一種碳化硅蜂窩陶瓷泥料及煉泥方法
【專利說明】一種碳化硅蜂窩陶瓷泥料及煉泥方法 所屬技術領域
[0001] 本發明涉及碳化硅陶瓷材料，特別是一種碳化硅蜂窩陶瓷泥料及煉泥方法。
【背景技術】
[0002] 碳化硅蜂窩陶瓷是近年來開發的一種結構似蜂窩形狀的新型陶瓷產品。由最早 使用在小型汽車尾氣凈化到今天廣泛應用在化工、電力、冶金、石油、電子電器、機械等工業 中，而且越來越廣泛陶瓷蜂窩不僅具有優良的常溫力學性能，如高的抗彎強度、優良的抗氧 化性、良好的耐腐蝕性、高的抗磨損以及低的摩擦系數，而且高溫力學性能（強度、抗蠕變 性等）是已知陶瓷材料中最佳的。專利申請號200610106781. 8、名稱"壁流式蜂窩陶瓷載 體配料及拌泥方法"，該專利中的配料采用單一純碳化硅粉末，添加面粉水溶液充分攪拌， 密封存儲保存。缺點：1.配料中作為蜂窩陶瓷孔道骨架的純碳化硅粉末粒度峰值單一，不 利于多元化孔徑通道的形成，無法獲得高捕集率的蜂窩陶瓷載體。2.攪拌方式易形成揚塵， 攪拌機滾桶易吸附質量較輕的粉末，攪拌粉末混合不均勻。3.面粉混合溶液易形成團聚現 象，且易沉淀。4.陳腐保存過程泥坯表面水分易揮發，形成的硬料顆粒易堵塞擠出模具，造 成部分蜂窩陶瓷通道壁拉傷或缺失。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是解決現有技術存在的缺陷，提供一種以不同粒徑的碳化硅粉末作 為孔道骨架，若干添加劑為輔料，混合成為高塑性和高粘性的一種碳化硅蜂窩陶瓷泥料及 煉泥方法。
[0004] 本發明的技術方案是：一種碳化硅蜂窩陶瓷泥料，其特征在于碳化硅蜂窩陶瓷泥 料是以重量百分比為5-20%的粒徑為0. 5-1. 5ym的碳化硅粉末，70-90%的粒徑為6-20ym 的碳化硅粉末和4-10%的粒徑為15-40ym的碳化硅為主料，輔料的重量百分比是以主料為 配重基數，其中：粘結劑為碳化硅主料重量的4-11%、造孔劑為碳化硅主料重量的6-10%、潤 滑劑為碳化硅主料重量的4-20%、高聚物脫模劑為碳化硅主料重量的0. 5-5%、水為碳化硅 主料重量的15-30%、增塑劑為碳化硅主料重量的1-5%。
[0005]上述粘結劑為純度在98%以上的羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素、聚乙烯醇中的 一種或兩種以上的任意比例復配； 造孔劑為純度在98%以上、粒度在15-30微米的石墨、碳粉、煤粉中的一種或兩種以上 的任意比例復配； 潤滑劑為純度在99%以上的乙醇、桐油、機油中的一種或兩種以上的任意比例復配； 增塑劑為純度在98. 5 %以上的甘油、多元醇、乙基甲基硫酸銨中的一種或兩種以上的 任意比例復配。
[0006]水采用純水。
[0007]-種碳化硅蜂窩陶瓷泥料的煉泥方法，其煉泥步驟為： 1)混料：將三種不同粒徑的碳化硅主料加入攪拌機中，攪拌5-75分鐘； 2) 在碳化硅主料充分混合后，加入粘結劑、造孔劑，攪拌10-30分鐘后，加入潤滑劑、脫 模劑攪拌30-60分鐘，然后加入水和增塑劑，攪拌30-60分鐘后，將泥料裝袋、抽真空密封， 放置3-5天進行陳腐； 3) 捏合煉泥：將上述陳腐后的泥料放入捏合機中進行捏合煉泥，煉泥時間1-2小時后， 將泥料裝袋、抽真空密封，二次陳腐3-5天； 4) 擠壓成型：將二次陳腐后的泥料放入擠壓機中進行擠壓成型。
[0008] 上述捏合煉泥過程中，每隔5-10分鐘調整捏合機的轉動方向。
[0009] 上述工藝步驟中的兩次陳腐過程是將泥料放置在不透光的室內架子上，保持室內 溫度在10-25°c左右，空氣濕度在40%-70%條件下靜置。
[0010] 本發明技術方案的優點在于： (1) 使用不同粒徑的碳化硅粉末作為孔道骨架，有利于多元化孔徑通道的形成； (2) 采用石墨、碳粉、煤粉做為造孔劑，更有助于燒結形成微孔。
[0011] (3)泥料經過兩次陳腐后捏合煉泥，使泥料更具有粘結性和塑性，增大了泥料的密 度，提高擠出蜂窩泥坯的通道質量和數目。
[0012] 本發明以不同粒徑的碳化硅粉末作為孔道骨架，若干添加劑為輔料，混合成為高 塑性和高粘性的泥料，經擠出、燒結，蜂窩陶瓷的各項性能有了大幅度的提高。例如顯氣孔 率現有技術的數值在15-35%，利用本技術方案獲得的產品為27 - 43%，吸水率現有技術 的數值在12-16%，利用本技術方案獲得的產品為16 - 19%，空隙率現有技術的數值在 42-55%，利用本技術方案獲得的產品為50-60%，抗壓強度A向現有技術的數值多12Mpa， 利用本技術方案獲得的產品數值為多15Mpa，抗壓強度B向現有技術的數值多3Mpa，利用本 技術方案獲得的產品數值為多5Mpa，熱抗震性檢測以6°C/min升溫至650°C，保溫30分鐘 后，取出在空氣中自然冷卻至溫室為一次，循環共3次，檢驗結果3次均無裂紋和破損。 [0013] 綜上所述，利用本發明提供的技術方案生產出的碳化硅蜂窩陶瓷產品的各項技術 指標與現有技術相比有明顯的提尚。
【具體實施方式】
[0014] 以碳化硅主料100克為例，說明如下。
[0015] 實施例1 : 分別稱取粒度在6-20ym的碳化硅70克，粒度在15-40ym的碳化硅10克，粒度在 0. 5-1. 5ym的碳化硅20克。以上述原粉為配重基數，稱取羥丙基甲基纖維素4克、碳粉6 克、桐油20克、高聚物脫模劑5克、水30克、甘油5克備用，將甘油與水混合、攪拌成為甘油 水溶液。
[0016] 煉泥步驟如下： 1) 混料：將上述稱好的三種不同粒徑范圍的碳化硅主料加入攪拌機中，攪拌5分鐘，使 其混合均勻； 2) 在碳化硅主料充分混合后，加入上述稱取的羥丙基甲基纖維素、碳粉攪拌30分鐘 后，加入桐油、脫模劑攪拌40分鐘，然后加入甘油水溶液攪拌60分鐘后，將泥料取出、裝袋、 抽真空密封，放置在不透光的室內架子上，保持室內溫度在l〇°C左右，空氣濕度在40%左右 條件下靜置3天進行陳腐； 3) 捏合煉泥：將上述陳腐3天后的泥料放入捏合機中進行捏合煉泥，煉泥1小時后，將 泥料取出、裝袋、抽真空密封，二次陳腐5天，陳腐條件與第一次陳腐條件相同； 4) 擠壓成型：將二次陳腐后的泥料放入擠壓機中進行擠壓成型。
[0017]實施例 2-4: 在實施例1的基礎上，改變主料和輔料的配比關系如下表，其余條件不變。
【主權項】
1. 一種碳化硅蜂窩陶瓷泥料，其特征在于碳化硅蜂窩陶瓷泥料是以重量百分比為 5-20%的粒徑為0. 5-1. 5 ym的碳化硅粉末，70-90%的粒徑為6-20 ym的碳化硅粉末和 4-10%的粒徑為15-40 ym的碳化硅為主料，輔料的重量百分比是以主料為配重基數，其 中：粘結劑為碳化硅主料重量的4-11%、造孔劑為碳化硅主料重量的6-10%、潤滑劑為碳化 硅主料重量的4-20%、高聚物脫模劑為碳化硅主料重量的0. 5-5%、水為碳化硅主料重量的 15-30%、增塑劑為碳化硅主料重量的1-5%。
2. 根據權利要求1所述的一種碳化硅蜂窩陶瓷泥料，其特征在于上述粘結劑為純度 在98%以上的羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素、聚乙烯醇中的一種或兩種以上的任意比例 復配； 造孔劑為純度在98%以上、粒度在15-30微米的石墨、碳粉、煤粉中的一種或兩種以上 的任意比例復配； 潤滑劑為純度在99%以上的乙醇、桐油、機油中的一種或兩種以上的任意比例復配； 增塑劑為純度在98. 5 %以上的甘油、多元醇、乙基甲基硫酸銨中的一種或兩種以上的 任意比例復配； 水采用純水。
3. -種碳化硅蜂窩陶瓷泥料的煉泥方法，其煉泥步驟為： 1) 混料：將三種不同粒徑的碳化硅主料加入攪拌機中，攪拌5-75分鐘； 2) 在碳化硅主料充分混合后，加入粘結劑、造孔劑，攪拌10-30分鐘后，加入潤滑劑、脫 模劑攪拌30-60分鐘，然后加入水和增塑劑，攪拌30-60分鐘后，將泥料裝袋、抽真空密封， 放置3-5天進行陳腐； 3) 捏合煉泥：將上述陳腐后的泥料放入捏合機中進行捏合煉泥，煉泥時間1-2小時后， 將泥料裝袋、抽真空密封，二次陳腐3-5天； 4) 擠壓成型：將二次陳腐后的泥料放入擠壓機中進行擠壓成型。
4. 根據權利要求3所述的一種碳化硅蜂窩陶瓷泥料的煉泥方法，其特征在于上述捏 合煉泥過程中，每隔5-10分鐘調整捏合機的轉動方向。
5. 根據權利要求4所述的一種碳化硅蜂窩陶瓷泥料的煉泥方法，其特征在于上述工 藝步驟中的兩次陳腐過程是將泥料放置在不透光的室內架子上，保持室內溫度在10_25°C 左右，空氣濕度在40%-70%條件下靜置。
【專利摘要】本發明涉及碳化硅陶瓷材料，特別是一種碳化硅蜂窩陶瓷泥料及煉泥方法，其中碳化硅蜂窩陶瓷泥料是由不同粒徑的碳化硅為主料，添加粘結劑、造孔劑、潤滑劑、高聚物脫模劑、水和增塑劑，通過混料、兩次陳腐等煉泥步驟后，可獲得具有高塑性和高粘性的用于生產碳化硅蜂窩陶瓷的泥料。利用本發明提供的技術方案生產出的碳化硅蜂窩陶瓷產品的各項技術指標與現有技術相比有明顯的提高。
【IPC分類】C04B38-00, C04B35-565
【公開號】CN104876624
【申請號】CN201510263886
【發明人】姜偉, 張光榮, 彭程, 李曉臣
【申請人】寧夏機械研究院股份有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年5月22日