多孔陶瓷，根据多孔陶瓷浆料的组分的特性，优化了制作工艺，工艺简单，制备的多孔陶瓷结构均匀，强度高。
具体实施方式
[0023]
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0024]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
[0025]
本发明提供了一种多孔陶瓷浆料，包括以下质量百分含量的组分：
[0026][0027]
其中，以复合粉体的总质量为100％，复合粉体包括以下质量百分含量的组分：
[0028][0029]
本发明的多孔陶瓷浆料，以玻璃粉和硅藻土为基体材料，配合助烧剂、造孔剂、分散剂、增强剂、溶剂，通过控制各组分的质量含量，制作成分散性好，流动性高，稳定的多孔陶瓷浆料，可作为注浆成型的浆料，采用注浆成型工艺制备多孔陶瓷，制成的多孔陶瓷强度高，孔隙率高。
[0030]
以玻璃粉和硅藻土为基体材料，玻璃粉的粒径可选为200目、325目、1000目、1200目中的一种或多种；硅藻土的粒径可选为150目、300目、600目、1000目中的一种或两种；此粒径的玻璃粉和硅藻土可以与其他各组分形成致密均匀的陶瓷坯体，为后续的烧结成型提供良好的结构基础。
[0031]
可选地，助烧剂为白粘土、氧化锆、堇青石、钾长石、珍珠岩、铝矾土中的一种或至少两种。
[0032]
可选地，造孔剂为淀粉、ps微球(聚苯乙烯微球)、pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)中的一种或两种，该些造孔剂不与其他组分产生化学反应，在烧结过程中会分解成气体挥发出去，原先在陶瓷内部占据的位置形成孔隙。
[0033]
可选地，分散剂为聚乙烯亚胺、丙烯酸类共聚物、聚乙烯二醇硬脂肪酸酯、聚丙烯酰胺为中的一种或至少两种，该些分散剂分散性佳，且不与其他各组分反应，与溶剂一起为其他组分提供良好的溶液环境，在后续的烧结过程中分散剂和造孔剂一起被分解形成气体挥发出去，使陶瓷内部形成孔隙。
[0034]
可选地，增强剂为羧甲基纤维素钠。
[0035]
可选地，陶瓷浆料的固含量为40％-70％。
[0036]
可选地，溶剂为水。
[0037]
本发明还提供了一种多孔陶瓷的制备方法，采用上述任一的多孔陶瓷浆料制备多孔陶瓷，该多孔陶瓷的制备方法包括以下步骤：
[0038]
s100：按比例将玻璃粉、硅藻土、助烧剂和造孔剂混合，球磨，获得复合粉体。
[0039]
s200：将复合粉体与溶剂混合，然后再加入分散剂和增强剂，搅拌混合均匀，获得多孔陶瓷浆料。
[0040]
可选地，多孔陶瓷浆料的ph为7-9，采用氨水调节ph值。
[0041]
s300：将多孔陶瓷浆料注入模具中，干燥，然后脱模，获得陶瓷坯体。
[0042]
可选地，模具的温度为40℃～85℃，使多孔陶瓷浆料在模具内缓慢成型，各组分之间紧密联结，形成致密的陶瓷坯体，为后续的烧结提供良好的陶瓷结构基础，在烧结时不会坍塌，并保持各组分的联结。
[0043]
s400：将陶瓷坯体放入烧结炉，烧结，获得多孔陶瓷。
[0044]
可选地，烧结陶瓷坯体的方法为：以20-40℃/h升温到120℃，保温1-2h，以20-60
℃/h升温到280℃，保温1-2h，以40-80℃/h升温到360℃，保温2-4h，以50-90℃/h升温到450℃，保温1-2h，以80-150℃/h升温到600℃，保温1-2h，以200-300℃/h升温到900℃，保温1-2h，以70-140℃/h升温到1100-1250℃，保温1-2h，然后冷却至室温。使陶瓷坯体内部的可分解组分逐步分解形成气体挥发出来，逐步形成结构稳定的孔隙，未分解挥发的组分逐步加强联结，使形成的孔隙不容易坍塌。
[0045]
本发明还提供了上述制备方法制成的多孔陶瓷。
[0046]
本发明的多孔陶瓷制备方法，采用注浆成型工艺制备多孔陶瓷，根据多孔陶瓷浆料的组分的特性，优化了制作工艺，工艺简单，制备的多孔陶瓷结构均匀，强度高。
[0047]
以下为实施例说明。
[0048]
实施例1
[0049]
本实施例的多孔陶瓷浆料包括以下质量百分含量的组分：
[0050][0051]
以复合粉体的总质量为100％，复合粉体包括以下质量百分含量的组分：
[0052][0053]
本实施例的多孔陶瓷的制备方法，采用上述浆料制备多孔陶瓷，该多孔陶瓷的制备方法包括以下步骤：
[0054]
s100：按上述比例，称量325目的玻璃粉、300目的硅藻土、1000目的玻璃粉、堇青石、钾长石、氧化锆和淀粉，放入球磨机中，加入质量比为1：2的氧化锆球，球磨3小时，获得复合粉体。
[0055]
s200：按比例，将复合粉体与去离子水混合，机械搅拌制成水基浆料，再将聚丙烯酰胺，加入水基浆料，搅拌40min后，加入羧甲基纤维素钠，使用氨水调节浆料的ph为7，继续搅拌10h，获得陶瓷浆料，陶瓷浆料的固含量为50％。
[0056]
s300：将多孔陶瓷浆料注入预热的模具中，在45℃温度下干燥，然后脱模，获得陶瓷坯体。
[0057]
s400：将陶瓷坯体放入烧结炉，以30℃/h升温到120℃，保温1，以40℃/h升温到280℃，保温2h，以40℃/h升温到360℃，保温4h，以60℃/h升温到450℃，保温2h，以120℃/h升温到600℃，保温1h，以300℃/h升温到900℃，保温1h，以120℃/h升温到1150℃，保温2h，然后冷却至室温，获得多孔陶瓷。
[0058]
实施例2
[0059]
本实施例的多孔陶瓷浆料包括以下质量百分含量的组分：
[0060][0061]
以复合粉体的总质量为100％，复合粉体包括以下质量百分含量的组分：
[0062][0063][0064]
本实施例的多孔陶瓷的制备方法，采用上述浆料制备多孔陶瓷，该多孔陶瓷的制备方法包括以下步骤：
[0065]
s100：按上述比例，称量325目的玻璃粉、1000目的玻璃粉、1200目的玻璃粉、150目的硅藻土、300目的硅藻土、珍珠岩、堇青石、钾长石和淀粉，放入球磨机中，加入质量比为1：2的氧化锆球，球磨3小时，获得复合粉体。
[0066]
s200：按比例，将复合粉体与去离子水混合，机械搅拌制成水基浆料，再将聚乙烯亚胺，加入水基浆料，搅拌40min后，加入羧甲基纤维素钠，使用氨水调节浆料的ph为8，继续搅拌10h，获得陶瓷浆料，陶瓷浆料的固含量为45％。
[0067]
s300：将多孔陶瓷浆料注入预热的模具中，在65℃温度下干燥，然后脱模，获得陶瓷坯体。
[0068]
s400：将陶瓷坯体放入烧结炉，以35℃/h升温到120℃，保温1h，以28℃/h升温到
280℃，保温2h，以50℃/h升温到360℃，保温4h，以55℃/h升温到450℃，保温2h，以120-150℃/h升温到600℃，保温1h，以300℃/h升温到900℃，保温1h，以120℃/h升温到1180℃，保温2h，然后冷却至室温，获得多孔陶瓷。
[0069]
实施例3
[0070]
本实施例的多孔陶瓷浆料包括以下质量百分含量的组分：
[0071][0072]
以复合粉体的总质量为100％，复合粉体包括以下质量百分含量的组分：
[0073][0074][0075]
本实施例的多孔陶瓷的制备方法，采用上述浆料制备多孔陶瓷，该多孔陶瓷的制备方法包括以下步骤：
[0076]
s100：按上述比例，将200目的玻璃粉、325目的玻璃粉、600目的硅藻土、白粘土、堇青石、铝矾土、ps微球，放入球磨机中，加入质量比为1：2的氧化锆球，球磨3小时，获得复合粉体。
[0077]
s200：按比例，将复合粉体与去离子水混合，机械搅拌制成水基浆料，再将聚丙烯酰胺，加入水基浆料，搅拌40min后，加入羧甲基纤维素钠，使用氨水调节浆料的ph为8，继续搅拌10h，获得陶瓷浆料，陶瓷浆料的固含量为65％。
[0078]
s300：将多孔陶瓷浆料注入预热的模具中，在85℃温度下干燥，然后脱模，获得陶瓷坯体。
[0079]
s400：将陶瓷坯体放入烧结炉，以20℃/h升温到120℃，保温1h，以35℃/h升温到280℃，保温2h，以40℃/h升温到360℃，保温4h，以60℃/h升温到450℃，保温1-2h，以120℃/h升温到600℃，保温1h，以300℃/h升温到900℃，保温1h，以120℃/h升温到1200℃，保温2h，然后冷却至室温，获得多孔陶瓷。
[0080]
实施例4
[0081]
本实施例的多孔陶瓷浆料包括以下质量百分含量的组分：
[0082][0083][0084]
以复合粉体的总质量为100％，复合粉体包括以下质量百分含量的组分：
[0085][0086]
本实施例的多孔陶瓷的制备方法，采用上述浆料制备多孔陶瓷，该多孔陶瓷的制备方法包括以下步骤：
[0087]
s100：按上述比例，称量325目的玻璃粉、200目的玻璃粉、300目的硅藻土、600目的硅藻土、氧化锆、钾长石、珍珠岩和pmma，放入球磨机中，加入质量比为1：2的氧化锆球，球磨3小时，获得复合粉体。
[0088]
s200：按比例，将复合粉体与去离子水混合，机械搅拌制成水基浆料，再将聚乙烯二醇硬脂肪酸酯，加入水基浆料，搅拌40min后，加入羧甲基纤维素钠，使用氨水调节浆料的ph为9，继续搅拌10h，获得陶瓷浆料，陶瓷浆料的固含量为50％。
[0089]
s300：将多孔陶瓷浆料注入预热的模具中，在85℃温度下干燥，然后脱模，获得陶瓷坯体。
[0090]
s400：将陶瓷坯体放入烧结炉，以25℃/h升温到120℃，保温1.5h，以60℃/h升温到280℃，保温2h，以60℃/h升温到360℃，保温3h，以90℃/h升温到450℃，保温1h，以80℃/h升温到600℃，保温1.5h，以220℃/h升温到900℃，保温1h，以70℃/h升温到1250℃，保温1h，然后冷却至室温，获得多孔陶瓷。
[0091]
实施例5
[0092]
本实施例的多孔陶瓷浆料包括以下质量百分含量的组分：
[0093][0094]
以复合粉体的总质量为100％，复合粉体包括以下质量百分含量的组分：
[0095][0096]
本实施例的多孔陶瓷的制备方法，采用上述浆料制备多孔陶瓷，该多孔陶瓷的制备方法包括以下步骤：
[0097]
s100：按上述比例，称量200目的玻璃粉、1000目的玻璃粉、1200目的玻璃粉、150目的硅藻土、600目的白粘土、钾长石、铝矾土、淀粉和ps微球，放入球磨机中，加入质量比为1：2的氧化锆球，球磨3小时，获得复合粉体。
[0098]
s200：按比例，将复合粉体与去离子水混合，机械搅拌制成水基浆料，再将丙烯酸类共聚物，加入水基浆料，搅拌40min后，加入羧甲基纤维素钠，使用氨水调节浆料的ph为7，继续搅拌10h，获得陶瓷浆料，陶瓷浆料的固含量为40％。
[0099]
s300：将多孔陶瓷浆料注入预热的模具中，在80℃温度下干燥，然后脱模，获得陶瓷坯体。
[0100]
s400：将陶瓷坯体放入烧结炉，以40℃/h升温到120℃，保温1h，以50℃/h升温到280℃，保温1h，以70℃/h升温到360℃，保温4h，以50℃/h升温到450℃，保温1h，以95℃/h升温到600℃，保温1h，以200℃/h升温到900℃，保温1h，以75℃/h升温到1100℃，保温2h，然后冷却至室温，获得多孔陶瓷。
[0101]
将实施例1至5的多孔陶瓷进行性能检测，检测结果如表1所示。
[0102]
表1
[0103] 孔隙率％孔径um强度mpa实施例15911.521.5实施例2579.423.7实施例36212.319.2实施例46012.022.8实施例55910.721.3
[0104]
由上述测试结果可知，采用本发明的多孔陶瓷浆料，通过注浆成型的方法制备的多孔陶瓷孔隙率和强度高，孔径大小适用于作为雾化装置的雾化芯。
[0105]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0106]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。