[发明专利]牢固的低密度陶瓷

权利要求书

1.一种陶瓷支撑剂，所述陶瓷支撑剂包含多个烧结球形粒料，并且所述陶瓷支撑剂由前体混合物经由混合形成粒料的步骤制备，所述前体混合物包含：第一组分，所述第一组分选自氧化铝、含氧化铝的矿物、无机盐、其中金属不全是铝的金属氧化物、不纯的氧化铝以及它们的混合物，其中如果所述第一组分包含氧化铝或无机盐，则它必须包含至少一种其它的第一组分；以及第二组分，所述第二组分包含硼源，

其中，所述前体混合物还包含第三组分，所述第三组分选自由以下各项组成的第三组：硅灰石、硅酸镁、橄榄石、二氧化硅、碳化硅、氮化硅；钙、钾、钠、钡、镁、铁、锌、锂和铵的氧化物、氯化物、氮化物、亚硝酸盐、碳化物、碳酸盐、碳酸氢盐、氟化物、萤石、硫酸盐和磷酸盐；白云石、氧化钛以及它们的混合物，

其中在所述混合形成粒料的步骤之后，将抛光剂添加到混合器中并继续旋转，所述抛光剂具有与所述前体混合物相同的组成，其中所述抛光剂/所述粒料为0.5至50重量百分比，并且抛光剂粒子小于0.044mm，有至少90％在3-12微米范围内，其中所述前体混合物具有折干计为98∶30至2∶70的氧化铝-氧化硼重量比，并且所述前体混合物含有折干计为0.5-70重量％的二氧化硅，其中使用所述前体混合物为100％，

其中所述支撑剂至少包含：第一相，所述第一相选自由硼酸铝，和硼酸铝和/或硼硅酸铝与氧化铝和硅酸铝的固溶体组成的组；和第二相，所述第二相增加强度和/或降低密度，并且

其中所述陶瓷支撑剂还包含具有相同或不同树脂的两个树脂包覆层。

2.根据权利要求1所述的陶瓷支撑剂，其中所述第一组分选自铝土矿、高岭石、粘土、氧化铝、氢氧化铝、含氧化铝的冶金矿渣、云母、含氧化铝的流化床裂化催化剂粒子、硅酸铝、氧化铝氯化物、氧化铝氮化物、氧化铝硫酸盐、氧化铝氟化物、氧化铝碘化物、氧化铝溴化物、硼酸铝、硼硅酸铝、飞灰、以及它们的混合物。

3.根据权利要求1所述的陶瓷支撑剂，其中所述第二组分选自硼酸、氧化硼、含水四硼酸盐、无水四硼酸盐、氮化硼、碳化硼、硬硼酸钙石、硼酸铝、硼酸锌、硼酸钙、硼酸镁、以及它们的混合物。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的陶瓷支撑剂，其还包含一种或多种纤维，所述纤维选自：有机纤维、无机纤维和由矿渣制备的纤维。

5.根据权利要求1所述的陶瓷支撑剂，其中所述树脂选自环氧树脂和酚醛树脂。

6.根据权利要求5所述的陶瓷支撑剂，其中所述环氧树脂是亚异丙基二苯酚-表氯醇树脂。

7.一种制备根据前述权利要求中任一项所述的陶瓷支撑剂的方法，所述方法包括以下步骤：将一种或多种所述第一组分与一种或多种所述第二组分合并，如果存在一种或多种所述第三组分，则将一种或多种所述第一组分、一种或多种所述第二组分和一种或多种所述第三组分合并，从而形成前体混合物；添加以所述前体混合物的重量计为5-25％的水；在具有可旋转的水平或者倾斜台和可旋转的冲击式叶轮的装置中混合，以形成粒料；以及在1300-1600℃煅烧，

其中在所述混合形成粒料的步骤之后，将抛光剂添加到混合器中并继续旋转，所述抛光剂具有与所述前体混合物相同的组成，其中所述抛光剂/所述粒料为0.5至50重量百分比，并且抛光剂粒子小于0.044mm，有至少90％在3-12微米范围内，并且

其中所述前体混合物具有折干计为98∶30至2∶70的氧化铝-氧化硼重量比，并且所述前体混合物含有折干计为0.5-70重量％的二氧化硅，其中使用所述前体混合物为100％。

8.根据权利要求7所述的方法，其中在形成所述前体混合物之前，通过预煅烧使所述前体混合物中的至少一种组分至少部分地脱水。

9.根据权利要求8所述的方法，其中在所述预煅烧步骤之前，将所述前体混合物中的至少一种组分研磨以促进脱水。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中所述前体混合物还含有粘合剂和分散剂中的一种或多种。

11.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中在所述混合之前，并且如果进行预煅烧，则在所述预煅烧之后，将所述前体混合物中的至少一种组分粉碎，以使至少90％的所述组分小于0.044mm。

12.一种压裂地层的方法，所述方法包括：将流体以足以压裂所述地层的速率和压力注入到所述地层中，所述流体含有支撑剂，所述支撑剂具有根据权利要求1至6中至少一项所述的组成。