一種提高蜂窩陶瓷抗污性能的方法＊

趙 明 夏昌奎 彭西洋

（杭州諾貝爾集團有限公司 杭州 311122）

一種提高蜂窩陶瓷抗污性能的方法＊

趙 明 夏昌奎 彭西洋

（杭州諾貝爾集團有限公司 杭州 311122）

目前蜂窩陶瓷產品由于不上釉，孔道內壁粗糙，使用時容易吸附環境中的微小固體顆粒，導致蜂窩陶瓷的孔壁表面受到污染。當污染物聚集過多就會阻塞蜂窩陶瓷內部的通道，影響產品的使用性能及壽命，以下介紹了一種提高蜂窩陶瓷抗污性能的方法，能延長其使用壽命。

蜂窩陶瓷 抗污 軟化

前言

蜂窩陶瓷作為一種功能性多孔材料，由于其是有較大的比表面積和良好的物理化學穩定性能，廣泛地應用于工業的煙氣處理、過濾材料、催化劑載體、蓄熱體等領域，隨著制備技術的發展，其應用范圍也不斷擴大。

蜂窩陶瓷由于是多孔結構，吸水率較高，在工業煙氣處理中很容易吸附廢氣中的粉塵，造成氣孔堵塞，而且也不易于清潔，影響其使用壽命。專利CN101475405給出一種解決方法，即在蜂窩陶瓷上被覆一層微晶玻璃質的耐熱涂層，所采用的被覆方法是浸漬法，但是考慮到蜂窩陶瓷存在許多小孔徑的孔道，這樣的被覆方法可能使得孔壁涂覆層不均勻，嚴重時會堵塞大部分孔道。

通常帶釉陶瓷產品都是由坯體和釉層兩部分組成，這里的釉層類似于前面提到的蜂窩陶瓷上被覆一層微晶玻璃質的耐熱涂層，將調制好的釉漿施于坯體表面，經高溫熔融形成均勻的玻璃質層與坯體結合在一起，但是蜂窩陶瓷由于其特殊的結構無法將耐熱涂層覆蓋于整個蜂窩陶瓷體內部，有沒有一種方法既能不上釉又能達到上釉產品同樣效果，同時又不會堵塞蜂窩陶瓷內部微細的孔道，筆者在此基礎上，通過在原料中引入若干添加劑，改善蜂窩陶瓷的結構，提高其抗污性能。

1 實驗過程

蜂窩陶瓷的制備工藝可以分為下面幾種：擠壓成形、熱壓鑄成形、注漿成形及注凝成形。其中生產產量比較大、使用比較廣泛的是擠壓成形和熱壓鑄成形兩種方法，本實驗使用的是設備簡單的擠壓成形。其制備工藝流程如下：

原料與一定量的添加劑混合→混合練泥→陳腐→擠壓成形→干燥→燒成。

原料采用合成堇青石，由于蜂窩陶瓷采用擠壓成形，為了提高泥坯的可塑性和流動性，加入粘結劑（羧甲基纖維素鈉）、增塑劑（甘油）等。除了普通蜂窩陶瓷生產所需原料外，還需添加1%～8%無機可溶性鹽K2CO3、KCl、Na2CO3、NaCl、Na3PO4、CaF2、Ca3（PO4）2等中的一種或多種，經過充分的真空練泥、成形后，在100℃干燥1～2h，150℃干燥1～2h，在1 100～1 180℃燒成。

為了對比添加K2CO3等可溶性鹽的效果，普通蜂窩陶瓷與添加K2CO3等可溶性鹽樣品于相同條件下干燥、燒成，樣品的制備參照表1。

表1 添加不同的可溶性鹽的樣品對照

實驗中需要測試燒成后樣品的抗軟化性能，以及其在惡劣環境中的表現來評價蜂窩陶瓷的抗污染性能。所采用的抗軟化性能測試方法是：在成品試樣上施加一個由耐火材料制成的重物并使其在釉層表面產生3kPa的壓力，將試樣連同重物一起置于高溫爐中，升溫至所要求測定的溫度，并保溫10min，隨后自然冷卻，取出試樣，觀察被壓試樣表面有無壓痕。如果沒有壓痕，則表明釉層在所測定的溫度下不軟化。

2 結果與討論

燒成后未加入可溶性鹽的樣品表面粗糙，而加入可溶性鹽的樣品表面以及孔道內壁均勻分布一層薄的釉層，經抗軟化性能測試表明，原料加入可溶性鹽后的樣品在800～900℃高溫下不軟化（見表1），加之其表面光滑，因此不易吸附污染物，更具抗污性能。

本試驗所采用的添加劑為工業用K2CO3、KCl、Na2CO3、NaCl、Na3PO4、CaF2、Ca3（PO4）2，由于其可溶性使其在生坯中均勻分布，在干燥階段隨著水分的蒸發可溶性鹽會遷移到與空氣接觸的表面，也會均勻分布在孔道內壁表面。在高溫下 K2CO3、KCl、Na2CO3、NaCl、Na3PO4、CaF2、Ca3（PO4）2作為助熔劑和坯體中的成分發生反應生成一層光滑的薄釉層，均勻分布于孔道內壁。釉層的軟化溫度受K2CO3、KCl、Na2CO3、NaCl、Na3PO4、CaF2、Ca3（PO4）2的熔點影響，一般能夠承受800～900℃的煙氣流，孔道內壁的釉層不易受到煙氣粉塵的污染，其吸附的粉塵也易于清洗掉，極大地提高了蜂窩陶瓷的抗污性能。

1 江偉輝，譚訓彥，等.一種提高蜂窩陶瓷抗污染性能的方法.中國專利：200910114869，2009－7－8

2 侯來廣，劉艷春，曾令可.蜂窩陶瓷的制備與應用.佛山陶瓷，2007（7）：9～12

A Method for Improving the Antifouling Property of Honeycomb Ceramic

Zhao Ming，Xia Changkui，Peng Xiyang（Hangzhou Nabel Group Co.，Ltd.，Hangzhou，311122）

The wall of honeycomb ceramic without glaze frequently adsorbs tiny solid particles.This adsorption makes honeycomb ceramic contamination to some extent.Excessive accumulation of pollutants will block inside channels of honeycomb ceramic and have a great impact on the performance of products.This paper introduces a method for improving honeycomb ceramic antifouling property and extending the life of products.

Honeycomb ceramic；Antifouling；Soften

TQ174

B

1002－2872（2011）09－0028－02

趙明（1966－），本科，高級工程師；主要從事建筑陶瓷材料研究。E－mail：yf－gyb01@nabel.cc