Способ получения пористого материала из керамических порошков

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОГО МАТЕРИАЛА ИЗ КЕРАМИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Азаров Сергей Михайлович Ратько Анатолий Иванович Азарова Татьяна Алексеевна Щукин Георгий Лукич Беланович Анатолий Леонидович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси(57) Способ получения пористого материала из керамических порошков, включающий прессование керамических порошков, пропитку полученной крупнопористой основы и ее термообработку, отличающийся тем, что перед пропиткой производят спекание крупнопористой керамической основы, а пропитку осуществляют 1-3 -ным раствором полиэтилгидросилоксана в гексане. Изобретение относится к области коллоидной химии и к производству пористых материалов из керамических порошков, предназначенных для изготовления фильтровальных элементов, используемых при очистке газообразных сред, например воздуха. Известен способ получения пористого материала, включающий формование крупнопористой основы из керамических порошков, пропитку в растворе трехвалентного железа и сушку пропитанного материала (/ 99/01026, / 99/50182, 07.10.1999). Известен также способ получения пористого материала, включающий прессование крупнопористой основы из керамических порошков, пропитку основы 5 раствором жидкого стекла и последующее спекание пропитанной основы (заявка 20030121,бюллетень 3, 2004), который выбран в качестве прототипа. Недостатком известных способов является то, что при использовании полученных материалов в фильтровальных элементах для очистки воздуха от масляных аэрозолей и капельной влаги последние теряют грязеемкость, снижается их производительность, а качество очистки не является удовлетворительным. 9943 1 2007.10.30 Задача, на решение которой направлено изобретение, состояла в том, чтобы получить пористый керамический материал, который при фильтровании воздуха может обеспечить высокое качество очистки от масляных аэрозолей и капельной влаги при сохранении производительности и достаточной грязеемкости. Поставленная задача решена следующим образом. Предложен способ получения пористого материала, преимущественно для фильтровальных элементов, включающий прессование крупнопористой основы из керамических порошков, спекание основы, ее пропитку и термообработку, в котором согласно изобретению пропитку спеченной керамической основы осуществляют раствором гидрофобизующего агента в качестве гидрофобизующего агента используют раствор полиэтилгидросилоксана в гексане 1-3 концентрации. Эффект гидрофобизации возникает от взаимодействия полиэтилгидросилоксана с поверхностными слоями керамических частиц, которые, покрываясь тончайшей пленкой,после термообработки приобретают свойство гидрофобности, т.е. не смачиваются. При этом пористость фильтроэлемента сохраняется. Гидрофобизующий слой исключает смачивание поверхности пор водой и (или) масляным аэрозольным туманом. Поэтому при одинаковом рабочем давлении газового потока керамический материал, полученный заявленным способом, задерживает большее количество влаги и аэрозольного тумана в сравнении с керамическим материалом без гидрофобизующего слоя. Предложенный способ получения пористого материала осуществляют следующим образом. Пример 1 Крупнопористую основу из порошка фарфора прессованием и спеканием изготавливают в виде цилиндра 65 мм и длиной 300 мм. Образцы характеризуются размером пор 250300 мкм, пористостью 32 . Образцы пропитывают раствором полиэтилгидросилоксана в гексане 1 -ной, 1,5 -ной и 3 -ной концентрации (по массе). После чего образцы высушивают при температуре 80 С в течение 30 мин и подвергают термообработке при оптимальной температуре 180 С в течение 90 мин. Полученные фильтроэлементы помещают в корпус для определения их грязеемкости, производительности и качества очистки воздуха от влаги и аэрозольного масляного тумана. Грязеемкость определяют как количество пропущенного воздуха через фильтроэлемент до потери им производительности в 10 раз. Качество очистки воздуха определяют по степени задержания влаги и масляного аэрозольного тумана (отношение концентрации загрязнений на выходе фильтроэлемента к концентрации загрязнений на входе - степень очистки). Пример 2 Для сравнения, изготовленные аналогичным способом образцы пропитывают в растворе полиэтилгидросилоксана в гексане с концентрацией 0,5 и 3,5(по массе). Затем образцы подвергают сушке при 80 С в течение 30 мин и термообработке при оптимальной температуре 180 С в течение 90 мин. Полученные фильтроэлементы помещают в корпус для определения грязеемкости, производительности и качества очистки воздуха от влаги и масляного аэрозольного тумана. Пример 3 Для сравнения, изготовленные аналогичным способом образцы пропитывают в растворе полиэтилгидросилоксана в гексане оптимальной концентрации (1,5 по массе),сушат при 80 С в течение 30 мин, а затем подвергают термообработке при температурах 150 С и 220 С соответственно. Все изготовленные фильтроэлементы испытывают на производительность, грязеемкость и качество очистки газового потока. Полученные характеристики изготовленных образцов приведены в таблице. 2 9943 1 2007.10.30 Сочетание режимов по примеру 1 по примеру 2 по примеру 2 по примеру 3 по примеру 3 прототип Анализ характеристик, представленных в таблице, показывает, что при пропитке пористого керамического материала раствором полиэтилгидросилоксана в гексане с концентрацией раствора в заявленных пределах наблюдается увеличение качества очистки воздуха от влаги и масляного аэрозольного тумана при сохранении грязеемкости и производительности в сравнении с прототипом. Как показали исследования, при пропитке пористого материала гидрофобизующим раствором с концентрацией меньше 1 гидрофобная пленка в зоне контакта имеет разрывы и несплошности, что не позволяет получить качественную очистку воздуха. Увеличение концентрации пропитывающего раствора свыше 3 создает толстую пленку, что приводит к зарастанию пор и, следовательно, к уменьшению производительности и грязеемкости. Термообработка пропитанной основы, как показали эксперименты, должна проводиться при температуре 180 С, т.к. при более низкой температуре не обеспечивается достаточный гидрофобизующий эффект, а при более высокой температуре появляются частичные разрывы слоя, что ухудшает качество очистки воздуха. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3