一種氧化鋁木陶瓷及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氧化鋁木陶瓷及其制備方法，首次利用木粉、硅溶膠、PVA（聚乙烯醇）、氧化鋁為原料，按下述重量份數(shù)：木粉5-20，硅溶膠10-50，PVA（聚乙烯醇）1-25，氧化鋁1-25，通過混合成型、低溫燒結等步驟制備出氧化鋁木陶瓷，配方簡單、工藝簡單、可按用戶要求制成各種形狀。該方法制備的木陶瓷比強度高，硅溶膠的加入可為材料引入大量納米結構，增大材料的吸附能力，另外，本發(fā)明原料易得，成本低廉，很適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種氧化鋁木陶瓷及其制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及木陶瓷材料制備方法，屬于材料制備領域，更具體而言，涉及一種新型“環(huán)境材料”。所謂環(huán)境材料是指那些與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)相容，或可被環(huán)境降解，或對環(huán)境有一定凈化和修復功能的材料。

【背景技術】
[0002]材料是人類社會存在和發(fā)展的基礎，新材料的不斷出現(xiàn)和應用是人類文明進步的重要標志之一，隨著社會的進步、經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高，人類越來越關注地球的資源、環(huán)境和生態(tài)平衡等問題。木陶瓷正是在這種環(huán)境下產(chǎn)生，它是一種高效利用木材“三剩物”制得的新材料，可促進木材的利用率，利于環(huán)境保護，近些年引起了科研人員越來越多的重視。
[0003]氧化鋁陶瓷材料具有機械強度高，硬度大，耐腐蝕、耐磨損等優(yōu)異性能，并且制造成本低，在工業(yè)上獲得了廣泛的應用，而活性炭作為一種傳統(tǒng)的材料，也為我們所熟知，它具有比表面積大、吸附能力強、化學穩(wěn)定性好等特點，廣泛應用于食品、醫(yī)藥、橡膠、石油、有機合成、氣體凈化等方面。由于目前的活性炭制品大多為粉狀或粒狀，普遍存在強度低，易碎，無法成型，壽命短，回收與再生困難，易造成二次污染等諸多問題。而本發(fā)明所涉及的木陶瓷正是出于對這兩種材料的思考，將其進行復合，形成一種兼具陶瓷強度和活性炭多孔吸附性能的復合材料，該材料比強度高，輕質多孔，具有吸附、吸音、過濾功能，這大大拓展了活性炭的應用領域。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明涉及一種氧化鋁木陶瓷及其制備方法，首次利用木粉、硅溶膠、PVA (聚乙烯醇)、氧化鋁為原料，通過混合成型、低溫燒結等步驟制備出氧化鋁木陶瓷，配方簡單、工藝簡單、可按用戶要求制成各種形狀。該方法制備的木陶瓷比強度高，硅溶膠的加入可為材料引入大量納米結構，增大材料的吸附能力，另外，本發(fā)明原料易得，成本低廉，很適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

【具體實施方式】
[0005]該發(fā)明涉及的木陶瓷利用木粉、硅溶膠、PVA (聚乙烯醇)、氧化鋁制備而成。按照質量份數(shù):木粉5-20份、硅溶膠10-50份、PVA (聚乙烯醇)1-25份、氧化鋁1_25份。其中硅溶膠固含量為5%-60%，PVA (聚乙烯醇)為固含量為10%-40%的水溶液，氧化鋁粉粒徑為0.8_lWn0
[0006]具體制備步驟為:
(1)將木粉干燥至含水率〈25%，粉碎研磨后通過200目細篩；
(2)稱取硅溶膠10-50份、PVA(聚乙烯醇)1-25份、氧化鋁1-25份，混合后，以5000-8000r/min的速度攪拌15_30min，得到混合物； (3)將混合物加入5-20份木粉中，混合攪拌均勻，得到混料；
(4)將混料成型，得到半成品坯體；
(5)將半成品坯體放入40-80°C烘箱中干燥36h，得到預燒坯體；
(6)將預燒坯體在700-1000°C下真空或氮氣氣氛燒結，即可得到該發(fā)明所涉及的木陶瓷。
[0007]所述步驟(4)中，成型方法可采用注塑法、可塑法或壓制成型的方法；所述步驟
(6)中，燒結制度為:升溫速率 2-10°C /min，300-400°C保溫 lh，800-1500°C保溫 l_4h。
[0008]實施例1:
利用木粉、硅溶膠、PVA (聚乙烯醇)、氧化鋁制備木陶瓷。按照質量份數(shù):400目木粉10g、固含量為5%硅溶膠10g、固含量為40%PVA (聚乙烯醇)lg、粒徑為0.8Mm氧化鋁lg。
[0009]制備步驟:
(1)將10g400目木粉干燥至含水率〈25%,粉碎研磨后通過200目細篩；
(2)稱取固含量為5%硅溶膠10g、固含量為40%PVA(聚乙烯醇)lg、粒徑為0.8Mm氧化鋁lg，混合后，以5000-8000r/min的速度攪拌15_30min，得到混合物；
(3)將混合物加入1g木粉中，混合攪拌均勻，得到混料；
(4)將混料壓制成型，得到半成品坯體；
(5)將半成品坯體放入40-80°C烘箱中干燥36h，得到預燒坯體；
(6)將預燒坯體在真空度為30Pa，燒結制度為:升溫速率10°C/min，300°C保溫lh，800°C下保溫Ih條件下燒結，即可得到該發(fā)明所涉及的木陶瓷。
[0010]實施例2:
利用木粉、硅溶膠、PVA (聚乙烯醇)、氧化鋁制備木陶瓷。按照質量份數(shù):600目木粉20g、固含量為30%硅溶膠50g、固含量為10%PVA (聚乙烯醇)25g、粒徑為1.5Mm氧化鋁25g。
[0011]制備步驟:
(1)將20g600目木粉干燥至含水率〈25%，粉碎研磨后通過200目細篩；
(2)稱取固含量為30%硅溶膠50g、固含量為10%PVA(聚乙烯醇)25g、粒徑為1.5Mm氧化鋁25g，混合后，以5000-8000r/min的速度攪拌15_30min，得到混合物；
(3)將混合物加入20g木粉中，混合攪拌均勻，得到混料；
(4)將混料注塑成型，得到半成品坯體；
(5)將半成品坯體放入40-80°C烘箱中干燥36h，得到預燒坯體；
(6)將預燒坯體在真空度為30Pa，在氮氣速率為50mL/min，升溫速率2°C/min，400°C保溫lh，1000°C下保溫4h條件下燒結，即可得到該發(fā)明所涉及的木陶瓷。
[0012]實施例3
利用木粉、硅溶膠、PVA (聚乙烯醇)、氧化鋁制備木陶瓷。按照質量份數(shù):800目木粉12g、固含量為60%硅溶膠30g、固含量為25%PVA (聚乙烯醇)13g、粒徑為IMm氧化鋁18g。
[0013]制備步驟:
(1)將12g800目木粉干燥至含水率〈25%，粉碎研磨后通過200目細篩；
(2)稱取固含量為60%硅溶膠30g、固含量為25%PVA(聚乙烯醇)13g、粒徑為IMm氧化鋁18g，混合后，以5000-8000r/min的速度攪拌15_30min，得到混合物；
(3)將混合物加入12g木粉中，混合攪拌均勻，得到混料； (4)將混料可塑成型，得到半成品坯體；
(5)將半成品坯體放入40-80°C烘箱中干燥36h，得到預燒坯體；
(6)將預燒坯體在真空度為600Pa，升溫速率5°C/min，350°C保溫lh，1500°C下保溫2.5h條件下燒結，即可得到該發(fā)明所涉及的木陶瓷。
【權利要求】
1.一種氧化鋁木陶瓷，其特征在于，所述木陶瓷由木粉、硅溶膠、PVA (聚乙烯醇)、氧化招制備而成。
2.根據(jù)權利要求1所述的木陶瓷，其特征在于，所述木陶瓷由下述重量份的原料制成:木粉5-20份、硅溶膠10-50份、PVA (聚乙烯醇)1-25份、氧化鋁1_25份。
3.根據(jù)權利要求1或2所述木陶瓷，其特征在于，所述硅溶膠固含量為5%-60%。
4.根據(jù)權利要求1或2所述木陶瓷，其特征在于，所述PVA(聚乙烯醇)為固含量為10%-40%的水溶液。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的木陶瓷，其特征在于，所述氧化鋁粉粒徑為0.8-lMffl。
6.一種如權利要求1或2所述的木陶瓷的制備方法，其特征在于，所述方法的步驟為: (1)將木粉干燥至含水率〈25%，粉碎研磨后通過200目細篩； (2)稱取硅溶膠10-50份、PVA(聚乙烯醇)1-25份、氧化鋁1_25份，混合后，以5000-8000r/min的速度攪拌15_30min，得到混合物； (3)將混合物加入5-20份木粉中，混合攪拌均勻，得到混料； (4)將混料成型，得到半成品坯體； (5)將半成品坯體放入40-80°C烘箱中干燥36h，得到預燒坯體； (6)將預燒坯體在700-1000°C下真空或氮氣氣氛燒結，即可得到該發(fā)明所涉 及的木陶瓷。
7.根據(jù)權利要求6所述的制備木陶瓷的方法，其特征在于，所述步驟(4)中，成型方法可采用注塑法、可塑法或壓制成型的方法。
8.根據(jù)權利要求6所述的制備木陶瓷的方法，其特征在于，所述步驟(6)中，燒結制度為:升溫速率 2-10°C /min，300-400°C保溫 lh，800-1500°C保溫 l_4h。
【文檔編號】C04B35/52GK104387106SQ201410647257
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權日:2014年11月14日
【發(fā)明者】王向科, 郭利丹, 李江, 高銀留, 王向軍, 尹荔松 申請人:廣東華科新材料研究院有限公司, 五邑大學