[发明专利]以改性蔗糖为结合剂制备免烧成SiC-Si3

说明书

本发明公开了以改性蔗糖为结合剂制备免烧成SiC‑Si₃N₄复相耐高温材料的方法，其中，在以Si₃N₄、SiC为固体原料的基础上，外加结合剂水溶液，制备SiC‑Si₃N₄复相耐高温材料，所述结合剂水溶液为B₄C改性蔗糖水溶液。按照本发明方法制得的材料与以酚醛树脂为结合剂得到材料的性能相当，并且，在制备过程中避免了大量刺鼻气味甚至是苯并吡和甲醛等致癌物的释放；同时，得到的材料抗热震性能优异，在常温和中温(800℃)条件下的抗冲蚀磨损性能也有明显提升，在不同温度下的抗折强度明显提高，并且，具有非常优异的抗氧化性能。

技术领域

本发明属于耐高温材料领域，尤其涉及SiC-Si₃N₄复相耐高温材料，具体地，涉及以改性蔗糖为结合剂制备免烧成 SiC-Si₃N₄复相耐高温材料的方法。

背景技术

SiC-Si₃N₄耐火材料是一种以SiC为主要原料，Si₃N₄为结合相的高级耐火材料。自1955年由美国Casrborundum公司研制成功后，这种耐火材料已经广泛应用于多种高温环境中，其中在铝电解槽内衬中应用最为广泛(高翔,2010；格罗泰姆,1994)。

传统的SiC-Si₃N₄复相耐火材料的制备工艺是在SiC颗粒中加入Si粉混合压制成型后，置于N₂气氛窑炉中于1450℃左右氮化烧成。这个生产过程使得SiC-Si₃N₄复相耐火材料在目前的市场中优势不再突出。所以，利用免烧成技术制备SiC-Si₃N₄复相耐火材料已经势在必行。

耐火材料的免烧成技术的思想是利用材料使用过程中的高温环境实现对材料的烧成过程(Yang D-X,2014；茹红强, 2013；王宝辰,2013)。使用免烧成技术制备SiC-Si3N4耐火材料可以有效避免烧成过程中造成的产品质量不稳定的现象，还可以有效降低材料制备成本。

金属冶炼等行业每年消耗大量的耐火材料(Angeles G, 2006；Li X,2012；OtrojS,2011)包括烧成和免烧成耐火材料。其中免烧成耐火材料主要通过加入结合剂使其使用强度，结合剂对免烧成耐火材料的性能及应用都有着重要影响。

目前，在耐火材料的免烧成制备过程中使用的结合剂多为酚醛树脂类(Chen J,2014；Huang J,2014)和沥青(赵会敏, 2004)。在使用过程中会产生大量刺鼻气味甚至是苯并吡和甲醛等致癌物。

在强调“以人为本”的和谐社会，应该避免此类污染物对人的生产和生活所带来的严重影响。因此，我们急需要寻找新型环保结合剂来替代酚醛树脂。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，

本发明一方面提供了一种以改性蔗糖为结合剂制备免烧成SiC-Si₃N₄复相耐高温材料的方法，具体体现在以下几个方面：

(1)以改性蔗糖为结合剂制备免烧成SiC-Si₃N₄复相耐高温材料的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

步骤1、配制结合剂水溶液，其中，所述结合剂水溶液为 B₄C改性蔗糖水溶液；

步骤2、混料：提供Si₃N₄和SiC的固体原料，并将其与步骤1配制的结合剂水溶液进行混合；