[发明专利]一种纳米级多孔陶瓷用造孔剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种纳米级多孔陶瓷用造孔剂，其特征在于：所述造孔剂以微晶纤维素为原料，通过丙烯酸表面接枝改性制得，所述造孔剂的长度为100~200nm，直径为20~30nm。

2.权利要求1所述的纳米级多孔陶瓷用造孔剂的制备方法，其特征在于采取如下步骤：

（1）利用硫酸水溶液对微晶纤维素进行水解；

（2）将水解后的微晶纤维素真空过滤洗涤至中性，将洗涤后的微晶纤维素烘干，然后用蒸馏水配制成微晶纤维素水溶液；

（3）将微晶纤维素水溶液进行高压均质处理，从而制备获得纳米结晶纤维素水溶液；

（4）将得到的纳米结晶纤维素水溶液进行冷冻干燥，获得纳米结晶纤维素粉体；

（5）利用超声波处理将纳米结晶纤维素粉体均匀分散在乙醇的水溶液中，然后滴加丙烯酸对纳米结晶纤维素进行表面改性，改性后的纳米结晶纤维素用无水乙醇洗涤；

（6）将洗涤后的改性纳米结晶纤维素在45℃条件下干燥至含水率小于1.0%，制得纳米级多孔陶瓷用造孔剂。

3.根据权利要求2所述的纳米级多孔陶瓷用造孔剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中微晶纤维素的聚合度为200~220，分子量为33000-35000。

4.根据权利要求2所述的纳米级多孔陶瓷用造孔剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中微晶纤维素与硫酸水溶液的质量比为1:4-1:8，硫酸水溶液的质量分数为5-10%，水解条件为：在60℃、转速30r/min的条件下，水解2-3h。

5.根据权利要求2所述的纳米级多孔陶瓷用造孔剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的烘干是将洗涤后的微晶纤维素在40~45℃的条件下烘干至含水率小于1.0%。

6.根据权利要求2所述的纳米级多孔陶瓷用造孔剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中用蒸馏水配制成的微晶纤维素水溶液的质量分数为1.0~2.0%。

7.根据权利要求2所述的纳米级多孔陶瓷用造孔剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中高压均质处理的条件为：压强为100MPa，循环次数为10~15次，每次处理量为100~200mL。

8.根据权利要求2所述的纳米级多孔陶瓷用造孔剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中冷冻干燥的温度为-50℃、时间为48h。

9.根据权利要求2所述的纳米级多孔陶瓷用造孔剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中，将纳米结晶纤维素粉体在功率为300w的条件下超声波处理15s使其均匀分散于质量分数为75%的乙醇-水溶液中；每改性1.0g纳米结晶纤维素需100mL乙醇-水溶液并滴加6~9mL丙烯酸，所述表面改性的反应温度为70℃，反应时间为3h，机械搅拌转速为200r/min；表面改性后利用无水乙醇洗涤纳米结晶纤维素3次以除去残留的化学药品；表面改性的反应方程式如下：

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10.权利要求1所述的纳米级多孔陶瓷用造孔剂应用于以Al₂O₃、SiC、SiO₂为骨料的陶瓷材料基体，其特征在于：所述纳米级多孔陶瓷用造孔剂的添加量为0.5wt%-20wt%，在搅拌转速为180r/min的条件下，机械搅拌10min，使纳米级多孔陶瓷用造孔剂在陶瓷材料基体中均匀分散。