技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于蜂窩陶瓷技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種高濕坯強(qiáng)度蜂窩陶瓷的制備方法。

背景技術(shù)：

蜂窩陶瓷由于具有比表面積大，熱容量大，熱膨脹系數(shù)小，耐高溫?zé)煔鉀_刷，耐熱震等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于制備蓄熱體、催化劑及其載體以及陶瓷膜載體。特別是在蓄熱式燃燒技術(shù)領(lǐng)域，蓄熱式蜂窩陶瓷在各種類型的工業(yè)窯爐上應(yīng)用廣泛。

在蜂窩陶瓷的生產(chǎn)過(guò)程中，蜂窩陶瓷的原料組成決定蜂窩陶瓷的性能，其中結(jié)合劑的選擇直接影響蜂窩陶瓷生產(chǎn)中坯體的強(qiáng)度，關(guān)系蜂窩陶瓷生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)易。目前在蜂窩陶瓷蓄熱體的生產(chǎn)過(guò)程中，由于濕坯強(qiáng)度較低，在擠出成型階段難以支持產(chǎn)品的自重，從而限制了大尺寸的陶瓷蜂窩的制備;此外由于強(qiáng)度較低，搬運(yùn)過(guò)程中容易出現(xiàn)濕坯的破裂或變形，導(dǎo)致成品率降低，這也是蜂窩陶瓷行業(yè)需要解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜和環(huán)境友好的高濕坯強(qiáng)度蜂窩陶瓷的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種高濕坯強(qiáng)度蜂窩陶瓷的制備方法，其特征在于：其制備包括以下步驟：

（1）蜂窩陶瓷粉體的制備;

（2）混合練泥

在粉體中加入3-6wt%木質(zhì)素和3-6wt%聚氧化乙烯繼續(xù)混合攪拌0.5h，接著在捏合機(jī)加入10~20wt%的水和2-5wt%的桐油捏合成泥料，將泥料在擠出機(jī)中練泥，制成密實(shí)的泥塊，將泥塊陳腐12-24小時(shí)；

（3） 擠出成型

將泥塊在擠出機(jī)中擠出制成所需規(guī)格的蜂窩陶瓷濕坯；

（4）干燥

將濕坯在90℃的熱風(fēng)環(huán)境中干燥12h；

（5） 燒成

在上述濕坯干燥后，切割成規(guī)定尺寸，在1000-1400℃燒結(jié)2h。

如上所述一種高濕坯強(qiáng)度蜂窩陶瓷的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）蜂窩陶瓷粉體的制備為將10-60 wt%的莫來(lái)石，10-40 wt%的堇青石，2-20 wt%的剛玉，1-20 wt%的粘土混合攪拌1-3h。

如上所述一種高濕坯強(qiáng)度蜂窩陶瓷的制備方法，其特征在于：所述木質(zhì)素為木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣，以及兩者的組合。

如上所述一種高濕坯強(qiáng)度蜂窩陶瓷的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中泥塊陳腐溫度為5-30℃，相對(duì)濕度為50-90%。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣為多分散性的不均勻陰離子聚電解質(zhì)，吸附有其含有的金屬離子，在高溫下生成的低熔相可以降低蜂窩陶瓷的燒結(jié)溫度，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約能源。

（2）本發(fā)明木將質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣直接用于蜂窩陶瓷的制備，不用對(duì)其處理加工，使生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)易控制。

（3）以木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣具有減結(jié)合劑應(yīng)用于蜂窩陶瓷，能顯著改善操作性能，并有減水、增強(qiáng)、防止龜裂等良好效果，其固化后復(fù)雜的三維網(wǎng)絡(luò)互穿結(jié)構(gòu)可以提高蜂窩陶瓷坯體強(qiáng)度，并且木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣中含有大量羥基，能與聚氧化乙烯中的羥基之間形成氫鍵，與聚氧化乙烯實(shí)現(xiàn)相容共混，增強(qiáng)坯體結(jié)合力，提高坯體強(qiáng)度：擠出濕坯耐壓強(qiáng)度為0.3~1.01MPa，使其可以支撐自生重量用于大尺寸的陶瓷蜂窩的制備，并且減少運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生變形和破裂的情況，有助于生產(chǎn)工藝流程順利進(jìn)行。

（4）本發(fā)明木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣來(lái)源于紙漿廢液，價(jià)格便宜，以其為原料制備蜂窩陶瓷不僅降低了原材料的成本，且同時(shí)對(duì)紙漿廢液進(jìn)行了利用，減少了環(huán)境污染。

因此，本發(fā)明使用木質(zhì)素作為結(jié)合劑能提高濕坯強(qiáng)度，降低蜂窩陶瓷的燒結(jié)溫度，并且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜和環(huán)境友好。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體的實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

實(shí)施例1

將60 wt%的莫來(lái)石，20 wt%的堇青石，10 wt%的剛玉，10 wt%的粘土混合攪拌3h得到蜂窩陶瓷粉體，加入3wt%木質(zhì)素磺酸鈣和1wt%的聚氧化乙烯，繼續(xù)混合攪拌0.5h，在捏合機(jī)加入10wt%的水和5wt%的桐油捏合成泥料；將泥料在擠出機(jī)中練泥，制成密實(shí)的泥塊；將泥料在30℃相對(duì)濕度為90%的環(huán)境中陳腐24小時(shí)后，由擠出機(jī)制成所需規(guī)格的蜂窩陶瓷；濕坯強(qiáng)度為0.6Mpa，蜂窩陶瓷在90℃的熱風(fēng)環(huán)境中干燥12h后強(qiáng)度為1.7MPa，在1400℃燒結(jié)2h得到成品強(qiáng)度為35MPa。

實(shí)施例2

將50 wt%的莫來(lái)石，30 wt%的堇青石，10 wt%的剛玉，10 wt%的粘土混合攪拌1h得到蜂窩陶瓷粉體，加入4wt%木質(zhì)素磺酸鈉和1wt%的聚氧化乙烯,繼續(xù)混合攪拌0.5h，在捏合機(jī)加入16wt%的水和5wt%的桐油捏合成泥料；將泥料在擠出機(jī)中練泥，制成密實(shí)的泥塊；將泥料在30℃相對(duì)濕度為90%的環(huán)境中陳腐24小時(shí)后，由擠出機(jī)制成所需規(guī)格的蜂窩陶瓷；濕坯強(qiáng)度為0.48Mpa，蜂窩陶瓷在90℃的熱風(fēng)環(huán)境中干燥12h后強(qiáng)度為1.65MPa，在1250℃燒結(jié)2h得到成品強(qiáng)度為27.6MPa。

實(shí)施例3

將50 wt%的莫來(lái)石，20 wt%的堇青石，10 wt%的剛玉，20 wt%的粘土混合攪拌2h得到蜂窩陶瓷粉體，加入4wt%木質(zhì)素磺酸鈣和1wt%的聚氧化乙烯,繼續(xù)混合攪拌0.5h，在捏合機(jī)加入18wt%的水和3wt%的桐油捏合成泥料；將泥料在擠出機(jī)中練泥，制成密實(shí)的泥塊；將泥料在30℃相對(duì)濕度為80%的環(huán)境中陳腐24小時(shí)后，由擠出機(jī)制成所需規(guī)格的蜂窩陶瓷；濕坯強(qiáng)度為0.92Mpa，蜂窩陶瓷在90℃的熱風(fēng)環(huán)境中干燥12h后強(qiáng)度為2.57MPa，在1100℃燒結(jié)2h得到成品強(qiáng)度為42.7MPa。

實(shí)施例4

將60 wt%的莫來(lái)石，10 wt%的堇青石，20 wt%的剛玉，10 wt%的粘土混合攪拌2h得到蜂窩陶瓷粉體，加入3wt%木質(zhì)素磺酸鈣和1wt%的聚氧化乙烯,繼續(xù)混合攪拌0.5h，在捏合機(jī)加入10wt%的水和5wt%的桐油捏合成泥料；將泥料在擠出機(jī)中練泥，制成密實(shí)的泥塊；將泥料在30℃相對(duì)濕度為70%的環(huán)境中陳腐24小時(shí)后，由擠出機(jī)制成所需規(guī)格的蜂窩陶瓷；濕坯強(qiáng)度為0.38Mpa，蜂窩陶瓷在90℃的熱風(fēng)環(huán)境中干燥12h后強(qiáng)度為2.7MPa，在1300℃燒結(jié)2h得到成品強(qiáng)度為25.6MPa。

實(shí)施例5

將60 wt%的莫來(lái)石，20 wt%的堇青石，10 wt%的剛玉，10 wt%的粘土混合攪拌2h得到蜂窩陶瓷粉體，加入3wt%木質(zhì)素磺酸鈣和2wt%的聚氧化乙烯,繼續(xù)混合0.5h，在捏合機(jī)加入13wt%的水和5wt%的桐油捏合成泥料；將泥料在擠出機(jī)中練泥，制成密實(shí)的泥塊；將泥料在30℃相對(duì)濕度為90%的環(huán)境中陳腐24小時(shí)后，由擠出機(jī)制成所需規(guī)格的蜂窩陶瓷；濕坯強(qiáng)度為0.35Mpa，蜂窩陶瓷在90℃的熱風(fēng)環(huán)境中干燥12h后強(qiáng)度為1.83MPa，在1200℃燒結(jié)2h得到成品強(qiáng)度為25.4MPa。

實(shí)施例6

將40 wt%的莫來(lái)石，40 wt%的堇青石，10 wt%的剛玉，10 wt%的粘土混合攪拌2h得到蜂窩陶瓷粉體，加入2wt%的木質(zhì)素磺酸鈉和1.5%的木質(zhì)素磺酸鈣以及和1wt%的聚氧化乙烯繼續(xù)混合攪拌0.5h，在捏合機(jī)加入15wt%的水和5wt%的桐油捏合成泥料；將泥料在擠出機(jī)中練泥，制成密實(shí)的泥塊；將泥料在30℃相對(duì)濕度為90%的環(huán)境中陳腐24小時(shí)后，由擠出機(jī)制成所需規(guī)格的蜂窩陶瓷；濕坯強(qiáng)度為0.68Mpa，蜂窩陶瓷在90℃的熱風(fēng)環(huán)境中干燥12h后強(qiáng)度為1.74MPa，在1100℃燒結(jié)2h得到成品強(qiáng)度為37.6MPa。