Способ изготовления пористых изделий с разноплотными слоями

.ЧереПОРИСТЬЙ 1 И, вклю-,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ОПИСАНИЕ К АВТОРСМОМУ Св(.54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯИЗДЕЛИЙ С РАЗНОПЛОТНН 1 И СЛОЯ 801041 чающий пропитку органического пеноматериала керамическим шликером, сушку при нагреве и обжиг изделий, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с . целью повышения нористости и разо- проницаемости, пеноматериал после пропитки подвергают механическому напряжению, причем механическоенапряжение снимают через 1-1,5 ч после начала сушки, обжиг проводят с двумя изотермическими выдержками; первая - при 350-500 С и вторая -опри конечной температуре.50 Изобретение относится к получению,разноплотных пористых изделий с сообщающейся открытой пористостью, преимущественно фильтрующих изделий, предназначенных для очистки жидкостейи газов, и может быть использовано для получения керамических носителей катализаторов.Известен способ получения пористых изделий, включающий пропитку органического пеноматериала керамическим шликером, удаление избытка шликера между двумя кусками непропитанного пенопласта, сушку изделий при температуре, например, 150 С в течение 1 ч и обжиг при 1000-1400 ОС; предпочтительно 1250 1350 оС 1 .Этим способом получают одноплот"- ные изделия с одним размером пор, имеющие высокое сопротивление инизкую пористость. Это приводит в процессеэксплуатации фильтра к его быстрой забиваемости, низкой производительности и сокращению срока служб.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и дости гаемому результату является способ изготовления пористых огнеупорных керамических изделий с разноплотными слоями, включающий пропитку пористого органического пенома.териала керамическим шликером, укладку одного куска пены на другой, сушку многослойного изделия около 100 С в течение 2 ч и обжиг в инерт ной атмосфере при 1350-1700 С, с выдержкой при максимальной температуре в течение 2 ч 2 .Однако указанный способ производства не позволяет получить открытую пористость иэделий с разно-,плотными слоями более 78% и коэфФициент сопротивления 0,1 и менее, Это обусловлено тем, что при укладке друг на друга разноплотных кусков пеноматериала пропитанных керамическим шликером происходит перекрывание открытых пор на поверхности кусков и как следствие уменьшение суммарной открытой пористости многослойного изделия.Коэффициент сопротивления только двухслойного иэделия, полученного известным способом, лежит в пределах 0,1 с с 0,5.Коэффициент сопротивления многослойного изделия - аддитивная величина равна сумме коэффициентовсопротивления каждой пары слоев инамного превышает величину 0,1.Кроме того, укладывая разноплотные куски пены, пропитанные шликером друг на друга, нельзя получитьиэделия сложной конфигурации.При получении многослойных плоских иэделий, возможно перетекание ке рамического шликера сверху вниз,что изменяет заданную пористуюструктуру слоев, Кроме того, количество слоев в изделии, получаемыхизвестным способом, лимитировано,так как ограничивается толщина многослойного изделия иэ-эа большихпотерь напора жидкости или газа впроцессе службы, а также иэ-эа кон"структивных особенностей аппарата, 10 куда вставляется иэделие.Цель изобретения - повышение пористости, газопроницаемости пеномаматериала.Поставленная цель достигается 15 тем, что согласно способу изготовления пористых изделий с разноплотными слоями, включающему пропиткуорганического пеноматериала керамическим шликером, сушку при нагреве и обжиг иэделий, пеноматериал после пропитки подвергают механическому напряжению, причем ме"ханическое напряжение снимают через 1-.1,5 ч после начала сушки, об жиг проводят с двумя изотермическими выдержками: первая - при350-500 ОС в течение 4-6 ч и вторая -при конечной .температуре..Пеноматериал после пропитки подвергают сжатию с различным усилиЗ 0 ем по толщине при получении плоских изделий или подвергают усилиям сжатия и растяжения при получении трубчатых иэделий и изделийсложной конфигурации.35 При сжатии и растяжении одногокуска пеноматериала не происходитперекрывания и закупорки пор, икроме того, сужение канала каждойпоры от большего диаметра к мень шему происходит постепенно и плавно, а не резко как в известном способе.В связи с этим пористость изделий, полученных йредлагаемымспособом, выше, а коэффициент сопротивления ниже чем у изделий,полученных послойной укладкой разноплотных кусков пеноматериала.Сушить при температуре выше180 фС нецелесообразно, так как приболее высоких температурах начинается разложение и обугливание органического пеноматериала и иэделие резко теряет прочность. Выдержка при обжиге в интервале температур 350-500 С - 4-6 ч преднаэ начена для выжигания органическойсоставляющей .для полного сгорания органики рекомендуется слабоокислительную и окислительную атмосферу ).Общий технологический процессполучения пористых йэделий с разноплотными слоями состоит в следующем.Берут органический пеноматериалнапример, эластичный пенополиуре1041531 Пористыематериалыизготовленныеспособом Коэффициентсопротивлвния Диаметр пор,мкм, слояОбъемный вес, г/см верхне- нижнегоет е ее ее ее ее ю ю0,5 (в том числе верхнего слоя 0,4, а нижнего 0,6) 300 эадерживаееет частицы 60 мкм и более 250 3.тан ) и пропитывают керамическим шликером буспенэией мелкоразмолотых огнеупорных частиц ), причем избыток шликера удаляется из.пено-, материала.Полученную таким способом струк" туру подвергают механическому воздействию: сжатию с различным усилием по толщине при получении плоских иэделий либо сжатию и растяже- . нию при получении трубчатых изде лий сложной конфигурации.Регулируя величину усилия механического воздействия на эластич- . ный, пропитанный керамическим шликером органический пеноматериал,15 задают будущему изделию требуемую форму, определенную раэноплотность по толщине, проницаембсть и размер пор. Полученное в результате деформации пеноматериала изделие опреде ленной Формы сушат сначала в Формах-обечайках, затем без форм и обжигают. В .сушке заданная Форма изделий закрепляется и Фиксируется. При обжиге органический пеноматериал выгорает, оставляя керамическое пористое изделие сетчатой структуры с разноплотными слоями. Отклонение толщины готового изделия от толщины исходного куска пеноматериала составляет 15, откры- . 30 тая пористость более 80, коэффициент сопротивления 0,1 и менее.П р и м е р 1. Для получения керамических фильтров воздушной очистки от пыли и.масла используют З 5 в качестве органического пеноматернала пенополиуретан эластичный с объемным весом 30-32 кг/м Зи размером ячеек 1,5 мм Размер куска пенополиуретана 200 х 800 х 50 мм. После пропитки куска пенополиуретана керамическим шликером состава: высокоглиноземистый материал 80, . борат кальция 20 и ПАВ 4 сверх 100 и удаления избытка шликера эластичный пеноматериал сгибают в 45 трубу (снаружи на кусок прикладывали усилия растяжения, изнутри - сжаетия ), которую помещают в картоннуюФорму. Трубу сушат в Форме 1,5 чпри. 120 С, затем беэ, Формы в течение 4.,5 ч. Обжиг иэделйя осуществляют в окислительнойсреде при1300 С о выдержкой при 500 .- 6 ч.оОбъемный вес готового иэделия0,6 г/см 3, пористость 82, козффициент сопротивления при пропускаиии воздуха снаружи внутрь трубы"0,08. Проницаемость наружного круцйопористого слоя с размером пор1,5-2 мм -12500 Д; внутреннего мелкопористого с размером пор 200 мкм 3000 Д,П р и м е р 2. Кусок эластичного пенополиуретана размером200 х 200 х 50 мк с размером ячеек2,5 мм погружают в керамическийшликер иэ частиц огнеупорных окислов с.добавками ПАВ и неорганического связующего. После удаленияизбытка шликера кусок сжимают сбоковых сторон с различным усилием по толщине (а именно, помещаютего в Форму, имеющую форму клина исушат в течение 1,0 ч при 180 вС,затем форму снимают и сушат изделие без формы еще 2 ч.Обжигают полученную плиту при900 С с выдержкой при 3500 - 4 ч,Объемный вес. готового изделия0,5 г/см.3, пористость 88, коэфФициент сопротивления - 0,05. Проницаемость верхнего слоя с размером пор 2,5 мм - 13000 Д, нижнегомелкодисперсного с размером пор300 мкм - 3640 Д. Полученная плитаиспользована для беэнапорной Фильт-,рации расплава алюминия.Фильтрацию начинают сразу беэобразования наплыва на фильтре,Производительность составляет 0,10,3 кг/мин см , фильтр задерживает загрязнения размером 60 мкми более.Свойства пористых изделий, изготовленных предлагаемы способом,в сравнении с прототипом и аналогом представлены в таблице.1041531 Продолжение таблицы Пористость,ф Степень очистки Коэффициентсопротивления Диаметр пор,мкм слоя Объемныйвес, .г/смф верхне- нижнего го Известным 2500 300 То же 0,3среднеезначение85 2500 0,4 0,03 2500 300 68 0,7 0,6 300 30 Использование предлагаемого способа изготовления пористых иэделий с разноплотными слоями обеспечивает возможность получения в изделии и-числа разноплотных слоев на небольшой толщине, получение керамических пористых изделий любой формы, увеличение срока эксплуатации изделий иэ-за уменьшения забиваемости пор, что происходит вследствие постепенного, а не рез кого сужения паровых каналов, атакже простоту, доступность и высокую производительность. Редактор Н. Киштулинец. Техред И. Кузьма Корректор. В. Соколова.Подписное Заказ 7055/25 Тираж 622ВНИИПИ Государственного комитета СССР .по.делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Пористыематериалы,изготовленные(средняя)Ф Частицы загрязненийпроскакивают в фильтрат Задерживадт частицы 60 мкм и бо/лее