[發明專利]一種輕質氧化鋁空心球隔熱制品的制備方法

有效

• 申請號: 201410434384.8
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN104193394A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 陳闊;袁波;王剛;韓建燊;董賓賓
• 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: C04B38/02
• 分類號: C04B38/02;C04B35/66
• 代理公司: 洛陽明律專利代理事務所 41118
• 代理人: 智宏亮

技術領域

本發明涉及一種輕質氧化鋁空心球隔熱制品的備方法，屬于輕質隔熱耐火材料領域。

技術背景

節能降耗已成為當今全社會共同努力的方向，使用隔熱耐火材料是窯爐工業實現節能降耗的重要措施之一。隨著我國經濟高速發展，能源短缺的矛盾日益突出，這對隔熱耐火材料的節能效果提出更高要求。

在眾多輕質隔熱耐火材料中，氧化鋁空心球制品具有使用溫度高、耐火性能優良、熱震穩定性高等優點，廣泛應用于高溫窯爐工作內襯。氧化鋁空心球制品通常以氧化鋁空心球作為骨料，以氧化鋁細粉作為基質，添加適量結合劑，經成型、干燥和燒成制備而成。燒成以及工作過程的高溫環境使得基質部分發生燒結作用呈致密化，這導致了氧化鋁空心球制品密度較高（通常1600㎏/m³左右,1200?oC熱導率2.0?W·m^-1·K^-1左右），通過文獻檢索，未發現密度小于1000㎏/m³的氧化鋁空心球制品。高密度使得氧化鋁空心球制品熱導率較高，蓄熱大，升溫降溫速率較慢，造成高溫窯爐工業能耗大、生產效率低。

發明內容

本發明克服現有技術中的不足，提供一種輕質氧化鋁空心球隔熱磚的制備方法，制備的空心球隔熱磚密度600-1000㎏/m³,熱導率0.36—0.83W·m^-1·K^-1，與傳統氧化鋁空心球隔熱磚相比，具有熱導率低、蓄熱小、隔熱效果好、密度低等特點。

本發明完成發明任務采用的技術方案是：以氧化鋁空心球為骨料，以氧化鋁微粉為基質料，向氧化鋁微粉中加入水、發泡劑，通過混合發泡，向空心球磚基質料中引入氣孔，得到多孔基質；利用發泡漿料中有機單體和交聯劑在引發劑和催化劑作用下發生聚合反應，實現發泡漿料固化，經靜置、脫模，得到多孔基質與空心球骨料組成的坯體；將坯體經過干燥、燒結，得到輕質氧化鋁空心球隔熱磚；制備的輕質氧化鋁空心球隔熱磚密度600-1000㎏/m³，熱導率0.36—0.83W·m^-1·K^-1。

一種輕質氧化鋁空心球隔熱磚的制備方法，以氧化鋁空心球和氧化鋁微粉為基本原料，首先向氧化鋁微粉中加入水、分散劑、有機單體、交聯劑、催化劑，球磨混合0.5-2h，加入發泡劑，攪拌發泡，向基質中引入氣泡，得到發泡漿料；然后向發泡漿料中加入氧化鋁空心球和引發劑充分混合至均勻，在引發劑和催化劑作用下，有機單體和交聯劑發生聚合反應實現發泡漿料固化，并靜置12-24h后進行脫模，得到多孔基質與空心球骨料組成的坯體；

將坯體放入恒溫恒濕干燥箱干燥，溫度、濕度分別控制在40-60oC、60-90%，干燥時間為48-96h；在普通干燥箱進行干燥的溫度控制在80-110oC，干燥時間為36-48h；干燥后對坯體進行燒結，所述燒結工藝，以0.5-1oC/min的速率升溫，并于450-650oC保溫0.5-1h；然后以1-3oC/min的速率升溫，并于1600-1700oC保溫3-6h，自然冷卻至室溫。

所述的氧化鋁空心球、氧化鋁微粉的質量百分比分別為50-65%、35-50%，氧化鋁空心球和氧化鋁微粉純度均>98%，其中氧化鋁空心球密度為600-800㎏/m³，粒徑0.5-3mm，氧化鋁微粉粒度<44μm。

所述的水加入量為氧化鋁微粉質量的15-20%。

所述的分散劑為六偏磷酸鈉、聚乙二醇基聚合物FS10、聚羧酸脂基聚合物FS20、聚丙烯酸鈉中的一種，加入量為氧化鋁微粉質量的0.5-2%。

所述的發泡劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基硫酸銨、十二烷基苯磺酸鈉和十二烷基硫酸三乙醇胺中的一種，加入量為氧化鋁微粉質量的1-2%。

所述的有機單體為丙烯酰胺AM、甲基丙烯酰胺MAM中的一種，加入量為氧化鋁微粉質量的3-10%。

所述的交聯劑為亞甲基雙丙烯酰胺MBAM、二丙烯基酒石酸二酰胺DATDA中的一種，加入量為氧化鋁微粉質量的0.5-2%。

所述的催化劑為N,N,N’,N’-四甲基乙二胺TEMED，加入量為氧化鋁微粉質量的0.05-0.3%。

所述的引發劑為過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀中的一種，加入量為氧化鋁微粉質量的0.5—5%。

本發明與現有技術相比較的有益效果如下：