[发明专利]一种真空发泡工艺制备的载银的梯度多孔陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷领域，尤其涉及一种真空发泡工艺制备的载银的梯度多孔陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

梯度多孔陶瓷是一类具有孔径或气孔率定向梯度分布的多孔陶瓷，可以采用多种工艺制备，如干压法、牺牲模板法、离心法、定向浸润法、注射成型等。然而上述制备工艺存在工艺复杂、样品形状简单和成本难控制等不足。注浆成型法是一种较好的制备多孔材料的方法，但是其制备的样品气孔率范围过窄。发泡法是一种制备高气孔率陶瓷材料的常见制备工艺，通过发泡法可以实现超过90%的超高气孔率，但如何实现梯度结构是一大难题。

最近，作者YAO D X等人在“Gradient porous silicon ni-tride prepared via vacuum foaming and freeze drying”一文中，采用真空发泡法制备具有明显梯度多孔结构的氮化硅多孔陶瓷，并获得了较好的效果。但该方法采用的冷冻干燥工艺耗时长、耗能多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有广谱抗菌活性的真空发泡工艺制备的载银的梯度多孔陶瓷材料及其制备方法。

为了实现上述的目的，本发明采用如下的技术方案：

一种真空发泡工艺制备的载银的梯度多孔陶瓷材料，其特征在于，首先将废瓷砖破碎、湿法球磨、干燥，得到废瓷粉；其次制备的载银废瓷粉和淀粉乙酸酯；然后以淀粉乙酸酯和阿拉伯胶为粘结剂，没食子酸正丙酯为发泡剂制备陶瓷浆料；最后将浆料注入底部为石膏的模具中，抽真空保压并恒温保存，浆料在低压下会形成孔径梯度结构，高温烧结，得到真空发泡工艺制备的载银的梯度多孔陶瓷材料。

所述的真空发泡工艺制备的载银的梯度多孔陶瓷材料，其特征在于，其由如下步骤制备而成：

（1）将废瓷砖采用破碎机进行初步破碎处理，再经湿法球磨，烘干，粉碎过筛得到200-250目的粉末，得到废瓷粉；

（2）分别将磷酸氢二铵和四水合硝酸钙配成等摩尔的溶液，再分别用氨水调节溶液的pH为10.5-11.5，得到磷酸氢二铵溶液和硝酸钙溶液；将硝酸银加入到硝酸钙溶液中，室温下磁力搅拌至完全溶解，加入废瓷粉，超声震荡50-60min，得到混合液；将磷酸氢二铵溶液以1-2滴/s的速率缓慢滴加到混合液中，置于65-75℃恒温水浴中，恒温磁力搅拌反应6-8h，离心、洗涤、干燥，得到载银废瓷粉；

（3）将小麦淀粉充分干燥，加入到8-10倍重量份的DMF，在搅拌的条件下升温到130-140℃，恒温磁力搅拌4-5h，降温到60-65℃，依次滴加0.9-1.1倍重量份的乙酸酐和3-4倍重量份的吡啶，滴加完后升高温度至90-100℃，恒温磁力搅拌反应10-12h，冷却，倾入10-15℃的水中沉淀，过滤、洗涤至中性，干燥，得到淀粉乙酸酯；

（4）将载银废瓷粉、淀粉乙酸酯、阿拉伯胶、聚乙二醇、聚萘甲醛磺酸钠盐和去离子水以1：0.12-0.15：0.08-0.1：0.03-0.04：0.002-0.003：2-3的质量比混合，加入到球磨机中，球磨机转速为600-800r/min的条件下球磨混合4-5h；加入0.04-0.05倍重量份的没食子酸正丙酯，混合搅拌至均匀，调节体系的pH值至9-10，球磨机转速为300-400r/min的条件下，继续球磨混合2-3h，得到陶瓷浆料

（5）将搅拌均匀的浆料浇注在底部为石膏的模具内，然后将模具置于真空干燥箱中，保持温度为30-35℃，抽真空并保压，保持环境气压为8-10kPa；待坯体干燥后脱模取出，将胚体放入马弗炉中，空气氛围下，以4-5℃/min速率升温至600℃，保温2h，然后在0.4-0.5MPa气压下氮气环境中以8-10℃/min速率升温至1100℃，保温30-40min，最后以2-3℃/min速率升温到1500℃，保温60-80min，自然冷却至室温，得到一种真空发泡工艺制备的载银的梯度多孔陶瓷材料。

所述的真空发泡工艺制备的载银的梯度多孔陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中控制金属与磷的摩尔比(n(Ca)+n(Ag))/n(P)为1.67。

所述的真空发泡工艺制备的载银的梯度多孔陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中废瓷粉与硝酸钙溶液的质量比为1：5-6。

通过上述的技术方案，本发明的有益效果是：