CN102166784A - 凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的生产方法，其技术方案的要点是，先将配料混合后进行搅拌并静置，将静置后的坯料压制成凹凸棒多孔陶瓷的坯体，并进行自然干燥、缓慢烘干、中温烧成、中高温烧成和高温烧成阶段，烧成后的坯体缓慢进行冷却，包装为凹凸棒多孔陶瓷的成品。凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的配料由凹凸棒石粘土、熟焦宝石、硅藻土、植物秸杆粉、煤粒、超细聚乙烯醇粉末、碳酸钠、十二烷基硫酸钠和水组成。凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的生产方法是集造孔、发泡和凝胶法为一体的生产方法，使用凹凸棒多孔陶瓷压制法成形生产的多孔陶瓷产品，气孔体积可达总体积的55％以上，本发明的生产方法适用于机械化大规模生产多孔陶瓷制品。

Description

凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的生产方法

技术领域

本发明涉及陶瓷制品，具体涉及一种凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的生产方法。

背景技术

随着科技和工业化生产的发展，能源、资源、三废治理等问题更加受到重视，多孔陶瓷材料由于具有孔隙率高、透气阻力小、可控孔径、清洗再生方便以及耐高温、高压、耐化学介质腐蚀等特点，目前已在石油、化工、制药、食品、环保和水处理等领域得到广泛应用。尤其是生物化工、精细化工、能源材料等高技术领域的迅速发展，对液、固分离技术的研究和开发提出更高的要求，高分离精度、高运行效率的多孔过滤技术及多孔陶瓷过滤材料愈来愈引起人们的重视。

压制法成形生产的陶瓷坯体要求水分低，坯体致密，干燥收缩小，产品的形状尺寸准确和质量高，在普通的陶瓷工艺中很容易达到上述条件，但对于生产多孔陶瓷产品，不但要求坯体制作过程中能自然生成部分气孔，还要避免烧结温度太高会使部分气孔封闭或消失，烧结温度太低，造成陶瓷产品的强度低，因此对多孔陶瓷的原辅材料和生产方法有严格的要求，需要兼顾陶瓷产品的气孔率和强度。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中不足之处，提供一种凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的生产方法。

凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的生产方法是：先将配料混合后进行搅拌并静置，将静置后的坯料压制成凹凸棒多孔陶瓷的坯体，并进行自然干燥、缓慢烘干、中温烧成、中高温烧成和高温烧成阶段，烧成后的坯体缓慢进行冷却，包装为凹凸棒多孔陶瓷的成品。

凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的配料由凹凸棒石粘土、熟焦宝石、硅藻土、植物秸杆粉、煤粒、超细聚乙烯醇粉末、碳酸钠、十二烷基硫酸钠和水组成。

凹凸棒石粘土是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，晶体呈针状，纤维状或纤维集合状，由于凹凸棒石粘土内部多孔道，比表面大，可达500m²/g以上，有利于提高多孔陶瓷制品中的孔隙率。

凹凸棒石粘土土质细腻，有油脂滑感，质轻、性脆，断口呈贝壳状或参差状，吸水性强，湿时具粘性和可塑性，其粘度可达到3000mPa·s以上，有利于原材料之间的粘结；凹凸棒石粘土中的氧化镁可以减弱陶瓷制品坯体中由于Fe和Ti化合物所产生的黄色，促进瓷坯的半透明性，提高坯体的机械强度。

凹凸棒石粘土具有独特的分散性能、悬浮液遇电介质不产生絮凝沉淀，干燥后收缩小，不产生龟裂，并具有触变性好、耐高温和抗盐碱等良好的性质；

凹凸棒石粘土中还含有少量的水云母、石英、长石、高岭石、海泡石和蛋白石，这些成份用于开发凹凸棒高档产品中归属于杂质类，是需要经过提纯筛选去除掉，而在本发明中，这些成份是有利于调节凹凸棒多孔瓷土粉的可塑性，降低坯体的干燥收缩，缩短干燥时间和防止坯体变形。

焦宝石是多种含铝硅酸盐的混合物，主要化学成分是二氧化硅和三氧化二铝两种氧化物，熟焦宝石是焦宝石原矿经高温煅烧后形成的，熟焦宝石白度和光度好，具有质地均匀、结构致密、体积稳定、耐火温度高强度大、在水中不易分散、可塑性较低和吸水率小等特性，在本发明中熟焦宝石用于提高凹凸棒多孔瓷土粉中的三氧化二铝的含量，避免成瓷温度低，减少多孔陶瓷制品在烧成时产生的变形，也可以防止多孔陶瓷制品在烧成过程中产生孔径的萎缩。

硅藻土的矿物成份主要是蛋白石及其变种，其次是粘土矿物-水云母、高岭石和矿物碎屑，矿物碎屑中有石英、长石、黑云母及有机质等；硅藻土具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性和渗透性强的特点，有利于提高多孔陶瓷制品中孔隙率。

碳酸钠在本发明中用于对凹凸棒多孔瓷土粉配料进行钠化改性处理，能提高凹凸棒多孔瓷土粉的可塑性和粘结性能。

植物秸杆粉是由木材下脚料、水稻、小麦、油菜、玉米等作物秸杆及附产物晒干后磨成的粉状物质，在本发明中是一种造孔剂，使用凹凸棒多孔瓷土粉制作多孔陶瓷的坯体，在烧成过程中坯体内的植物秸杆粉产生燃烧挥发后，在坯体中留下较小的气孔。

煤粒采用块状无烟煤进行粉碎，在本发明中是一种造孔剂，使用凹凸棒多孔瓷土粉制作多孔陶瓷的坯体，在烧成过程中坯体内的煤粒产生燃烧挥发后，在坯体中留下较大的气孔。

超细聚乙烯醇粉末易溶于水，在本发明中是一种增塑剂，有利于增加凹凸棒多孔瓷土粉的粘结性和可塑性，并能提高十二烷基硫酸钠的乳化和发泡效果。

十二烷基硫酸钠为白色粉末，易溶于水，具有良好的乳化、发泡、渗透、去污和分散性能，泡沫丰富，生物降解快的特点，在本发明中是一种发泡剂，用于增加凹凸棒多孔瓷土粉的气孔率。

本发明通过下述技术方案予以实现：

1、凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的生产方法是：(1)先将凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的配料混合后进行搅拌，搅拌均匀后湿润的坯料需要静置10～60分钟；(2)将静置后的坯料加入模具中压制成凹凸棒多孔陶瓷的坯体，并将坯体转入坯体棚屋中进行自然干燥；(3)当坯体水分小于15％后转入低温炉中进行缓慢烘干，烘干温度控制在80～150℃，烘干时间控制在2～4小时；(4)将烘干后的坯体转入窑炉中，先进入中温烧成阶段，烧成温度控制在150～450℃，烧成时间控制在1～4小时，再进入中高温烧成阶段，烧成温度控制在450～950℃，烧成时间控制在1～2小时，最后进入高温烧成阶段，烧成温度控制在950～1300℃，烧成时间控制在30～60分钟，(5)烧成后的坯体缓慢进行冷却，冷却至室温后包装为凹凸棒多孔陶瓷的成品；

凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的配料按重量百分比由下列组分组成：凹凸棒多孔瓷土粉70～92％和水8～30％；

所述凹凸棒多孔瓷土粉的生产方法是：(1)将凹凸棒多孔瓷土粉的原材料混合后输入粉碎机中进行粉碎，粉碎后的混合物颗粒细度小于0.25毫米；(2)将粉碎后的混合物加入浸泡池中用水进行浸泡钠化处理为湿润状混合物，浸泡钠化时间控制在1～10天；(3)将湿润状混合物输入对辊机中压制成片状物，片状物的厚度小于3毫米；(4)将片状物输入真空挤出机中挤压成圆柱形条状物，圆柱形条状物的直径控制在2～10毫米，(5)将圆柱形条状物输入到水泥晒场进行晾晒，晾晒后的圆柱形条状物含水量小于15％；(6)将晾晒后的圆柱形条状物输入磨机中进行磨粉，磨粉后的粉状物颗粒细度小于0.074毫米，(7)将凹凸棒多孔瓷土粉的配料混合后输入搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后为凹凸棒多孔瓷土粉；

所述凹凸棒多孔瓷土粉原材料的配料按重量百分比由下列组分组成：凹凸棒石粘土45～65％、熟焦宝石5～35％、硅藻土5～20％、植物秸杆粉2～15％和碳酸钠0.1～3％；

所述浸泡钠化处理的配料按重量百分比由下列组分组成：粉碎后的混合物55～75％和水25～45％；

所述凹凸棒多孔瓷土粉的配料按重量百分比由下列组分组成：磨粉后的粉状物80～95％、煤粒2～15％、超细聚乙烯醇粉末0.01～3％和十二烷基硫酸钠0.01～3％；

所述植物秸杆粉的颗粒细度小于0.25毫米，煤粒的颗粒细度小于5毫米。

凹凸棒多孔瓷土粉的原材料经过浸泡钠化处理、压制成片状物和挤压成条状物后，其内部显微结构被“膨松化”，并形成显微间隙与裂缝，从而使水分容易进入其中，造成显微结构的水化膨胀，以致在弱分散条件下就可在介质中解体分散，形成较高粘度，触变性也明显增强，还能增强凹凸棒多孔瓷土粉的陈腐效果，改善瓷土粉颗粒间离子的渗透压力，提高凹凸棒多孔瓷土粉的可塑性。

凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的生产方法是集造孔、发泡和凝胶法为一体的生产方法，使用凹凸棒多孔陶瓷压制法成形生产的多孔陶瓷产品，气孔体积可达总体积的55％以上，具有孔隙率高、透气阻力小、可控孔径、清洗再生方便以及耐高温、高压、耐化学介质腐蚀等特点，多孔陶瓷产品孔径的大小，可根据需要对磨粉后的粉状物、煤粒的颗粒细度和十二烷基硫酸钠使用量进行调整。

凹凸棒多孔瓷土粉具有较好的粘结性、可塑性，触变性、耐火性和热稳定性，还具有收缩率小、不变形、强度好和质地均一的特点，能确保烧成后的多孔陶瓷制品具有较高的气孔率和很好的强度，

凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的生产方法适用于机械化大规模生产多孔陶瓷制品。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述：

1、凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的生产方法是：(1)先将凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的配料混合后进行搅拌，搅拌均匀后湿润的坯料需要静置30分钟；(2)将静置后的坯料加入模具中压制成凹凸棒多孔陶瓷的坯体，并将坯体转入坯体棚屋中进行自然干燥；(3)当坯体水分小于15％后转入低温炉中进行缓慢烘干，烘干温度控制在80～150℃，烘干时间控制在3小时；(4)将烘干后的坯体转入窑炉中，先进入中温烧成阶段，烧成温度控制在150～450℃，烧成时间控制在2小时，再进入中高温烧成阶段，烧成温度控制在450～950℃，烧成时间控制在1小时，最后进入高温烧成阶段，烧成温度控制在950～1300℃，烧成时间控制在40分钟，(5)烧成后的坯体缓慢进行冷却，冷却至室温后包装为凹凸棒多孔陶瓷的成品。

凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的配料按重量百分比由下列组分组成：凹凸棒多孔瓷土粉75％和水25％

所述凹凸棒多孔瓷土粉的生产方法是：(1)将凹凸棒多孔瓷土粉的原材料混合后输入粉碎机中进行粉碎，粉碎后的混合物颗粒细度小于0.25毫米；(2)将粉碎后的混合物加入浸泡池中用水进行浸泡钠化处理为湿润状混合物，浸泡钠化时间控制在5天；(3)将湿润状混合物输入对辊机中压制成片状物，片状物的厚度小于3毫米；(4)将片状物输入真空挤出机中挤压成圆柱形条状物，圆柱形条状物的直径控制在6毫米，(5)将圆柱形条状物输入到水泥晒场进行晾晒，晾晒后的圆柱形条状物含水量小于15％；(6)将晾晒后的圆柱形条状物输入磨机中进行磨粉，磨粉后的粉状物颗粒细度小于0.074毫米，(7)将凹凸棒多孔瓷土粉的配料混合后输入搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后为凹凸棒多孔瓷土粉；

凹凸棒多孔瓷土粉原材料的配料按重量百分比由下列组分组成：凹凸棒石粘土58％、熟焦宝石22％、硅藻土12％、植物秸杆粉6.5％和碳酸钠1.5％；

浸泡钠化处理的配料按重量百分比由下列组分组成：粉碎后的混合物65％和水35％；

凹凸棒多孔瓷土粉的配料按重量百分比由下列组分组成：磨粉后的粉状物85％、煤粒14％、超细聚乙烯醇粉末0.7％和十二烷基硫酸钠0.3％；

所述植物秸杆粉的颗粒细度小于0.25毫米，煤粒的颗粒细度小于3毫米。

Claims (1)

1.一种凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的生产方法，其特征在于，(1)先将凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的配料混合后进行搅拌，搅拌均匀后湿润的坯料需要静置10～60分钟；(2)将静置后的坯料加入模具中压制成凹凸棒多孔陶瓷的坯体，并将坯体转入坯体棚屋中进行自然干燥；(3)当坯体水分小于15％后转入低温炉中进行缓慢烘干，烘干温度控制在80～150℃，烘干时间控制在2～4小时；(4)将烘干后的坯体转入窑炉中，先进入中温烧成阶段，烧成温度控制在150～450℃，烧成时间控制在1～4小时，再进入中高温烧成阶段，烧成温度控制在450～950℃，烧成时间控制在1～2小时，最后进入高温烧成阶段，烧成温度控制在950～1300℃，烧成时间控制在30～60分钟，(5)烧成后的坯体缓慢进行冷却，冷却至室温后包装为凹凸棒多孔陶瓷的成品；

凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的配料按重量百分比由下列组分组成：凹凸棒多孔瓷土粉70～92％和水8～30％；

所述凹凸棒多孔瓷土粉的生产方法是：(1)将凹凸棒多孔瓷土粉的原材料混合后输入粉碎机中进行粉碎，粉碎后的混合物颗粒细度小于0.25毫米；(2)将粉碎后的混合物加入浸泡池中用水进行浸泡钠化处理为湿润状混合物，浸泡钠化时间控制在1～10天；(3)将湿润状混合物输入对辊机中压制成片状物，片状物的厚度小于3毫米；(4)将片状物输入真空挤出机中挤压成圆柱形条状物，圆柱形条状物的直径控制在2～10毫米，(5)将圆柱形条状物输入到水泥晒场进行晾晒，晾晒后的圆柱形条状物含水量小于15％；(6)将晾晒后的圆柱形条状物输入磨机中进行磨粉，磨粉后的粉状物颗粒细度小于0.074毫米，(7)将凹凸棒多孔瓷土粉的配料混合后输入搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后为凹凸棒多孔瓷土粉；

所述凹凸棒多孔瓷土粉原材料的配料按重量百分比由下列组分组成：凹凸棒石粘土45～65％、熟焦宝石5～35％、硅藻土5～20％、植物秸杆粉2～15％和碳酸钠0.1～3％；

所述浸泡钠化处理的配料按重量百分比由下列组分组成：粉碎后的混合物55～75％和水25～45％；

所述凹凸棒多孔瓷土粉的配料按重量百分比由下列组分组成：磨粉后的粉状物80～95％、煤粒2～15％、超细聚乙烯醇粉末0.01～3％和十二烷基硫酸钠0.01～3％；

所述植物秸杆粉的颗粒细度小于0.25毫米，煤粒的颗粒细度小于5毫米。