[發明專利]鋼包用耐高溫低收縮率納米級微孔絕熱材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410190007.4
• 申請日: 2014-05-07
• 公開（公告）號: CN105084910A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 孫廣穎;趙瑞林;王懷緒;祁洪軍;錢廣華;彭乾冰
• 申請（專利權）人: 天津固特節能環保科技有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于納米絕熱材料技術領域，尤其涉及一種鋼包用耐高溫低收縮率納米級微孔絕熱材料及其制備方法。

背景技術

絕熱材料又稱熱絕緣材料，能阻滯熱流傳遞的材料。絕熱材料種類很多，包括玻璃纖維、石棉、巖棉、硅酸鹽，氣凝膠氈、真空板等。納米級微孔絕熱材料采用特殊的納米級無機耐火粉料，納米顆粒之間的接觸為極小的點接觸，點接觸的熱阻非常大，使得材料的傳熱效果應變非常小，導致納米級微孔絕熱材料的傳導傳熱系數非常小，基于以上優點，納米微孔絕熱絕熱材料被廣泛應用于石化、電力、建材、冶金、機械、汽車等多個領域。

煉鋼工業和水泥行業是我國工業能耗大戶，煉鋼行業的鋼包表面溫度高，在250℃-400℃，水泥行業回轉窯表面溫度300℃-350℃，散熱損失大，造成能源浪費。降低鋼包和回轉窯的表面溫度，是實現節能降耗的主要途徑。在耐火材料厚度一定的條件下，常規的耐火隔熱類產品滿足不了降溫的要求，需要采用導熱系數更小的新型材料。納米級微孔絕熱材料與目前的隔熱保溫材料相比，隔熱效果可提高2~10倍。

鋼包鋼水溫度1600℃~1700℃，現行的納米級微孔絕熱材料在此高溫下，收縮率大，將其應用于此類高溫設備，具有極大的風險性，安全性低，基于以上缺點，嚴重制約了納米級微孔絕熱材料在高溫設備上的應用，因此研制一種鋼包用耐高溫超低導熱率低收縮率納米級微孔絕熱材料稱為亟待解決的問題。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供提供一種鋼包用耐高溫低收縮率納米級微孔絕熱材料及其制備方法，該絕熱材料導熱系數更小、保溫效果更好，減少熱損失；同時提高絕熱材料的高溫抗收縮性，減小高溫收縮，減少應用設備的高溫事故風險；其制備方法簡單方便，便于工業化生產。

為達到上述目的，本發明所采取的技術方案為：

鋼包用耐高溫低收縮率納米級微孔絕熱材料，其特征在于該絕熱材料由以下重量百分數的原料制成為：

納米級二氧化硅粉體0%-60%

硅酸鋯微粉0%-50%

高硅氧纖維0%-10%

高溫抗收縮劑0%-50%。

該絕熱材料由以下重量百分數的原料制成為：

納米級二氧化硅粉體40%-60%

硅酸鋯微粉30%-40%

高硅氧纖維4%-6%

高溫抗收縮劑5%-20%。

所述的納米級二氧化硅粉體為白炭黑、氣相二氧化硅或二氧化硅氣凝膠。

所述的高溫抗收縮劑為α-氧化鋁微粉或γ-氧化鋁微粉中的一種或任意組合。

所述的鋼包用耐高溫低收縮率納米級微孔絕熱材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）將重量百分比為40%~60%的納米級二氧化硅與重量百分比為4%-6%的高硅氧纖維進行混合，在封閉攪拌機中以1000-1500r/min的攪拌速度下進行攪拌，攪拌5-30min，使高硅氧纖維在納米粉體中混合均勻；

（2）將重量百分比為5%-20%的γ-氧化鋁微粉和30%-40%硅酸鋯微粉加入步驟（1）的混合材料中，攪拌混合，獲得混合材料；

（3）將（2）制得的混合材料導入一定形狀的模具中，干壓成型，即得到高溫超低導熱率納米級微孔絕熱材料。

本發明的有益效果為：1）通過在配方中加入高溫抗收縮劑，通過實驗，選用的α-氧化鋁微粉或γ-氧化鋁微粉，提高絕熱材料的高溫抗收縮性，使線收縮率(950℃）≤2%，減小高溫收縮，將其應用于鋼包設備時，大大提高了安全性；2）由于鋼包本身的應用溫度比較高，普通的材料在此高溫下已然不具有阻燃效果，經過多次試驗，本發明通過在配方中加入硅酸鋯微粉，由于硅酸鋯熔點高（2500攝氏度），價格低廉，將其加入到此配方中，硅酸鋯微粉與納米級二氧化硅粉體配合，提高了該產品的阻燃效果，同時大大降低了生產成本，具有巨大的市場競爭力；3）同時絕熱材料導熱系數更小、保溫效果更好，減少熱損失；其制備方法簡單方便，便于工業化生產，具有廣闊的應用前景；4）本發明制備的鋼包用耐高溫超低導熱率低收縮率納米級微孔絕熱材料，導熱系數（熱面800℃）≤0.045w/m.k，耐壓強度≥0.6MPa，線收縮率(950℃）≤2%，密度為400~450kg/m3，最高使用溫度1100℃。

具體實施方式

為進一步了解本發明的內容、特點及功效，茲例舉一下實施例詳細說明如下：

實施例1