本发明涉及泡沫陶瓷领域，具体涉及一种泡沫陶瓷浆料用组合物、泡沫陶瓷及其制备方法。
背景技术：
：泡沫陶瓷是一种经高温烧成、有大量相通的闭气孔的陶瓷材料，具有低密度、高渗透率、抗腐蚀、耐高温和良好隔热性能等特点的新型功能材料。在泡沫陶瓷用于金属铸造的过程中，对液态金属中非金属夹杂的去除率可达72-97％，可有效提高铸件的机械性能和延长设备的使用寿命。目前，泡沫陶瓷主要通过有机泡沫浸渍法生产，制备过程中主要使用氧化铝、碳化硅、氧化锆等材料作为主骨料，并添加其它助剂进行。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种新的泡沫陶瓷浆料用组合物、泡沫陶瓷及其制备方法，该泡沫陶瓷浆料用组合物通过利用fcc废催化剂作为主骨料替代常用的氧化铝、氧化锆等材料，既实现了fcc废催化剂的资源化利用又解决了环境污染问题，生产成本低、工艺简单，并且得到的泡沫陶瓷具有抗热震性能好、气孔率高和热稳定性高等特点。为了实现上述目的，本发明一方面提供泡沫陶瓷浆料用组合物，其中，该泡沫陶瓷浆料用组合物含有fcc废催化剂、粘土、羧烷基纤维素、聚丙烯酸盐和硅溶胶，其中，相对于100重量份的所述fcc废催化剂，所述粘土的含量为10-30重量份，所述羧烷基纤维素的含量为3-15重量份，所述聚丙烯酸盐的含量为1-10重量份，所述硅溶胶的含量为1-10重量份。优选地，相对于100重量份的所述fcc废催化剂，所述粘土的含量为15-25重量份，所述羧烷基纤维素的含量为5-10重量份，所述聚丙烯酸盐的含量为3-5重量份，所述硅溶胶的含量为3-5重量份。优选地，所述羧烷基纤维素为羧甲基纤维素和/或羧乙基纤维素，更优选为羧甲基纤维素。优选地，所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠和/或聚丙烯酸钾，更优选为聚丙烯酸钠。优选地，所述硅溶胶的二氧化硅含量为20-40重量％。本发明还提供一种泡沫陶瓷的制备方法，其中，该方法包括以下步骤，1)将本发明的泡沫陶瓷浆料用组合物与水进行混合得到浆料的步骤；2)将泡沫与浆料进行接触的步骤；3)将接触后的泡沫进行焙烧的步骤。优选地，步骤1)中，相对于100重量份的所述fcc废催化剂，所述水的用量为10-30重量份。优选地，步骤2)中，所述接触的条件包括，接触的温度为10-45℃，接触的时间为60-120分钟。优选地，所述泡沫为聚氨酯泡沫。优选地，将泡沫与浆料进行接触之前，在40-60℃下将泡沫在氢氧化钠溶液浸泡4-6小时，然后在10-45℃下用羧烷基纤维素溶液浸泡12-24小时。优选地，所述焙烧的条件包括：焙烧的温度为1100-1400℃，焙烧的时间为1-4小时。本发明还提供上述泡沫陶瓷的制备方法制备得到的泡沫陶瓷。通过上述技术方案，能够提供一种新的泡沫陶瓷浆料用组合物以及泡沫陶瓷，该泡沫陶瓷浆料用组合物通过利用fcc废催化剂作为主骨料替代常用的氧化铝、氧化锆等材料，既实现了fcc废催化剂的资源化利用又解决了环境污染问题，生产成本低、工艺简单，并且得到的泡沫陶瓷具有抗热震性能好、气孔率高和热稳定性高等特点。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。在本发明中，“fcc废催化剂”是指硫化催化裂化装置使用后的流化催化裂化废催化剂。本发明第一方面提供泡沫陶瓷浆料用组合物，其中，该泡沫陶瓷浆料用组合物含有fcc废催化剂、粘土、羧烷基纤维素、聚丙烯酸盐和硅溶胶，其中，相对于100重量份的所述fcc废催化剂，所述粘土的含量为10-30重量份，所述羧烷基纤维素的含量为3-15重量份，所述聚丙烯酸盐的含量为1-10重量份，所述硅溶胶的含量为1-10重量份。优选地，相对于100重量份的所述fcc废催化剂，所述粘土的含量为15-25重量份，所述羧烷基纤维素的含量为50-10重量份，所述聚丙烯酸盐的含量为3-5重量份，所述硅溶胶的含量为3-5重量份。相对于100重量份的所述fcc废催化剂，所述粘土的含量的具体例子例如可以为：10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份、19重量份、20重量份、21重量份、22重量份、33重量份、24重量份、25重量份、26重量份、27重量份、28重量份、29重量份、30重量份以及这些点值中的任意两个点值构成的范围中的任意点值。相对于100重量份的所述fcc废催化剂，所述羧烷基纤维素的含量的具体例子例如可以为：3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份以及这些点值中的任意两个点值构成的范围中的任意点值。相对于100重量份的所述fcc废催化剂，所述聚丙烯酸盐的含量的具体例子例如可以为：1重量份、2重量份、3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份以及这些点值中的任意两个点值构成的范围中的任意点值。相对于100重量份的所述fcc废催化剂，所述硅溶胶的含量的具体例子例如可以为：1重量份、2重量份、3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份以及这些点值中的任意两个点值构成的范围中的任意点值。根据本发明，优选地，所述硅溶胶的二氧化硅含量为20-40重量％；更优选地，优选地，所述硅溶胶的二氧化硅含量为30-40重量％，特别优选地，优选地，所述硅溶胶的二氧化硅含量为35重量％。作为所述硅溶胶的二氧化硅的具体含量可以举出：20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、28重量％、30重量％、31重量％、32重量％、33重量％、34重量％、35重量％、38重量％、40重量％以及这些点值中的任意两个点值构成的范围中的任意点值。本发明还提供一种泡沫陶瓷的制备方法，其中，该方法包括以下步骤，1)将本发明的泡沫陶瓷浆料用组合物与水进行混合得到浆料的步骤；2)将泡沫与浆料进行接触的步骤；3)将接触后的泡沫进行焙烧的步骤。根据本发明的方法，所述水的用量可以根据所述fcc废催化剂的用量来选择，优选地，步骤1)中，相对于100重量份的所述fcc废催化剂，所述水的用量为10-30重量份；更优选地，步骤1)中，相对于100重量份的所述fcc废催化剂，所述水的用量为15-20重量份。步骤1)中，相对于100重量份的所述fcc废催化剂，所述水的具体用量例如可以举出：10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份、19重量份、20重量份、21重量份、22重量份、23重量份、24重量份、25重量份、26重量份、27重量份、28重量份、29重量份、30重量份以及这些点值中的任意两个点值构成的范围中的任意点值。另外，在本发明中，优选在使用之前将fcc废催化剂和粘土经300目筛网过筛。根据本发明的方法，步骤2)中，所述接触只要能够使浆料均匀的附着于泡沫之上即可，优选地，步骤2)中，所述接触的条件包括：接触的温度为10-45℃，接触的时间为60-120分钟；更优选地，所述接触的条件包括：接触的温度为15-30℃，接触的时间为80-100分钟。通过在上述条件下进行所述接触，能够使浆料均匀的附着于泡沫之上。优选地，所述泡沫为聚氨酯泡沫。根据本发明的方法，优选地，该方法还包括在将泡沫与浆料进行接触之前，在40-60℃下将泡沫在氢氧化钠溶液浸泡4-6小时，然后在10-45℃下用羧烷基纤维素溶液浸泡12-24小时。上述氢氧化钠溶液的浓度例如可以为10-30重量％。上述羧烷基纤维素溶液的浓度例如可以1-5重量％。通过进行上述处理，聚氨酯中的网络间隔会被破坏，气孔率更大，同时羧烷基纤维素的处理会提高泡沫与浆料的浸润性。根据本发明的方法，优选地，所述焙烧的条件包括：焙烧的温度为1100-1400℃，焙烧的时间为1-4小时。更优选地，按照以下升温方式升温到焙烧温度：焙烧升温速率按照室温～200度时，升温速率为0.5-2℃/min，在温度为大于200℃～700℃时，升温速率为5-10℃/min；在温度为大于700℃～1400℃时，升温速率为10-20℃/min。本发明还提供上述泡沫陶瓷的制备方法制备得到的泡沫陶瓷。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例和对比例中，fcc废催化剂来自于中国石化燕山石化公司。羧甲基纤维素购于潍坊得利纤维素有限公司；聚丙烯酸钠购于山东德蓝化工有限公司公司；硅溶胶购山东百特新材料有限公司，二氧化硅含量为35重量％；聚氨酯泡沫购于北京藏鑫源商贸有限责任公司。另外，在使用之前将fcc废催化剂和粘土经300目筛网过筛。实施例1-5和对比例1-3以表1中的配比制备表1中的浆料，并按照以下步骤制备泡沫陶瓷a1-a5和d1-d3。1)将fcc废催化剂、粘土、cmc、聚丙烯酸钠、硅溶胶和水充分混合后得到浆料。2)在50℃下将聚氨酯泡沫在浓度为20重量％的氢氧化钠溶液中浸泡5小时后，用3重量％的羧甲基纤维素溶液浸泡20小时，然后在25℃下将浸泡后的聚氨酯泡沫在步骤1)得到的浆料中浸渍60分钟后，取出聚氨酯泡沫并除去多余浆料，使浆料均匀地挂浆在聚氨酯泡沫上。3)将挂浆后的聚氨酯泡沫放入微波马弗炉中进行焙烧成型，得到泡沫陶瓷，其中，所述焙烧的条件为：焙烧的温度为1300℃，焙烧的时间为3小时；另外，按照以下升温方式升温到焙烧温度，以1℃/min升温至200℃，进而以8℃/min升温至700℃，进而以15℃/min升温至1300℃进行焙烧。表1测试例1气孔率是通过天平称重干样质量，浸没水后再称质量，并通过转换计算得到，其结果如表2所示。采用万能试验机(wdw3020)测试抗压强度，试样直径14mm、高35mm，每种试样测试3个，取平均值，其结果也如表2所示。表2气孔率抗压强度(mpa)实施例175％1.5实施例277％1.4实施例375％1.6实施例470％1.3实施例567％1.2对比例165％1.3对比例266％1.2对比例362％1.3通过比较上述耐火砖a1-a5和d1-d3可知，在本发明范围内的泡沫陶瓷a1-a5其气孔率高且抗压强度也高，相比泡沫陶瓷d1-d3具有更好的抗热震性能和热稳定性。此外，通过比较耐火砖a1-a3和a4-a5可知，相对于100重量份的所述fcc废催化剂，所述粘土的含量为15-25重量份，所述羧烷基纤维素的含量为50-10重量份，所述聚丙烯酸盐的含量为3-5重量份，所述硅溶胶的含量为3-5重量份时，能够进一步提高得到的泡沫陶瓷的抗热震性能和热稳定性。以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。当前第1页1 2 3