一种隔热陶瓷材料、制备方法及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108558435A(43)申请公布日2018.09.21(21)申请号201810002243.7(22)申请日2018.01.02(71)申请人航天特种材料及工艺技术研究所地址100074北京市丰台区云岗北里40号院(72)发明人秦高磊孙志强董衡肖振兴(74)专利代理机构北京格允知识产权代理有限公司11609代理人谭辉周娇娇(51)Int.Cl.C04B38/08(2006.01)C04B35/14(2006.01)C04B35/622(2006.01)C04B35/626(2006.01)C04B38/06(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称一种隔热陶瓷材料、制备方法及其应用(57)摘要本发明涉及一种隔热陶瓷材料、制备方法及其应用。所述制备方法包括如下步骤：制备陶瓷空心颗粒：将纳米陶瓷粉体分散至溶剂中，经干燥制得纳米团聚颗粒，采用放电等离子烧结方法对所述纳米团聚颗粒进行烧结，从而获得陶瓷空心颗粒；配制有机预混液：将有机单体、交联剂、催化剂、引发剂和水形成有机预混液；配制成型浆料：将所述有机预混液和陶瓷空心颗粒混合为成型浆料；注凝成型：将所述成型浆料注模，调控温度引发聚合反应，经干燥后获得生坯；烧结：对所述生坯进行烧结，得到隔热陶瓷材料。本发明采用高强度、低烧结活性、闭气孔率较高的陶瓷空心颗粒制备出抗压强度高、热导率低的隔热陶瓷材料，可在保温墙或高温炉中应用。CN108558435ACN108558435A权利要求书1/1页1.一种隔热陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)制备陶瓷空心颗粒：将纳米陶瓷粉体分散至溶剂中，经干燥制得纳米团聚颗粒，采用放电等离子烧结方法对所述纳米团聚颗粒进行烧结，从而获得陶瓷空心颗粒；(2)配制有机预混液：将有机单体、交联剂、催化剂、引发剂和水形成有机预混液；(3)配制成型浆料：将所述有机预混液和陶瓷空心颗粒混合为成型浆料；(4)注凝成型：将所述成型浆料注模，调控温度引发聚合反应，经干燥后获得生坯；(5)烧结：对所述生坯进行烧结，得到隔热陶瓷材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)按照如下方式进行：将纳米陶瓷粉体分散至溶剂中，配制成固含量为30～70wt.％的浆料，然后通过喷雾干燥设备将所述浆料喷出并干燥，获得球形的纳米团聚颗粒；采用放电等离子烧结方法对所述纳米团聚颗粒进行烧结，制得陶瓷空心颗粒。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述陶瓷空心颗粒粒径为30～150μm，壁厚为5～10μm，液压强度达到40～90MPa，闭孔率为40～80％，闭孔收缩率低于3％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述陶瓷粉体选自氧化硅粉体、氧化铝粉体、氧化锆粉体、莫来石粉体、氮化硅粉体中的任一种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机单体为丙烯酰胺，浓度为2～20wt.％；所述交联剂为N,N-二甲基丙烯酰胺，与丙烯酰胺的质量比1：(10～30)；所述引发剂为过硫酸铵，占丙烯酰胺质量的3～10wt.％；所述催化剂为四甲基乙二胺，与过硫酸铵的质量比为(1～6)：1。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述陶瓷空心颗粒和所述有机预混液的质量比为(2.5～4)：1。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，在30～80℃下进行所述聚合反应，反应时间为10～90分钟；在60～80℃下进行所述干燥，干燥时间为8～10小时；和/或步骤(5)中，在1200～1700℃下进行所述烧结，烧结时间2～5小时。8.一种隔热陶瓷材料，其特征在于，采用权利要求1至7任一项所述的制备方法制得。9.根据权利要求8所述的隔热陶瓷材料，其特征在于，所述隔热陶瓷材料的常温抗压强度为4～30MPa，常温热导率为0.1～2.5W/(m·k)。10.权利要求9所述的陶瓷隔热材料在保温墙或高温炉中的应用。2CN108558435A说明书1/7页一种隔热陶瓷材料、制备方法及其应用技术领域[0001]本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种隔热陶瓷材料、制备方法及其应用。背景技术[0002]多孔陶瓷的孔结构可以分为开孔和闭孔，闭孔结构能够阻隔空气的热对流传热，具有更好的隔热效果。另外，闭孔支撑结构拥有互相支撑的拱形壁面，其机械强度比开孔结构更高。因此，闭孔陶瓷材料在隔热领域受到了广泛的研究和应用。[0003]目前，制备闭孔陶瓷的方法主要有化学发泡法和多孔材料法。化学发泡法是利用化学反应生成气体进行造孔，但该方法对闭孔的生成难以控制。多孔材料法是一种采用陶瓷空心颗粒制备闭孔多孔陶瓷的方法，相互接触的空心颗粒在烧结中发生传质烧结而