改性鋯錫鈦陶瓷內(nèi)襯材料及其制備方法技術(shù)

一種改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料，由以下重量份的原料制得：氧化鋯35?45份、氧化錫55?65份、二氧化鈦40?60份、石墨烯4?8份、硅烷偶聯(lián)劑1?3份、分散劑3?7份、氧化銅2?6份、氧化鎂1?5份。改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料具有耐磨、耐腐蝕、防結(jié)蠟的特點(diǎn)，并且使用壽命長，具有良好的耐高低溫等性能，制備工藝過程環(huán)保，對(duì)環(huán)境無污染，生產(chǎn)效率高，純度好。CuO和MgO作為燒結(jié)助劑，能夠降低(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷的燒結(jié)溫度。

Modified zirconium tin titanium ceramic lining material and preparation method thereof

A modified (Zr0.4Sn0.6) TiO4 ceramic lining material, by weight of raw materials: 35 zirconia 45 copies, 65 copies of 55 tin oxide and titanium dioxide 40 60 copies, 8 copies, 4 graphene silane coupling agent 1 3 copies, 7 copies, 3 dispersant oxidation 2 copper 6, Magnesium Oxide 1 5. Modified (Zr0.4Sn0.6) characteristics of TiO4 ceramic lining materials with wear, corrosion, wax, and long service life, good high temperature properties, the preparation process of environmental protection, no pollution to the environment, high production efficiency, good purity. CuO and MgO were used as sintering aids to reduce the sintering temperature of (Zr0.4Sn0.6) TiO4 ceramics.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種旋風(fēng)除塵器設(shè)備的陶瓷內(nèi)襯材料，尤其涉及一種改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料及其制備方法。
技術(shù)介紹
陶瓷內(nèi)襯材料的應(yīng)用廣泛，如太陽能收集器的高溫唇部材料，燃燒反應(yīng)器的內(nèi)壁材料，液壓鋼管的材料，高爐渣的內(nèi)壁材料等等。不同的應(yīng)用對(duì)陶瓷內(nèi)襯材料的要求各不相同，旋風(fēng)除塵器設(shè)備的陶瓷內(nèi)襯材料對(duì)耐磨性能的要求較高。由于旋風(fēng)除塵器內(nèi)的氣流速度很高，而且氣流中夾帶著大量的粉塵微粒，因此對(duì)不銹鋼筒體的磨損也非常明顯。在正常使用條件下，一般4～6個(gè)月便造成筒體的穿爛，特別是在錐體部位的磨損就更加明顯。當(dāng)筒體出現(xiàn)穿爛時(shí)，主要是通過燒焊進(jìn)行修補(bǔ)，但由于磨損部位的材料厚薄不均，而在外部又無法觀察磨損情況，修補(bǔ)工作只能夠在已經(jīng)穿爛的位置執(zhí)行，因此，修補(bǔ)不久后其他地方又很快出現(xiàn)穿爛，這時(shí)只能停產(chǎn)更換筒體。陶瓷是由金屬和非金屬元素或單質(zhì)組成的具有共價(jià)鍵、離子鍵或混合鍵結(jié)合特性的晶態(tài)或非晶態(tài)無機(jī)非金屬材料，陶瓷內(nèi)襯管把先進(jìn)陶瓷襯在旋風(fēng)除塵器內(nèi)壁。目前市場上主要的陶瓷內(nèi)襯材料為氧化鋁、氧化鐵、和碳化硅。新型改性陶瓷內(nèi)襯材料還有待進(jìn)一步開發(fā)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決上述問題，本專利技術(shù)公開了一種改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料及其制備方法。為了達(dá)到以上目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料，由以下重量份的原料制得：氧化鋯35-45份、氧化錫55-65份、二氧化鈦40-60份、石墨烯4-8份、硅烷偶聯(lián)劑1-3份、分散劑3-7份、氧化銅2-6份、氧化鎂1-5份。優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-2,3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巰丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一種。優(yōu)選地，所述分散劑為SP-712水性分散劑或SP-710分散劑。一種改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料的制備方法，其特征在于，由以下步驟制得：S1:按化學(xué)計(jì)量比稱取氧化鋯、氧化錫和二氧化鈦，將其放入尼龍罐中，以蒸餾水為介質(zhì)進(jìn)行球磨；S2：將S1所得物倒入圓皿，放入烘箱在100℃下烘干；S3：將S2所得物研磨過篩后溶于無水乙醇，磁力攪拌2h，加入硅烷偶聯(lián)劑攪拌30min，加入分散劑、石墨烯氧化銅和氧化鎂，再磁力攪拌3h后烘干，研磨過篩；S4：將S3所得物造粒，熱壓成型得到改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料。優(yōu)選地，所述S1中球磨的料水比為1:2.5，研磨球?yàn)閆rO2，大球：中球：小球=1:3:4，轉(zhuǎn)速為400r/min，球磨時(shí)間為4~8h。優(yōu)選地，所述S3中過300目篩。優(yōu)選地，所述S4中得到的改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷表面包覆一層ZrTiO4或TN-62耐磨材料。一種改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料的制備方法，由以下步驟制得：S1：向NaOH和KOH溶液中加入氧化鋯、氧化錫和二氧化鈦，將反應(yīng)釜放入微波水熱反應(yīng)器中，在溫度為220℃~280℃、壓力為150Pa~280Pa，處理0.5h~6h；S2:烘干S1所得物，研磨過200篩后，加入石墨烯、硅烷偶聯(lián)劑、分散劑、氧化銅和氧化鎂，溶劑NaOH和KOH的濃度為5-11mol/L，將反應(yīng)釜放入微波水熱反應(yīng)器中，反應(yīng)溫度為150-180℃，保溫時(shí)間為5-12小時(shí)；S3：將S2所得物倒入圓皿，放入烘箱在100℃下烘干；S4：將S3所得物加入PVA造粒，在馬弗爐中高溫?zé)Y(jié)得到改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料。優(yōu)選地，所述S4中燒結(jié)制度為：以3℃/min升高到850℃，保溫4h，再以2℃/min升高到1250℃，保溫6h，以4℃/min降溫到1100℃，隨爐冷卻。優(yōu)選地，所述S4中得到的改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷表面包覆一層ZrTiO4或TN-62耐磨材料。本專利技術(shù)的有益效果：CuO-MgO改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料具有耐磨、耐腐蝕、防結(jié)蠟的特點(diǎn)，并且使用壽命長，具有良好的耐高低溫等性能，制備工藝過程環(huán)保，對(duì)環(huán)境無污染，生產(chǎn)效率高，純度好。CuO和MgO作為燒結(jié)助劑，能夠降低(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷的燒結(jié)溫度。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)描述：實(shí)施例1改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料通過下列步驟制備：S1:按化學(xué)計(jì)量比稱取35份氧化鋯、55份氧化錫和40份二氧化鈦，將其放入尼龍罐中，以蒸餾水為介質(zhì)進(jìn)行球磨，其中球磨的料水比為1:2.5，研磨球?yàn)閆rO2，大球：中球：小球=1:3:4，轉(zhuǎn)速為400r/min，球磨時(shí)間為4h；S2：將S1所得物倒入直徑200mm的圓皿，放入烘箱在100℃下烘干；S3：將S2所得物研磨過篩后溶于無水乙醇，磁力攪拌2h，加入1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷攪拌30min，加入3份SP-712水性分散劑、4份石墨烯、2份氧化銅和1份氧化鎂，再磁力攪拌3h后烘干，研磨過300目篩；S4：向S3所得物加入7%PVA造粒，熱壓成型得到CuO-MgO改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料，熱壓燒結(jié)制度為以2℃/min升高到1250℃，保壓4h，隨爐冷卻，壓力為20MPa/cm2的壓力。本實(shí)施例中的γ-氨丙基三乙氧基硅烷也可以替換為乙烯基三甲氧基硅烷、γ-2,3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巰丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。本實(shí)施例的專利技術(shù)材料經(jīng)過測試，硬度為1578HV，孔隙率為0.4%，斷裂拉伸強(qiáng)度為6.7MPa/m2。實(shí)施例2改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料通過下列步驟制備：S1:按化學(xué)計(jì)量比稱取45份氧化鋯、65份氧化錫和60份二氧化鈦，將其放入尼龍罐中，以蒸餾水為介質(zhì)進(jìn)行球磨，其中球磨的料水比為1:2.5，研磨球?yàn)閆rO2，大球：中球：小球=1:3:4，轉(zhuǎn)速為400r/min，球磨時(shí)間為8h；S2：將S1所得物倒入直徑200mm的圓皿，放入烘箱在100℃下烘干；S3：將S2所得物研磨過篩后溶于無水乙醇，磁力攪拌2h，加入3份γ-2,3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷，攪拌30min，加入7份SP-710分散劑、8份石墨烯、6份氧化銅和5份氧化鎂，再磁力攪拌3h后烘干，研磨過300目篩；S4：向S3所得物加入7%PVA造粒，熱壓成型得到CuO-MgO改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料，熱壓燒結(jié)制度為以2℃/min升高到1250℃，保壓4h，隨爐冷卻，壓力為30MPa/cm2的壓力。本實(shí)施例中的γ-2,3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷也可以替換為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巰丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。本實(shí)施例的專利技術(shù)材料經(jīng)過測試，硬度為1567HV，孔隙率為0.3%，斷裂拉伸強(qiáng)度為6.5MPa/m2。實(shí)施例3改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料通過下列步驟制備：S1:按化學(xué)計(jì)量比稱取4本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料，其特征在于，由以下重量份的原料制得：氧化鋯35?45份、氧化錫55?65份、二氧化鈦40?60份、石墨烯4?8份、硅烷偶聯(lián)劑1?3份、分散劑3?7份、氧化銅2?6份、氧化鎂1?5份。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料，其特征在于，由以下重量份的原料制得：氧化鋯35-45份、氧化錫55-65份、二氧化鈦40-60份、石墨烯4-8份、硅烷偶聯(lián)劑1-3份、分散劑3-7份、氧化銅2-6份、氧化鎂1-5份。2.如權(quán)利要求1所述的改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-2,3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巰丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一種。3.如權(quán)利要求1所述的改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料，其特征在于，所述分散劑為SP-712水性分散劑或SP-710分散劑。4.一種改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料的制備方法，其特征在于，由以下步驟制得：S1:按化學(xué)計(jì)量比稱取氧化鋯、氧化錫和二氧化鈦，將其放入尼龍罐中，以蒸餾水為介質(zhì)進(jìn)行球磨；S2：將S1所得物倒入圓皿，放入烘箱在100℃下烘干；S3：將S2所得物研磨過篩后溶于無水乙醇，磁力攪拌2h，加入硅烷偶聯(lián)劑攪拌30min，加入分散劑、石墨烯氧化銅和氧化鎂，再磁力攪拌3h后烘干，研磨過篩；S4：將S3所得物加入PVA造粒，熱壓成型得到改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料。5.如權(quán)利要求4所述的改性(Zr0.4Sn0.6)TiO4陶瓷內(nèi)襯材料的制備方法，其特征在于：所述S1中球磨的料水比為1:2.5，研磨球?yàn)閆rO2，大球：中球：小球=1:3:4，轉(zhuǎn)速為400r/min，球磨時(shí)間為4~8...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙飛文，徐東，賀甜甜，張柯柯，王愛琴，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇星源電站冶金設(shè)備制造有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32