[发明专利]一种泡沫陶瓷材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷材料制备技术领域，具体涉及一种泡沫陶瓷材料的制备方法。

背景技术

泡沫陶瓷材料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。自美国发明了利用氧化铝、高岭土等陶瓷料浆成功研制出泡沫陶瓷，用于铝合金铸造过滤之后，英、日、德、瑞士等国家竞相开展了研究，生产工艺日益先进，技术装备越来越向机械化、自动化发展，已研制出多种材质，适合于不同用途的泡沫陶瓷过滤器如Al₂O₃、ZrO₂、SiC、氮化硅、硼化物等高温泡沫陶瓷，有的还加入了一定的矿物，如莫来石、堇青石、粉煤灰、煤矸石等，产品已系列化、标准化，形成了一个新兴产业。近年来，泡沫陶瓷材料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。泡沫陶瓷材料的广泛应用已引起了全球材料界的高度重视。

将陶瓷废料作为主要原料，制备泡沫陶瓷材料（如泡沫保温砖、轻质陶粒等）是一种资源化利用较充分的技术方法。目前国内外主要采用两种方法，以陶瓷废料作为主要原料来制备泡沫陶瓷材料。第一种方法是以陶瓷废料为主，另添加粘土类矿物、粉煤灰、石英类矿物、长石类矿物等，再加以适量添加剂、发泡剂（石墨、碳化物、硼化物、碳酸盐、硫酸盐等）和助磨剂，经破碎、球磨、干燥和成型后，在1000～1300℃条件下热处理10～60min制得，但是，采用该法很难制得轻质和低导热系数的泡沫陶瓷材料；第二种方法是以陶瓷废料为主，另加入废或碎玻璃、工业添加剂和发泡剂等，经破碎、球磨、干燥和成型，在800～1100℃热处理发泡制得泡沫陶瓷材料，但受材料矿物特质的影响，仍很难制得轻质、导热系数低沫陶瓷材料。

因此，制备轻质，导热系数低的泡沫陶瓷体，拓宽和开发泡沫陶瓷在国内各行业中的应用，无疑是十分必要的。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对目前将陶瓷废料作为主要原料，制备泡沫陶瓷材料是一种资源化利用较充分的技术方法，但是采用该法很难制得轻质和低导热系数的泡沫陶瓷材料的缺陷，提供了一种泡沫陶瓷材料的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）取丝瓜络放入沼气池中浸泡后取出，将浸泡后的丝瓜络用水冲洗后烘干，再将烘干后的丝瓜络粉碎成小块，即得预处理丝瓜络小块，备用；

（2）称取葡萄和柠檬捣碎处理，得到混合捣碎物，将混合捣碎物和水混合后加热升温，搅拌混合得到混合液，将混合液离心处理，分离得到上层液；

（3）将上层液和多巴胺溶液混合后得到浸渍液，将备用的预处理丝瓜络小块浸入浸渍液中，超声振荡浸渍后取出，得到浸渍改性丝瓜络小块，备用；

（4）按等质量比将黏土类矿物和粉煤灰混合后得到复合料，将复合料浸入水中浸泡，浸泡结束后取出，并立即用液氮喷淋冷冻复合料，再将冷冻后的复合料研磨，得到复合料粉末；

（5）将上述复合料粉末和盐酸混合后放置在摇床上振荡反应，反应结束后过滤分离得到滤液，将备用的浸渍改性丝瓜络小块和滤液混合后，微波振荡处理；

（6）待上述微波振荡结束后，过滤分离得到滤渣，将滤渣放入马弗炉中，加热升温至500～600℃，保温煅烧1～2h，得到中空网络状陶瓷粉；

（7）按重量份数计，称取40～50份陶瓷废料、30～40份上述中空网络状陶瓷粉、3～5份碳酸钙、3～5份石墨混合后注入模具得到陶瓷坯料，将陶瓷坯料移入高温烧结炉中，保温烧结后出料，即可得到泡沫陶瓷材料。

步骤（1）中所述的浸泡时间为1～2天，粉碎后的小块粒径为1～2cm。

步骤（2）中所述的葡萄和柠檬的质量比为1:2，混合捣碎物和水的质量比为1:10，加热升温的温度为45～55℃，离心处理转速为4000～5000r/min，离心处理时间为10～15min。

步骤（3）中所述的多巴胺溶液的质量浓度为3g/L，上层液和多巴胺溶液的质量比为1:2，超声振荡浸渍功率为200～300W，超声振荡浸渍频率为30～40kHz，超声振荡浸渍时间为1～2h。

步骤（4）中所述的浸泡时间为10～12h，液氮喷淋冷冻时间为1～2min，研磨时间为1～2h。

步骤（4）中所述的黏土类矿物为高岭石、石脂、蒙脱石、蛭石、伊来石和水铝英石中的一种或多种的混合物，混合时按任意比例配比。