一种堇青石蜂窝陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术属于陶瓷加工技术领域，具体涉及一种堇青石蜂窝陶瓷及其制备方法，尤其利用镁质矿物和粘土为基料，合成与烧结堇青石蜂窝陶瓷及其制备方法。本发明专利技术制备的堇青石蜂窝陶瓷具有优异的吸附和交换功能，以及良好的热稳定性；同时，本发明专利技术公开的制备方法工艺简单，降低了烧成温度，节省了约20~25%的能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于陶瓷加工
，具体涉及一种堇青石蜂窝陶瓷及其制备方法，尤其利用镁质矿物和粘土为基料，合成与烧结堇青石蜂窝陶瓷及其制备方法。
技术介绍
目前国内外用于汽车尾气排放过滤的多孔陶瓷，多为董青石蜂窝陶瓷。通常是先合成董青石或直接选用工业纯董青石，加入适量的粘合机、增塑剂、润滑剂，经和蜡、热压浇注、脱蜡、烧结而成，且董青石蜂窝陶瓷的烧结温度都在1350℃。此种方法工艺复杂，高能耗烧成，制造成本较高。本专利技术提供一种以天然矿物为基料，加入适量增塑剂，通过高温固相反应，一次性完成合成与烧结堇青石蜂窝陶瓷。
技术实现思路
本专利技术针对传统的堇青石蜂窝陶瓷制造工艺复杂、成本高，烧成温度高等问题，提供一种以天然镁质矿物和粘土为基料，添加少量增塑剂，通过高温固相反应，同时进行合成与烧结，一次性完成堇青石蜂窝陶瓷制造。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种堇青石蜂窝陶瓷，所述陶瓷由基料和添加剂组成，所述基料为绿泥石、粘土和石英，所述添加剂为羧甲基纤维素或腐植酸钠。采用羧甲基纤维素或腐植酸钠作为添加剂，有利于提高泥浆的强度，使成型时不易发生分裂，有利于成型。进一步的，所述绿泥石的分子式为：MgO•Al2O3•3SiO2•4H2O，所述粘土的分子式为：Al2O3•2SiO2•2H2O，所述石英的分子式为：SiO2。优选的，所述基料中绿泥石、粘土和石英的重量百分比为：绿泥石35~55%，粘土40~60%，石英5~10%。更进一步的，所述基料中主要氧化物为：MgO、Al2O3、SiO2，主要氧化物的重量百分比为：MgO10~20%，Al2O330~40%、SiO250~60%。为实现上述目的，本专利技术的另一个技术方案如下：一种堇青石蜂窝陶瓷的制备方法，所述制备方法具体步骤如下：S1、原料精选：将硬质基料进行破碎，然后将破碎后的基料通入除铁机器，除去铁杂质；此处除去的铁杂质为三氧化二铁，有利于提高陶瓷的白度；S2、配料：将经步骤S1的基料，按照基料与添加剂的重量比为99~99.9%：0.1~1%进行配料，形成陶瓷原料；S3、研磨：将步骤S2配料后的原料，按照原料：球：水的质量比为1:1.5:0.8，进行研磨，形成混合泥浆；S4、过筛：将步骤S3研磨后的混合泥浆过250目筛，备用；S5、成型和修坏：将步骤S4过筛后的混合泥浆加入模具中，挤出成型陶瓷，修整成型陶瓷表面，剔除成型陶瓷表面的堵孔泥料；S6、合成与烧成：将经过步骤S5修坏后的成型陶瓷放入1280~1300℃的氧化气氛中烧结，烧成时间为8~10h，得到堇青石蜂窝陶瓷。进一步的的，所述步骤S3中的球为球磨子，研磨转速为20~25转/分，研磨温度为40~50℃，研磨时间为20~24h。更进一步的，所述的步骤S4过筛前进行检测，具体检测步骤为：取经过步骤S3研磨后的混合泥浆，进行烘干处理，形成混合粉末，将混合粉末过250目筛，计算筛中未过筛的混合粉末与总过筛的混合粉末比例；当该比例小于或等于0.5%，则步骤S3研磨的混合泥浆可进行步骤S4过筛处理；当该比例大于0.5%，则继续进行步骤S3的研磨处理。在过筛前进行检测步骤，以防泥浆过稀，不利于成型步骤。本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术以天然镁质矿物和粘土为基料，以羧甲基纤维素或腐植酸钠作为添加剂，优化了陶瓷配方，合成与烧结温度仅为1280~1300℃，生成了主晶相为堇青石2MgO•2Al2O3•5SiO2，使得堇青石蜂窝陶瓷制备工艺简单，降低了烧成温度，节省了约20~25%的能耗；同时，在配方中加入增塑剂为羧甲基纤维素或腐植酸钠，有利于提高泥浆的强度，使成型时不易发生分裂，有利于成型，提高了陶瓷制品的合格品率和优质品率。（2）本专利技术公开的堇青石蜂窝陶瓷配方及制备方法中，不仅具有原料来源广泛、工艺简单、烧成温度低、成本廉价的特点，还具有节省能耗，制备的蜂窝陶瓷具有优异的吸附和交换功能，以及良好的热稳定性，其膨胀系数为2~3╳10-6/℃，可用于制造过滤各种废气的各式蜂窝陶瓷。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。实施例1一种堇青石蜂窝陶瓷由基料和添加剂羧甲基纤维素组成，所述基料为绿泥石MgO•Al2O3•3SiO2•4H2O、粘土Al2O3•2SiO2•2H2O和石英SiO2；所述基料中绿泥石、粘土和石英的重量百分比为：绿泥石40%，粘土50%，石英10%；所述基料中主要氧化物为：MgO、Al2O3、SiO2，主要氧化物的重量百分比为：MgO10%，Al2O340%、SiO250%。所述制备方法具体步骤如下：S1、原料精选：按配方量将硬质基料绿泥石、粘土和石英进行破碎，然后将破碎后的基料通入除铁机器，除去铁杂质三氧化二铁；S2、配料：将经步骤S1的基料，按照基料与添加剂羧甲基纤维素的重量比为99%：1%进行配料，形成陶瓷原料；S3、研磨：将步骤S2配料后的原料，按照原料：球：水的质量比为1:1.5:0.8，进行研磨，研磨转速为20转/分，研磨温度为40~50℃，研磨时间为20h，形成混合泥浆，所述的球为球磨子；S4、过筛：将步骤S3研磨后的混合泥浆过250目筛，备用；过筛步骤前进行检测，具体检测步骤为：取经过步骤S3研磨后的混合泥浆，进行烘干处理，形成混合粉末，将混合粉末过250目筛，计算筛中未过筛的混合粉末与总过筛的混合粉末比例；当该比例小于或等于0.5%，则步骤S3研磨的混合泥浆可进行步骤S4过筛处理；当该比例大于0.5%，则继续进行步骤S3的研磨处理；S5、成型和修坏：将步骤S4过筛后的混合泥浆加入模具中，挤出成型陶瓷，修整成型陶瓷表面，剔除成型陶瓷表面的堵孔泥料；S6、合成与烧成：将经过步骤S5修坏后的成型陶瓷放入1280℃的氧化气氛中烧结，烧成时间为10h，得到堇青石蜂窝陶瓷。实施例2一种堇青石蜂窝陶瓷由基料和添加剂羧甲基纤维素组成，所述基料为绿泥石MgO•Al2O3•3SiO2•4H2O、粘土Al2O3•2SiO2•2H2O和石英SiO2；所述基料中绿泥石、粘土和石英的重量百分比为：绿泥石45%，粘土50%，石英5%；所述基料中主要氧化物为：MgO、Al2O3、SiO2，主要氧化物的重量百分比为：MgO14%，Al2O331.5%、SiO254.5%。所述制备方法具体步骤如下：S1、原料精选：按配方量将硬质基料绿泥石、粘土和石英进行破碎，然后将破碎后的基料通入除铁机器，除去铁杂质三氧化二铁；S2、配料：将经步骤S1的基料，按照基料与添加剂羧甲基纤维素的重量比为99.5%：0.5%进行配料，形成陶瓷原料；S3、研磨：将步骤S2配料后的原料，按照原料：球：水的质量比为1:1.5:0.8，进行研磨，研磨转速为23转/分，研磨温度为40~50℃，研磨时间为22h，形成混合泥浆，所述的球为球磨子；S4、过筛：将步骤S3研磨后的混合泥浆过250目筛，备用；过筛步骤前进行检测，具体检测步骤为：取经过步骤S3研磨后的混合泥浆，进行烘干处理，形成混合粉末，将混合粉末过250目筛，计算筛中未过筛的混合粉末与总过筛的混合粉末比例；当该比例小于或等于0.5%，则步骤S3研磨的混合泥浆可进行步骤S4过筛处理；当该比例大于0.5%，则继续进行步骤S3的研磨处理；S5、成型和修坏：将步骤S4过筛后的混合泥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种堇青石蜂窝陶瓷，其特征在于，所述陶瓷由基料和添加剂组成，所述基料为绿泥石、粘土和石英，所述添加剂为羧甲基纤维素或腐植酸钠。

【技术特征摘要】
1.一种堇青石蜂窝陶瓷，其特征在于，所述陶瓷由基料和添加剂组成，所述基料为绿泥石、粘土和石英，所述添加剂为羧甲基纤维素或腐植酸钠。2.根据权利要求1所述的一种堇青石蜂窝陶瓷，其特征在于，所述绿泥石的分子式为：MgO•Al2O3•3SiO2•4H2O，所述粘土的分子式为：Al2O3•2SiO2•2H2O，所述石英的分子式为：SiO2。3.根据权利要求1所述的一种堇青石蜂窝陶瓷，其特征在于，所述基料中绿泥石、粘土和石英的重量百分比为：绿泥石35~55%，粘土40~60%，石英5~10%。4.根据权利要求1所述的一种堇青石蜂窝陶瓷，其特征在于，所述基料中主要氧化物为：MgO、Al2O3、SiO2，主要氧化物的重量百分比为：MgO10~20%，Al2O330~40%、SiO250~60%。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种堇青石蜂窝陶瓷的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体步骤如下：S1、原料精选：将硬质基料进行破碎，然后将破碎后的基料通入除铁机器，除去铁杂质；S2、配料：将经步骤S1的基料，按照基料与添加剂的重量比为99~99.9%：0.1~1%进行配料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈瑶武，李妙良，徐端珍，
申请(专利权)人：揭阳市揭东恒成陶瓷实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44