[发明专利]一种多孔陶瓷材料造孔剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔陶瓷材料造孔剂及其制备方法，其原料为稻谷壳，其中含有碳27‑28.5wt％、二氧化硅65.9‑67.5wt％、氯化钙2.1‑2.3wt％、三氯化二铁0.1‑0.15wt％和氯化钾3.2‑3.4wt％。本发明通过对天然物质稻谷壳进行高温处理，形成碳化物，经破碎和过筛后，对所形成的碳化物进行造粒，形成造孔剂颗粒。本发明相比于有机造孔添加剂和无机造孔添加剂具有形状可控，烧结后无不良残留等特点。

技术领域

本发明属于有机材料技术领域，具体涉及一种多孔陶瓷材料造孔剂及其制备方法。

背景技术

多孔陶瓷具有气孔率高、强度好、物理和化学性质稳定、过滤精度高和再生性能好等优点。开口的多孔陶瓷具有良好的吸附、过滤、消除回声等作用，闭口的多孔陶瓷对热量、声音及固体和液体微粒的传递有着良好的阻隔作用。多孔陶瓷已经被广泛应用于载体、过滤和分离、吸音、隔热、生物工程和新能源材料等方面，多孔陶瓷材料中气孔的形状、大小、分布及孔隙率严重影响着多孔材料的性能。

现有技术中，多孔陶瓷的造孔方式多种多样，包括发泡工艺、添加造孔剂工艺、有机泡沫浸渍工艺、凝胶工艺及冷冻干燥等。其中添加成孔剂是多孔陶瓷制备多孔的最常用的方式之一。使用这种方式可以很好的控制气孔的形状、大小及气孔率。

目前多孔陶瓷的造孔剂主要包括有机添加剂和无机添加剂，有机造孔添加剂有这烧结后没有残留物等优点，但其有个明显的问题是在烧结过程中其气化的温度低，在烧结过程中难以保持气孔的形状，无机造孔剂恰好相反，能保持气孔的形状，但是无机造孔剂的残留物都难以去除，会对陶瓷主体带来较大的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种多孔陶瓷材料造孔剂。

本发明的另一目的在于提供上述多孔陶瓷材料造孔剂的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种多孔陶瓷材料造孔剂，其特征在于：其原料为稻谷壳，其中含有碳27-28.5wt％、二氧化硅65.9-67.5wt％、氯化钙2.1-2.3wt％、三氯化二铁0.1-0.15wt％和氯化钾3.2-3.4wt％。

在本发明的一个优选实施方案中，其中含有碳27-28.5wt％、二氧化硅65.9-67.4wt％、氯化钙2.18-2.2wt％、三氯化二铁0.1-0.12wt％和氯化钾3.3wt％。

在本发明的一个优选实施方案中，其粒径为20-100μm。

进一步优选的，其粒径为40-50μm。

上述多孔陶瓷材料造孔剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将稻谷壳在空气气氛下，于590-610℃热处理1-4h，随炉冷却至室温，获得第一产物；

(2)将第一产物破碎后过5000目筛，获得第二产物；

(3)将第二产物进行喷雾干燥制粒，先过300目筛，将透过的物料再过325目，所得未透过的物料即为所述多孔陶瓷材料造孔剂。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(1)为：将稻谷壳在空气气氛下，于600℃热处理1-4h，随炉冷却至室温，获得第一产物。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(2)中的破碎的方式为使用行星式球磨机进行破碎，行星式球磨机工艺参数为：配球为6mm陶瓷球，转速比：自转∶公转为2∶1，其公转转速为200rpm，球磨时间为12h。

在本发明的一个优选实施方案中，所述喷雾干燥制粒的具体工艺为：进风温度195-205℃，进料转速为45-55rpm，采用离心雾化方式，275-285m³/h气流，1.8-2.2Mpa压强。