[發明專利]一種鋁硅質輕質澆注料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310374959.7
• 申請日: 2013-08-26
• 公開（公告）號: CN103408312A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 李淑靜;徐娜娜;李遠兵;張金龍;汪雷;李亞偉;桑紹柏
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/622;C04B35/636
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明屬于輕質澆注料技術領域，具體涉及一種鋁硅質輕質澆注料及其制備方法。

背景技術

伴隨著不可再生能源的過度消耗和廢棄物的大量堆積，資源節約和環境友好已經成為時代的兩大主題。各種工業窯爐等熱工設備是工業生產中的重要設備，也是極度消耗能源和原料的設備。因此，窯爐及熱工設備的隔熱保溫是能夠保證其使用壽命長和能耗低的重要基礎，故開發輕質、高強、低熱導率和低成本的輕質隔熱耐火材料是一項極具重要意義的研究課題，不僅能保障設備的安全作業和有效降低能耗，并能夠顯著降低使用成本。

各種材質的隔熱、保溫耐火材料主要采用以下方法制備：(1)燃盡物加入法，通過加入一定量的燃盡物造孔，常用燃盡物如聚苯乙烯球、鋸末；(2)泡沫法，通過制作穩定且具有一定膜強度的泡沫造孔，常用的發泡劑有松香皂、十二烷基硫酸鈉等；(3)多孔材料法，通過添加低密度的輕質材料，如珍珠巖、氧化鋁空心球等。

目前，常用的制備鋁硅質輕質磚的原料價位仍然偏高，無法從根本上降低鋁硅質輕質磚的生產成本。“一種鋁硅質輕質隔熱磚及其制備方法”（CN102167622A）的專利技術，公開了以輕質礬土骨料、高鋁礬土熟料為原料，高溫水泥、有機聚合物和硅微粉作為結合劑，混練后澆注成型，制得鋁硅質輕質隔熱磚。該方法的缺陷主要是：(1)該產品的原料成本較高；(2)生產工藝復雜，能耗高；(3)原料采用儲備量緊縮的天然原料，不利于資源的可持續發展。

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種能節約資源、保護環境和降低成本的鋁硅質輕質澆注料的制備方法；用該法所制得的鋁硅質輕質澆注料具有體積密度小、導熱系數低、強度高和重燒線變化率小的特點。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：先以30~70wt%的鋁硅質輕質骨料、15~35wt%的鋁硅質細粉、10~20wt%的廢棄型砂粉和5~15wt%的高溫水泥為原料，再外加所述原料0.15~0.25wt%的減水劑和15~25wt%的水，攪拌，澆注成型，室溫養護12~24h；然后在100~200℃條件下干燥20~36h，在1000~1300℃條件下保溫2~8h，即得鋁硅質輕質澆注料。

所述鋁硅質輕質骨料的制備方法是：先以50~90wt%的鋁硅質細粉和10~50wt%的粘土為原料，攪拌8~12h，再外加所述原料5~10wt%的結合劑、15~35wt%的造孔劑和7~20wt%的水，困料24~48h，壓制成型；然后在80~200℃條件下干燥4~24h，在1000~1400℃條件下保溫2~10h，破碎，即得到鋁硅質輕質骨料。

所述鋁硅質細粉為瓷磚廢料，其粒徑小于0.074mm；鋁硅質細粉的主要化學成分是：Al₂O₃≥40wt%，SiO₂≥45wt%，Na₂O≤0.5wt%，K₂O≤2.5wt%。

所述廢棄型砂粉的粒徑小于0.088mm；廢棄型砂粉的主要化學成分是：Al₂O₃≥35wt%，SiO₂≥50wt%，ZrO₂≤5.5wt%。

所述減水劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉和聚丙烯酸類減水劑中的一種或兩種。

所述粘土的粒徑小于0.088mm；粘土的主要化學成分是：Al₂O₃含量≥30wt%，SiO₂含量≥45wt%，?TiO₂含量≤0.8wt%，Fe₂O₃含量≤2.0wt%。

所述造孔劑為糠、植物秸稈、鋸末和稻殼中的一種。

所述結合劑為羥甲基纖維素、磷酸二氫鋁、聚乙烯醇和糊精中的一種或兩種。

由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下積極效果：

1、本發明所用原料為目前大量堆積且沒有得到充分利用的廢棄瓷磚，不僅節約了處理大量廢棄陶瓷的費用，還節約了資源，變廢為寶，故環境友好和生產成本低。

2、本發明采用燃盡物加入法制備鋁硅質輕質骨料，其原料為廢棄瓷磚粉，實現了對固體廢棄物的回收利用，所制備的鋁硅質輕質骨料堆積密度為0.5~0.7g/cm³，工藝簡單。

3、本發明通過添加自制的鋁硅質輕質骨料，可在澆注料中起骨架支撐作用，提高制品的強度。