[發明專利]一種高鋁耐火可塑料及其制備方法

有效

• 申請號: 201510023627.3
• 申請日: 2015-01-16
• 公開（公告）號: CN104671804A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 周益城;周成;周成平
• 申請（專利權）人: 長興正發熱電耐火材料有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/10
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及耐火材料技術領域，特別是涉及一種高鋁耐火可塑料及其制備方法。

背景技術

耐火材料廣泛用于冶金、化工、石油、機械制造、硅酸鹽、動力等工業領域，在冶金工業中用量最大，占總產量的50％～60％。鋼鐵工業中的各種加熱爐、均熱爐、退火爐、燒結爐，以及電爐頂的襯體不能使用一般的定型耐火材料，只能使用特殊的耐火可塑料，耐火可塑料是用耐火骨料和粉料、生粘土和化學復合劑及外加劑，經配制混煉、擠壓成磚坯狀，并在包裝貯存一定時間后仍具有良好的可塑性，可用搗打方法施工的一種耐火材料。耐磨耐火可塑料是一系列耐磨性能優異的火硬性高強耐火可塑料，強度高，耐磨性能優異，熱震穩定性好，施工性能及使用性能優良，易于任意成型，特別適合特殊墻或部位的施工以及快速、方便、有效地實施爐窯的檢修等，市場上現有的耐火可塑料，由于結合劑耐高溫強度不夠，一般工作溫度高于1000℃高溫強度就急劇下降，沒有很好的高溫穩定性，結合劑種類分為：水玻璃、磷酸鹽和有機結合劑耐火可塑料等，但是這些材料在高溫下會失去結合性能，導致高溫工作中出現脫落散落的情況。高鋁質耐火可塑料由于其優秀的耐磨性，是其他材料無法替代的，但是由于結合劑的限制，導致高鋁耐火可塑料的耐磨性大打折扣，因此，提高結合劑的高溫效果將大大提高高鋁耐火可塑料的耐磨性。

中國專利CN101591181公開了一種單組分磷酸鹽結合耐磨耐火可塑料的制備方法，以剛玉為主要原料，以氧化鋁粉、剛玉粉、硅灰和硼酸為基質，以固體磷酸鋁為結合劑，采用鋁酸鈣水泥做促硬劑，生產工藝簡單，強度高保存期長，但是同樣由于粘合強度不夠，高溫強度一般，抗熱震穩定性一般。中國專利CN102030550A公開了一種含均質料的剛玉-莫來石質高強耐磨可塑料，原料由高鋁均質料、氧化鋁微粉、二氧化硅微粉、粘土、磷酸、磷酸二氫鋁溶液以及純鋁酸鈣水泥等組成，施工性能好，強度高，耐磨性好，但是同樣由于粘合強度不夠，高溫穩定性差。中國專利CN103833397A公開了一種耐火可塑料及其用途，原料包括碳化硅、氧化鋁粉、硅微粉、分散劑、促凝劑和結合劑，施工性能好、硬化速度適中，但是由于粘合強度不夠，高溫強度一般，抗熱震穩定性一般。中國專利CN103435362B公開了一種擋渣塞用耐火可塑料及其制備方法，包括漂珠，藍晶石，粘土，硫酸鋁，乙二醇，羥甲基纖維素和防爆纖維，可在中低溫擁有高強度，而在高溫下失去強度，但是泛用性較差，成本高。

發明內容

為了解決高鋁耐火可塑料在高溫下結合性差，導致耐磨性下降的問題，我們提出了一種高鋁耐火可塑料及其制備方法，采用本發明可以有效提高高鋁耐火可塑料的高溫耐磨性及其他耐高溫性能。

本發明是通過以下技術方案實現的：

為實現上述目的，本發明提供種一種高鋁耐火可塑料，由以下質量百分比的原料組成：白剛玉：50-80％；板狀剛玉：10-20％；莫來石：10-20％；氧化鋁微粉：1-5％；鋯粉：0.1-1％；鑭及鑭系金屬氧化物微粉：0.01-0.1％；釔粉：0.01-0.1％；分散劑：0.5-3％；結合劑：0.5-3％。白剛玉主要成分為氧化鋁，其質地致密、硬度高，易與結合劑結合。板狀剛玉純度高，體積穩定性好，極小的重燒收縮，用以生產的耐材或澆注料高溫處理后具有良好的熱震穩定性和抗彎強度，大部分時間板狀剛玉用于耐火磚的制作，將板狀剛玉細磨成小于1mm的顆粒，大大提高了剛玉在可塑料中的可用性，同時剛玉細粉能與其他微粉共同作用，使組成的可塑料更致密，還能提高耐磨性和抗侵蝕能力。莫來石是一種優質的耐火材料，它具有膨脹均勻、熱震穩定性極好、荷重軟化點高、高溫蠕變值小、硬度大、抗化學腐蝕性好等特點。氧化鋁微粉和鋯粉以顯微顆粒的方式作為原料，提高材料可塑性，使可塑料有較高的常溫強度和優良的線變化性能。鋯粉、鑭及鑭系金屬氧化物微粉和釔粉的組合成的粘結材料耐高溫，高溫下性能穩定，常溫、高溫下粘結強度高，線膨脹系數高，抗氧、硫氣體腐蝕強，熱震系數好，由于普通的結合劑在1000℃以上即失去效果，而無機金屬微粉組成的結合劑恰好在高溫開始起粘結作用，彌補了耐火可塑料在高溫環境下結合能力差的缺點。

優選地，上述原料的粒度如下：白剛玉：8-1mm；板狀剛玉：8-1mm；莫來石：8-1mm；氧化鋁微粉：＜0.088mm；鋯粉：d₅₀＝5μm；鑭及鑭系金屬氧化物微粉：d₅₀＝5μm；釔粉：d₅₀＝5μm。細小粒度的金屬氧化物具有多種晶體結構，活性很高，加入后可使耐火材料的可塑性提升30-40％。