[發明專利]一種泡沫輕質耐火材料制品及其生產工藝

有效

• 申請號: 201410338642.2
• 申請日: 2014-07-12
• 公開（公告）號: CN104098345A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 王杰曾;趙洪亮;劉錫俊;王俊濤;魏瀚;徐如林;周嚴敦;胡建輝
• 申請（專利權）人: 瑞泰科技股份有限公司
• 主分類號: C04B38/02
• 分類號: C04B38/02;C04B35/66;C04B35/622
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明為一種用于高溫窯爐的輕質耐火材料制品。首先，以高鋁礬土、煅燒高嶺土、藍晶石、鋁酸鈣水泥、氧化鋁微粉、硅灰和外加劑為原料制成料漿，通過液壓送到管道；其次，發泡劑與一定比例的水混合再與壓縮空氣混合，在管道中形成細密的泡沫；再次，在管道中混合料漿和泡沫形成泡沫混凝土；然后，用將泡沫混凝土漿注入模具，經養護、脫模、干燥、燒成后制成坯體；最后，將坯體切割成具有固定尺寸的耐火制品。

背景技術

目前，高溫窯爐主要使用氧化鋁空心球、輕質高鋁、輕質粘土、耐火纖維制品板、以及硅酸鈣五大類隔熱耐火材料。其中，隔熱效能最高的材料為耐火纖維制品和硅酸鈣耐火制品。但是，這些高效能的隔熱材料效果不穩定。受高溫長期作用后，纖維會發生變質、粉化。纖維粉化后，不僅導致制品喪失隔熱功能，而且造成嚴重的環保問題。由于粉化物吸入后有害人體健康，歐盟已將硅酸鋁耐火纖維列為第二類可能致癌的物質。至于硅酸鈣制品，其一次結構單元為微小的硬鈣硅石纖維，二次結構單元為纖維聚集而成的栗殼狀球體。由于硬鈣硅石的分解點很低，硅酸鈣制品的短期最高使用溫度為1000℃，長期安全使用溫度在700℃以下。因此，需要開發一種耐高溫、低導熱、長壽命和環保友好的隔熱材料。

發明內容

本發明研究一種泡沫輕質耐火材料制品及其生產工藝，以高鋁礬土、煅燒高嶺土、藍晶石、鋁酸鈣水泥、氧化鋁微粉、硅灰和外加劑(植物蛋白發泡劑、高強石膏促凝劑、檸檬酸緩凝劑、第三代減水劑)為原料制成料漿，通過液壓送到管道；其次，發泡劑與一定比例的水混合再與壓縮空氣混合，在管道中形成細密的泡沫；再次，在管道中混合水泥漿和泡沫形成泡沫混凝土；然后，將泡沫混凝土漿注入模具，經養護、脫模、干燥、燒成后制成坯體；最后，將坯體切割成具有固定尺寸的耐火制品。本發明的優點如下：

1)整個泡沫體的制備以自動控制的方式管道中進行，起提高生產效率、減輕環境污染、減少人為因素的干擾的作用，以保證所制泡沫混凝土漿體的質量。

2)采用第三代發泡劑中的植物蛋白原料，起制取高質量泡沫的作用。發泡分化學發泡和物理發泡兩種方式。化學發泡受氣溫和操作的影響大，不易保證質量。物理發泡技術發展了三代：第一代技術使用松香皂等物質作發泡劑，所發泡沫的數量少、穩定性差；第二代技術使用表面活性物質作為發泡劑，發泡數量大，但穩定性差；第三代技術使用蛋白系發泡劑，所發泡沫十分穩定，發泡倍數也非常大。但是，動物蛋白由NaOH作為原料制成，使用動物蛋白發泡劑將會影響所制隔熱耐火材料的高溫性能。因此，選用植物蛋白。這樣既可獲得高質量泡沫，又避免了發泡劑引入Na₂O影響高溫性能的問題。

3)采用高強石膏作為促凝劑，起迅速固化漿體的作用。這一點對制取具有細密氣孔的材料至關重要。鋁酸鈣水泥需要3-6個小時終凝，而蛋白系發泡劑成泡后放置3小時消泡15-20％，放置6小時消泡30-40％。消泡過程中，小泡匯集成大泡，大泡上浮破滅。如果大量消泡，制品的隔熱和強度性能都會顯著降低。反之，若凝結太快則沒有足夠的施工時間。因此，要求泡沫體的初凝時間≥1小時，終凝時間≤2小時。如果初凝時間過短，一旦設備出現故障，漿體就會堵塞管道。如果終凝時間過長，則泡沫大量破滅，制品的性能則會受到影響。現有的促凝劑，如氯鹽、碳酸鹽等都是速溶性物質，溶解后就迅速發生作用，因而加入后很難使漿體達到初凝≥1小時，終凝≤2小時的指標。所以，選用高強石膏這類溶解慢于易溶鹽類但明顯快于水泥的物質作促凝劑，再用緩凝劑控制。

4)采用檸檬酸和三聚磷酸鈉作為緩凝劑，起獲得流動性良好的漿體和控制初凝時間的作用。由于緩凝劑的溶解速度占優，水化初期液相的性質為緩凝劑控制；由于固化劑、促凝劑的數量占優，水化中期以后液相性質為水泥、石膏控制。加入緩凝劑后，緩凝劑快速溶解，不僅吸附于水泥、石膏表面，而且結合水泥、石膏溶解產生的鈣離子，因而在水化初期可獲得流動性良好且初凝時間達標的漿體。隨后，混凝劑消耗殆盡，水泥、石膏迅速水化，形成水化硫鋁酸鈣，漿體快速終凝。由此，可以形成初凝≥1h，終凝≤2h的性能且流動性良好而細密穩定的泡沫體，可靠地制得輕質高強材料。

5)采用超細耐火材料作為原料，起降低燒成溫度和提高燒成合格率的作用。由于降低了粉體的粒度，可以在較低溫度下形成莫來石，從而極大減少了發生過燒、變形的可能，提高了制造的合格率。

本發明所述耐火材料的重量百分比配比為：