[发明专利]一种具有多孔结构的碳化硅材质散堆填料及其制备方法

说明书

本发明主要涉及化工填料领域，具体为一种具有多孔结构的碳化硅材质散堆填料及其制备方法。散堆填料材质为碳化硅，结构为多孔。按质量百分比计，该填料的材料组成主要为碳化硅(70％～100％)、碳(0～15％)、硅(0～30％)、二氧化硅(0～10％)。该填料具有下列特点：1、具有比普通氧化物陶瓷填料更优良的耐腐蚀性能，可长期在硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸等腐蚀环境中工作；2、填料可以具有三维连通的孔隙结构，该孔隙可以为类正十四面体的泡沫状结构，也可为四边形或六边形等孔型；3、散堆碳化硅填料孔隙发达、比表面积大、密度小、精馏效率优于普通的陶瓷填料。

技术领域：

本发明主要涉及化工填料领域，具体为一种具有多孔结构的碳化硅材质散堆填料及其制备方法。新型多孔碳化硅填料具有耐腐蚀、比表面积大，精馏效率高、密度低等特征，可广泛应用于各种强腐蚀环境下的高效精馏或提浓。

背景技术：

陶瓷填料具有良好的耐酸碱腐蚀、耐高温、耐磨等性能，因此在高温、腐蚀等严苛环境的精馏提纯过程中有较广泛的应用。普通的陶瓷填料多数强度低、比表面积及压降不太理想，从而影响提纯、浓缩效率。增强陶瓷填料性能的方式多为提高比表面积和孔隙率，具体的技术路线主要有两种：1、如中国实用新型专利(公开号为CN208526640U)提供一种散堆陶瓷填料，所述的筒状陶瓷填料制备路线，以致密陶瓷填料为主体，通过在填料上开孔、加翅片的方式提高比表面积、降低流动阻力；2、如中国发明专利(公开号CN1456386A)提供用于化工塔器内的泡沫状陶瓷填料，所述的技术路线，通过制备多孔陶瓷提高陶瓷填料的比表面积，改善精馏效率。但上述专利往往仅停留在设计层面，未给出具体的制备技术路线，实际操作中的可行性及性价比未可知。

此外，目前专利中所述陶瓷材质的主要化学成分是氧化铝和氧化硅，该材质可以耐受普通的腐蚀环境，但在高热、高浓度无机酸、含氟酸性环境、高温有机酸等特殊严苛环境中，硅铝陶瓷的腐蚀速度明显加快，不能满足稳定生产的要求。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种大比表面积、高效、低压降、耐严苛腐蚀环境的具有多孔结构的碳化硅材质散堆填料及其制备方法，该填料能够满足特殊腐蚀环境下精馏、提浓生产过程对于高效、长寿命填料的需求。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种具有多孔结构的碳化硅材质散堆填料，按质量百分比计，该填料的材料组成主要为碳化硅(70％～100％)、碳(0～15％)、硅(0～30％)、二氧化硅(0～10％)。

所述的具有多孔结构的碳化硅材质散堆填料，散堆碳化硅填料具有多孔结构，孔直径在0.2～10mm之间，孔形状为近正十四面体的三维连通结构，或者为其它孔型。

所述的具有多孔结构的碳化硅材质散堆填料，散堆碳化硅填料为简单的平板型、圆柱型或环管型，或者为较复杂的球壳型、矩鞍型、弧鞍型或θ型，包括但不限于上述构型。

所述的具有多孔结构的碳化硅材质散堆填料的制备方法，散堆碳化硅填料通过以下过程制备：

(1)原料准备

将固体颗粒粉末、高分子材料、固化剂按质量百分比例(85wt％～15wt％)∶(20wt％～90wt％)∶(0.5wt％～108wt％)共混于有机溶剂中，充分混匀后得陶瓷料浆，其中有机溶剂的含量为10wt％～65wt％；将陶瓷料浆利用喷涂或者浸渍、刷浆的方式涂覆在有机网上，50℃热风烘干备用；

其中，固体颗粒粉末是碳化硅粉、硅粉、二氧化硅粉、碳粉或者两种以上的混合粉末；高分子材料选用环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、糠醛树脂之一种或两种以上；固化剂为：对甲苯磺酸、六次甲基四胺、草酸、柠檬酸中的一种或两种以上的混合；有机溶剂为乙醇、乙二醇、甲醛、丙酮的一种或两种以上的混合；有机网为具有近正十四面体结构的聚氨酯泡沫塑料，或者为由有机纤维编织的多孔网；

(2)成型