一种蜂窝陶瓷载体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种蜂窝陶瓷载体及其制备方法，蜂窝陶瓷载体的原料包括碳化硅、碳化硼、甲基纤维素、二氧化硅、丙烯酰胺、变性淀粉、水；制备方法包括：配置原料并混合；将混合料粉碎，过筛，得到混合细粉；将甲基纤维素加入到水中，搅拌均匀得到添加剂溶液；将混合细粉与添加剂溶液混合，搅拌均匀后经过机械捏合、陈腐、真空练泥得到泥料；将泥料挤压成型，得到湿坯体，对湿坯体进行干燥，烧结得到蜂窝陶瓷载体。本发明专利技术提供的蜂窝陶瓷载体具有显气孔率高，比表面积大，机械强度高的优点。

Honeycomb ceramic carrier and preparation method thereof

The invention discloses a honeycomb ceramic carrier and its preparation method. The raw materials of the honeycomb ceramic carrier include silicon carbide, boron carbide, methyl cellulose, silicon dioxide, acrylamide, modified starch and water. The preparation method includes: configuring raw materials and mixing; crushing and sieving the mixture to obtain mixed fine powder; and preparing methyl fibre. Vitamin is added to water, and the additive solution is obtained by stirring evenly; the mixed fine powder is mixed with the additive solution, and the sludge is obtained by mechanical kneading, aging and vacuum mud-sintering after stirring evenly; the sludge is extruded to form a wet body, and the wet body is dried and sintered to obtain a honeycomb ceramic carrier. The honeycomb ceramic carrier provided by the invention has the advantages of high apparent porosity, large specific surface area and high mechanical strength.

【技术实现步骤摘要】
一种蜂窝陶瓷载体及其制备方法
本专利技术涉及陶瓷载体领域，尤其涉及一种蜂窝陶瓷载体及其制备方法。
技术介绍
蜂窝陶瓷与一般陶瓷相比，具有比表面积大、低热膨胀性、耐热冲击、耐腐蚀等特性。其材质目前主要有堇青石，钛酸铝，莫来石，刚玉及复合型等。碳化硅陶瓷不仅具备多孔陶瓷的优良性能，还具有好的传热性及热稳定性、高强度、抗氧化和耐高温性等物化性能，蜂窝状碳化硅陶瓷载体可以应用在高温气体净化器、柴油机排放的固体颗粒过滤器、汽车尾气的催化剂载体等领域，在现代工业具有广阔的应用前景。多孔陶瓷大多采用有机物造孔或原位反应来造孔或发泡造孔，需加入大量的有机物，这虽然造孔效果理想，但许多造孔方法无法兼顾造孔与致密的关系，往往导致气孔率较高，但显气孔率即连通气孔的比例不高，且气孔率高的时候强度太低，无法满足应用对强度的要求。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种蜂窝陶瓷载体及其制备方法，本专利技术提供的蜂窝陶瓷载体显气孔率高，比表面积大，机械强度高。本专利技术提供了一种蜂窝陶瓷载体，其原料按重量份包括：碳化硅65-75份、碳化硼5-10份、甲基纤维素5-10份、二氧化硅2-3份、丙烯酰胺2-3份、变性淀粉3-8份、水70-80份。优选地，变性淀粉的原料按重量份包括：木薯淀粉28-30份、玉米秸秆粉3-5份、六偏磷酸钠0.3-0.5份、环氧氯丙烷1-2份、N-磷酰基-N-甲基咪唑0.5-0.7份、质量分数为2%-3%的盐酸溶液30-35份。优选地，玉米秸秆粉的粒度为80-120目。优选地，变性淀粉的制备方法包括以下步骤：步骤一：将木薯淀粉加入到质量分数为2%-3%的盐酸溶液中，将溶液温度升高至70-80℃，搅拌反应50-60分钟，得到溶液A；步骤二、将步骤一中得到的溶液A的温度降低至45-55℃，加入玉米秸秆粉、六偏磷酸钠、环氧氯丙烷，保持温度搅拌反应3-4小时，再加入N-磷酰基-N-甲基咪唑保持温度搅拌反应2.5-3小时，真空干燥、粉碎得到变性淀粉。优选地，变性淀粉的制备方法步骤一中，溶液温度升高的速度为8-10℃/min。优选地，变性淀粉的制备方法步骤二中，溶液A温度降低的降温速度为5-7℃/min。优选地，变性淀粉的制备方法步骤二中，真空干燥的温度为50-60℃。优选地，变性淀粉的制备方法步骤二中，真空干燥至含水量为8%-10%。优选地，变性淀粉的制备方法步骤二中，粉碎后过60-80目筛。本专利技术还公开了该种蜂窝陶瓷载体的制备方法，包括以下步骤：S1、将碳化硅粉体、碳化硼、二氧化硅、丙烯酰胺、变性淀粉混合均匀，得到混合料；S2、将S1中得到的混合料粉碎，过140-170目筛，得到混合细粉；S3、将甲基纤维素加入到水中，搅拌均匀得到添加剂溶液；S4、将S2中得到的混合细粉与S3中得到的添加剂溶液混合，搅拌均匀后经过机械捏合、陈腐、真空练泥得到泥料；S5、将S4中得到的泥料挤压成型，得到湿坯体，对湿坯体进行干燥，烧结得到蜂窝陶瓷载体。优选地，S4中陈腐的温度为15-25℃，时间为43-48h。优选地，S5中干燥的温度为90-100℃，时间为4-5小时。优选地，S6中烧结温度为2300-2500℃，时间为12-14小时。本专利技术提供的蜂窝陶瓷载体以碳化硅为基体，以碳化硼、二氧化硅、丙烯酰胺为助剂，甲基纤维素为粘结剂、变性淀粉为造孔剂，通过配料、机械捏合、陈腐、真空练泥、烧结等方法，生产出显气孔率高、机械强度高的碳化硅多孔陶瓷，是汽车尾气净化载体、高温过滤、热交换理想的材料，尤其适宜作蜂窝陶瓷载体使用。本专利技术提供的蜂窝陶瓷载体的制备方法简单，采用变性淀粉为造孔剂，造孔效果理想，并且得到的蜂窝陶瓷载体机械强度高，可以达到60MPa以上；变性淀粉的制备方法简单，添加量较少，原料成本低；采用挤压成型技术可以制备不同尺寸和形状的蜂窝陶瓷载体。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1本专利技术提供了一种蜂窝陶瓷载体，其原料按重量份包括：碳化硅68.6份、碳化硼5.3份、甲基纤维素9.7份、二氧化硅2.6份、丙烯酰胺2.3份、变性淀粉6.1份、水79.8份。实施例2本专利技术提供了一种蜂窝陶瓷载体，其原料按重量份包括：碳化硅72.3份、碳化硼6.4份、甲基纤维素5.2份、二氧化硅2.8份、丙烯酰胺2.1份、变性淀粉7.7份、水77.2份。实施例3本专利技术提供了一种蜂窝陶瓷载体，其原料按重量份包括：碳化硅74.7份、碳化硼8.1份、甲基纤维素6.5份、二氧化硅2.2份、丙烯酰胺2.9份、变性淀粉3.4份、水73.8份。实施例4本专利技术提供了一种蜂窝陶瓷载体，其原料按重量份包括：碳化硅65.5份、碳化硼9.6份、甲基纤维素7.9份、二氧化硅2.4份、丙烯酰胺2.7份、变性淀粉4.8份、水70.3份。其中，变性淀粉的原料按重量份包括：木薯淀粉29.3份、105目玉米秸秆粉3.7份、六偏磷酸钠0.32份、环氧氯丙烷1.8份、N-磷酰基-N-甲基咪唑0.57份、质量分数为2.6%的盐酸溶液34.7份。变性淀粉的制备方法包括以下步骤：步骤一：将木薯淀粉加入到盐酸溶液中，将溶液温度以9.8℃/min的速度升高至72℃，搅拌反应53分钟，得到溶液A；步骤二、将步骤一中得到的溶液A的温度以5.4℃/min的速度降低至53℃，加入玉米秸秆粉、六偏磷酸钠、环氧氯丙烷，保持温度搅拌反应3.7小时，再加入N-磷酰基-N-甲基咪唑保持温度搅拌反应2.6小时，在54℃真空干燥至含水量为8.3%，粉碎过65目筛，得到变性淀粉。实施例5实施例4的蜂窝陶瓷载体，其中，变性淀粉的原料按重量份还可以包括：木薯淀粉29.8份、110目玉米秸秆粉4.6份、六偏磷酸钠0.36份、环氧氯丙烷1.2份、N-磷酰基-N-甲基咪唑0.64份、质量分数为2.1%的盐酸溶液33.3份。实施例6实施例4的蜂窝陶瓷载体，其中，变性淀粉的原料按重量份还可以包括：木薯淀粉28.4份、90目玉米秸秆粉4.2份、六偏磷酸钠0.43份、环氧氯丙烷1.4份、N-磷酰基-N-甲基咪唑0.68份、质量分数为2.9%的盐酸溶液30.2份。实施例7实施例4的蜂窝陶瓷载体，其中，变性淀粉的原料按重量份还可以包括：木薯淀粉28.7份、85目玉米秸秆粉3.3份、六偏磷酸钠0.48份、环氧氯丙烷1.6份、N-磷酰基-N-甲基咪唑0.53份、质量分数为2.4%的盐酸溶液32.1份。实施例8实施例4的蜂窝陶瓷载体，其中，变性淀粉的制备方法还可以包括以下步骤：步骤一：将木薯淀粉加入到盐酸溶液中，将溶液温度以9.2℃/min的速度升高至78℃，搅拌反应56分钟，得到溶液A；步骤二、将步骤一中得到的溶液A的温度以6.8℃/min的速度降低至50℃，加入玉米秸秆粉、六偏磷酸钠、环氧氯丙烷，保持温度搅拌反应3.4小时，再加入N-磷酰基-N-甲基咪唑保持温度搅拌反应2.7小时，在56℃真空干燥至含水量为9.5%，粉碎过70目筛，得到变性淀粉。实施例9实施例4的蜂窝陶瓷载体，其中，变性淀粉的制备方法还可以包括以下步骤：步骤一：将木薯淀粉加入到盐酸溶液中，将溶液温度以8.3℃/min的速度升高至76℃，搅拌反应58分钟，得到溶液A；步骤二、将步骤一中得到的溶液A的温度以6.4℃/min的速度降低至46℃，加入玉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蜂窝陶瓷载体，其特征在于，其原料按重量份包括：碳化硅65‑75份、碳化硼5‑10份、甲基纤维素5‑10份、二氧化硅2‑3份、丙烯酰胺2‑3份、变性淀粉3‑8份、水70‑80份。

【技术特征摘要】
1.一种蜂窝陶瓷载体，其特征在于，其原料按重量份包括：碳化硅65-75份、碳化硼5-10份、甲基纤维素5-10份、二氧化硅2-3份、丙烯酰胺2-3份、变性淀粉3-8份、水70-80份。2.根据权利要求1所述的一种蜂窝陶瓷载体，其特征在于，所述变性淀粉的原料按重量份包括：木薯淀粉28-30份、玉米秸秆粉3-5份、六偏磷酸钠0.3-0.5份、环氧氯丙烷1-2份、N-磷酰基-N-甲基咪唑0.5-0.7份、质量分数为2%-3%的盐酸溶液30-35份。3.根据权利要求2所述的一种蜂窝陶瓷载体，其特征在于，所述变性淀粉的制备方法包括以下步骤：步骤一：将木薯淀粉加入到质量分数为2%-3%的盐酸溶液中，将溶液温度升高至70-80℃，搅拌反应50-60分钟，得到溶液A；步骤二、将步骤一中得到的溶液A的温度降低至45-55℃，加入玉米秸秆粉、六偏磷酸钠、环氧氯丙烷，保持温度搅拌反应3-4小时，再加入N-磷酰基-N-甲基咪唑保持温度搅拌反应2.5-3小时，真空干燥、粉碎得到变性淀粉。4.根据权利要求3所述的一种蜂窝陶瓷载体，其特征在于，所述变性淀粉的制备方法步骤一中，溶液温度升高的速度为8-10℃/min。5.根据权利要求3所述的一种蜂...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏献浩，张小雷，邓军，
申请(专利权)人：蚌埠威尔特滤清器有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34