[發明專利]一種長保存期磷酸結合高鋁質可塑料及制備方法

有效

• 申請號: 201310004596.8
• 申請日: 2013-01-07
• 公開（公告）號: CN103058680A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 張軍;張新;張三華;曹喜營;石會營;惠先磊;王戰民
• 申請（專利權）人: 中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 洛陽明律專利代理事務所 41118
• 代理人: 李路平

技術領域

本發明屬于耐火材料領域，主要涉及一種長保存期磷酸結合高鋁質可塑料及制備方法。

背景技術

以磷酸作結合劑，用燒結礬土或剛玉作集料，加塑性耐火黏土和保存劑配制而成的塑性泥料稱為磷酸結合可塑料。此種可塑料的特點是具有較好的中高溫結合強度，耐磨性和抗熱震性能好，廣泛用于加熱爐燒嘴，熔鋁爐、豎窯加料口和高溫旋風分離器等的內襯。

但是，可塑料原料中含有一些雜質，主要是以單質形態存在的金屬鐵（Fe），是耐火原料在破粉碎設備上加工時帶入的。磷酸會與金屬鐵等雜質發生反應，產生氫氣，使材料發生鼓脹，變得疏松多孔，不利于材料水分的保持，縮短材料保存期。即使可塑料經過了充分困料，這種反應還是會在材料的保存過程中繼續進行。

因此，磷酸結合的可塑料缺點是保存期不夠長，可塑料會發生硬化過早失去可塑性，一般保存期達不到三個月，甚至不到一個月或更短，這給可塑料的生產、運輸、倉貯等帶來了一定困難，并直接影響到施工作業和經濟效益。

中國專利：CN1119174?公開的磷酸鹽結合高鋁可塑料，組成為（wt%?)?：鈉基膨潤土5?~10?%?，藍晶石5?%?，其余為高鋁主原料，高鋁主原料的粒度組成為：3~lmm?占37~45?%?,?1~0.088mm?占10~?25?%?,?<0.088mm占38~45?%?，外加：磷酸二氫鋁4~9?%?，檸檬酸和草酸2?~3?%?，其中草酸為0.5?~1.5?%，多元醇型非離子表面活性劑0.2?~0.4?%，保存期可以達到3~12個月。該專利高鋁原料臨界粒度是3mm，采用的結合劑為磷酸鹽，并且沒有提供可塑料達到一定保存期時的一系列性能。?????中國專利：專利號200910227630，一種抗鋁液侵潤的高鋁可塑料及制備方法，采用了酸洗高鋁原料等制備可塑料，其質量百分比如下：酸洗后粒度為５~0.088mm的高鋁顆粒料50~60wt%，酸洗后粒度小于0.088mm高鋁細粉15~30wt%，水曲柳粘土3~8?wt%，鈉基膨潤土3~9?wt%，活性α－氧化鋁微粉2~11?wt%，硅石粉3~5?wt%，采用BaSO₄和Na₃AlF₆復合作為抗鋁液潤濕劑，其加入量為1~6?wt%；并外加濃度為75%的磷酸溶液8~12?wt%和草酸0.8~2?wt%。該專利與本發明的區別在于：該專利添加抗鋁液潤濕劑是解決可塑料抗鋁液侵潤的問題，通過原料預酸洗工藝除去原料中的Fe等雜質，再輔以草酸作為保存劑延長可塑料的保存期。而本發明所采用的添加劑為一種緩蝕劑，加入到磷酸結合的可塑料中，可有效阻止Fe等雜質和磷酸的反應，延長可塑料的保存期，所用原料不用酸洗處理，工藝簡單，生產效率高成本低且環保。

發明內容

本發明的目的是提出一種磷酸結合高鋁質可塑料及其制備方法。

一種磷酸結合高鋁質可塑料，所述高鋁質可塑料所采用的原料與質量百分比如下：粒度為5~0.088mm的燒結礬土顆粒50～60wt％，粒度小于0.088mm燒結礬土細粉15～30wt％，水曲柳粘土2~8?wt%，鈉基膨潤土3~9?wt%，活性α~氧化鋁微粉2~11?wt%，硅石粉3~5?wt%；另外加入上述原料總重量8.5~13.0?wt%，濃度65%?的磷酸作為結合劑；所述高鋁質可塑料中加入有添加劑，所述添加劑為緩蝕劑，所述緩蝕劑的加入量為上述原料總重量的1.0~3.0?wt%。

所述添加劑是十二烷基苯磺酸鈉，乙二胺四乙酸，重鉻酸鈉，葡萄糖酸鈉，鉬酸鈉，三聚磷酸鋁中的一種或兩種任意重量比例的組合。

本發明所提出的可塑料的制備過程為：先按比例將燒結礬土顆粒、燒結礬土細粉、鈉基膨潤土、添加劑和磷酸總用量60wt%的磷酸，放入混碾機中混合均勻，然后密封困料1~3天；將困好的料、其它組分以及余下的磷酸一起混碾均勻，即得到該可塑料。

本發明中所述的添加劑，屬于緩蝕劑，可以是十二烷基苯磺酸鈉，乙二胺四乙酸，重鉻酸鈉，葡萄糖酸鈉，鉬酸鈉，三聚磷酸鋁中的一種或兩種的組合。緩蝕劑的加入能在可塑料體系內形成穩定的化合物，有效地抑制金屬鐵等雜質與磷酸在產品長期貯存中的反應生成絡合物，從而有效地避免鼓脹的發生，保持可塑料的塑性，延長可塑料的保存期。

本發明中，燒結礬土顆粒和燒結礬土細粉中Al₂O₃含量均為70~90wt%；所述的燒結礬土顆粒粒度為5~0.088mm，燒結礬土細粉粒度＜0.088mm。

本發明中所述的水曲柳粘土和鈉基膨潤土粒度為200目左右，起增塑作用。