[發明專利]一種碳復合耐火材料的制備方法及其得到的產品

有效

• 申請號: 201310051738.6
• 申請日: 2013-02-17
• 公開（公告）號: CN103073314A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 李楠;梁峰;劉百寬;賀中央;孫榮海;閆光輝;劉國威;張厚興
• 申請（專利權）人: 濮陽濮耐高溫材料（集團）股份有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/622
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張杰

1.一種碳復合耐火材料的制備方法，包括以下步驟，

（1）將活性物前驅體配成溶液，向上述溶液中加入氧化物混合，混合物經干燥并分散后，焙燒得到活性物-氧化物復合料；

（2）用活化后的活性物-氧化物復合料催化碳源氣體、或碳源氣體和氫氣的混合氣體進行裂解反應，得到氧化物-碳納米管復合料；

（3）將氧化物-碳納米管復合料浸漬在乙醇溶液中形成預浸體；

（4）向基料中依次加入結合劑和步驟（3）中的預浸體進行混合，之后困料、成型、干燥即得到碳復合耐火材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述活性物前驅體是摩爾比1：（0.2-5）的硝酸鐵和硝酸鎳，活性物前驅體溶液的摩爾濃度為0.05-0.5mol/L；所述氧化物為剛玉、鎂砂和氧化鋯中的一種或多種，所述氧化物的粒徑為2-500μm；向所述活性物前驅體溶液中加入所述氧化物的量為1-10g/ml。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，干燥并分散后的活性物前驅體-氧化物復合料的粒徑為2-500μm，焙燒溫度為300-600℃，焙燒時間為30-120min。

4.根據權利要求1-3任一所述的制備方法，其特征在于，裂解溫度為600-900℃，裂解時間為1-4h；所述碳源氣體為天然氣、乙烷和乙烯中的一種或多種，所述碳源氣體的流量為100-500L/h；所述混合氣體中，所述碳源氣體和氫氣的體積比為（1-4）：（4–1）；所述氧化物-碳納米管復合料的粒徑小于或等于500μm。

5.根據權利要求1-4任一所述的制備方法，其特征在于，所述乙醇溶液的濃度為20-95v%，所述乙醇溶液為氧化物-碳納米管復合料的3-15wt%，浸漬時間為0.5-3h；所述基料、結合劑和氧化物-碳納米管復合料的質量比為（50-70）：(3-10)：（20-40）；所述基料為電熔白剛玉、電熔致密剛玉、礬土基電熔剛玉、板狀剛玉、燒結剛玉、電熔鎂砂、燒結鎂砂、鋯莫來石、鋯剛玉和電熔氧化鋯中的一種或多種，所述基料的粒徑小于或等于8mm；所述結合劑為酚醛樹脂；步驟（4）中，困料溫度為20-35℃，困料時間為12-48h，干燥溫度為110-350℃，干燥時間為12-48h。

6.根據權利要求1-5任一所述的制備方法，其特征在于，在步驟（4）中，向所述基料中最后加入預混體，再進行混合、困料、成型和干燥；所述預混體為微米級的氧化物微粉；所述基料、結合劑、氧化物-碳納米管復合料和氧化物微粉的質量比為（50-70）：(3-10)：（20-40）：（4-10）；所述氧化物微粉為粒徑小于或等于5μm的氧化鋁。

7.根據權利要求1-5任一所述的制備方法，其特征在于，在步驟（4）中，向所述基料中最后加入預混體，再進行混合、困料、成型和干燥；所述預混體為石墨和炭黑中的至少一種、微米級的氧化物微粉和抗氧化劑的混合物；所述石墨和炭黑中的至少一種、基料、結合劑、氧化物-碳納米管復合料、氧化物微粉和抗氧化劑的質量比為(0.2-3):（50-70）：(3-10)：（20-40）：（4-10）：(2-8)；所述氧化物微粉為粒徑小于或等于5μm的氧化鋁；所述石墨或炭黑的粒徑小于或等于147μm；所述抗氧化劑為碳化物、硼化物、氮化物、金屬鋁和單質硅中的一種或多種，所述抗氧化劑的粒徑小于或等于74μm。

8.權利要求1-7任一所述制備方法得到的耐火材料，包括如下組分，

基料50-72wt%

氧化物-碳納米管復合料20-41wt%

固化的酚醛樹脂2.1-10wt%

所述氧化物-碳納米管復合料中，包覆生長在氧化物上的碳納米管的直徑為20-100nm。

9.根據權利要求8所述的耐火材料，其特征在于，所述氧化物-碳納米管復合料中碳納米管的含量為0.5-3wt%；所述氧化物-碳納米管復合料為氧化鋁-碳納米管復合料、氧化鎂-碳納米管復合料和氧化鋯-碳納米管復合料中的一種或多種。

10.根據權利要求8或9所述的碳復合耐火材料，其特征在于，還包括氧化物微粉，或者石墨和炭黑中的至少一種、氧化物微粉和抗氧化劑；所述氧化物微粉占所述碳復合耐火材料的4-10wt%，所述石墨和炭黑中的至少一種占所述碳復合耐火材料的0.2-3wt%，所述抗氧化劑占所述碳復合耐火材料的2-8wt%；所述氧化物微粉為氧化鋁，所述抗氧化劑為碳化物、硼化物、氮化物、金屬鋁和單質硅中的一種或多種。