[發(fā)明專利]高紅外反射率尖晶石輕質(zhì)耐火保溫材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510348174.1
• 申請(qǐng)日: 2015-06-23
• 公開（公告）號(hào): CN104944986B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王周福;劉江波;劉浩;王璽堂;馬妍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/66
• 分類號(hào): C04B35/66
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 張火春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于尖晶石輕質(zhì)耐火保溫材料技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種高紅外反射率尖晶石輕質(zhì)耐火保溫材料及其制備方法。

背景技術(shù)

高溫工業(yè)的發(fā)展，對(duì)保溫隔熱材料提出了更高要求，例如高效、節(jié)能、高強(qiáng)、低導(dǎo)、防水等，為此，人們一直在尋求與研究具有低導(dǎo)熱系數(shù)、高紅外反射率和微孔化的高溫工業(yè)用新型保溫隔熱材料。

鎂鋁尖晶石是MgO-Al₂O₃二元系中唯一穩(wěn)定的中間化合物，具有熔點(diǎn)高、高溫強(qiáng)度高、抗侵蝕能力強(qiáng)、熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)。可廣泛用于催化劑載體、鋼包側(cè)壁以及玻璃窯蓄熱室的格子體。隨著節(jié)能環(huán)保要求的不斷提高，高強(qiáng)度、耐侵蝕和保溫隔熱等多重功效的鎂鋁尖晶石輕質(zhì)耐火材料倍受關(guān)注。

目前，尖晶石輕質(zhì)耐火保溫材料的制備方法主要有泡沫法、燒失法、顆粒堆積法等。如“一種鎂鋁尖晶石輕質(zhì)耐火澆注料及其制備方法”(CN201310004655.1)專利技術(shù)，該技術(shù)以輕質(zhì)鎂鋁尖晶石顆粒、燒結(jié)鎂鋁尖晶石細(xì)粉、氧化鋁微粉、純鋁酸鈣水泥和氧化鋁為主要原料，外加減水劑、發(fā)泡劑和穩(wěn)泡劑后制得具有較高氣孔率、較低熱導(dǎo)率和較好抗熱震穩(wěn)定性的鎂鋁尖晶石輕質(zhì)耐火澆注料。“一種堇青石-尖晶石輕質(zhì)澆注料及其制備方法”(CN201210357366.5)專利技術(shù)，該技術(shù)以多孔堇青石陶瓷顆粒、氧化鎂細(xì)粉、工業(yè)氧化鋁細(xì)粉、ρ-Al₂O₃細(xì)粉、氧化硅微粉和硅石細(xì)粉為主要原料，外加水和減水劑，經(jīng)攪拌、澆注成型和干燥后，制得具有平均孔徑小、熱導(dǎo)率低、顯氣孔率高、強(qiáng)度大、熱震穩(wěn)定性好、抗介質(zhì)侵蝕能力強(qiáng)和使用溫度低于1410℃的堇青石-尖晶石輕質(zhì)澆注料。“一種剛玉尖晶石輕質(zhì)隔熱材料及其制備方法”(CN201010265125.9)專利技術(shù)，該技術(shù)以α-Al₂O₃細(xì)粉、α-Al₂O₃微粉、ρ-Al₂O₃微粉和電熔鎂砂為原料，外加水、減水劑和泡沫劑，經(jīng)混合、澆注成型、干燥和1450~1700℃燒成，得到強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低和微膨脹的剛玉尖晶石輕質(zhì)隔熱材料。

現(xiàn)有的尖晶石輕質(zhì)耐火保溫材料的制備方法雖有許多優(yōu)點(diǎn)，但無法制取較低的體積密度，進(jìn)而影響了隔熱保溫性能，受本體材料特性限制，材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨著使用溫度的提高而迅速增大，削弱了材料在高溫下的保溫隔熱效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的是提供一種生產(chǎn)成本低的高紅外反射率尖晶石輕質(zhì)耐火保溫材料的制備方法，用該方法制備的高紅外反射率尖晶石輕質(zhì)耐火保溫材料體積密度低、耐壓強(qiáng)度高和高溫導(dǎo)熱系數(shù)低，能長期用于1350℃以內(nèi)的保溫隔熱領(lǐng)域。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案的具體步驟是：

第一步，將70~85wt%的含鈦原料、5~25wt%的含鎂原料和5~10wt%的結(jié)合劑混合均勻，在50~100MPa條件下壓制成型，然后在中性氣氛和500~1000℃條件下熱處理0.5~2小時(shí)，得到熱處理料Ⅰ；再將熱處理料Ⅰ破碎，研磨，篩分，得到粒度為0.088~1mm的A物料和粒度小于0.088mm的B物料。

第二步，將20~40wt%的含鉀原料、50~70wt%的所述含鈦原料和5~10wt%的所述結(jié)合劑混合均勻，在50~100MPa條件下壓制成型，然后在中性氣氛和800~1200℃條件下熱處理0.5~2小時(shí)，得到熱處理料Ⅱ，再將熱處理料Ⅱ破碎，研磨，篩分，得到粒度小于0.088mm的C物料。

第三步，將30~50wt%的所述A物料、10~30wt%的所述B物料、10~30wt%的所述C物料和5~10wt%的所述含鉀原料混合均勻，然后在中性氣氛和800~1200℃條件下熱處理0.5~2小時(shí)，得到熱處理料Ⅲ，再將熱處理料Ⅲ破碎，研磨，篩分，得到粒度為0.088~1mm的D物料和粒度小于0.088mm的E物料。

第四步，以20~40wt%的鎂鋁尖晶石顆粒、10~20wt%的鎂鋁尖晶石細(xì)粉、2~10wt%的所述A物料、2~10wt%的所述D物料、2~10wt%的所述E物料、2~10wt%的所述含鎂原料、2~10wt%的含鋁原料和2~10wt%的所述含鉀原料為混合料，外加所述混合料2~8wt%的水，攪拌3~10分鐘，在50~100MPa條件下壓制成坯體。