[發明專利]一種剛玉-莫來石質隔熱材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811395466.0
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN109437866B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 劉浩;節闖;王周福;王璽堂;馬妍
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B35/103
• 分類號: C04B35/103;C04B35/622;C04B35/81;C04B38/08;C04B35/66;C04B35/626
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發明涉及一種剛玉?莫來石質隔熱材料及其制備方法。其技術方案是：將剛玉細粉、鋁礬土細粉、氫氧化鋁、石英砂細粉、偏釩酸銨和熱固性酚醛樹脂混合均勻，壓制成型，中性氣氛和900～1200℃條件下熱處理3～5小時，經破碎、球磨和篩分，得到球磨料和顆粒料。再將所述球磨料、所述剛玉細粉、所述鋁礬土細粉、氮化硅鐵、羥乙基纖維素和水混合，球磨，得到料漿。然后將所述顆粒料、所述剛玉細粉、所述球磨料、所述料漿混合均勻，壓制成型，干燥，于1400～1600℃條件下保溫3～5小時，得到剛玉?莫來石質隔熱材料。本發明原料來源廣泛和生產成本低，所制備的剛玉?莫來石質隔熱材料具有體積密度低、強度高、隔熱性能優異的特點。

技術領域

本發明屬于隔熱材料技術領域。具體涉及一種剛玉-莫來石質隔熱材料及其制備方法。

背景技術

隔熱材料的服役性能，對于高溫工業的節能降耗及安全生產至關重要，隨著高溫工業的發展，高強、微孔和低導熱等性能已成為隔熱材料研究開發的重要方向。以剛玉和莫來石為主晶相的剛玉-莫來石質隔熱材料，具有耐高溫性能良好、熱導率低、抗熱震性能優異和熱膨脹系數低等優點，在工業窯爐和高溫電爐等熱工設備中得到廣泛應用。

現有的剛玉-莫來石質隔熱材料的制備技術中，通常引入有機/無機發泡劑、燒失劑，或利用鹽類分解等特性，雖實現隔熱材料的開發與生產，但存在以下缺點：⑴引入的有機添加劑、黏合劑或結合劑，高溫下炭化、分解，產生濃煙和刺激性氣體，污染環境；⑵引入的部分原料或添加劑熔點較低，產生的低熔點液相加劇了材料的收縮、降低了產品的使用壽命；⑶強度較小，受外部應力、機械振動等作用后，易發生變形、裂紋，影響保溫襯體結構穩定性、弱化保溫效果。

發明內容

本發明旨在克服現有技術存在的缺陷，目的是提供一種原料來源廣泛和生產成本低的剛玉-莫來石質隔熱材料，用該方法制備的剛玉-莫來石質隔熱材料體積密度低、強度高和隔熱性能優異。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案的具體步驟是：

第一步、將10～20wt％的剛玉細粉、10～20wt％的鋁礬土細粉、10～20wt％的氫氧化鋁、20～40wt％的石英砂細粉、1～10wt％的偏釩酸銨和1～10wt％的熱固性酚醛樹脂混合均勻，在50～80MPa條件下壓制成型，然后于中性氣氛和900～1200℃條件下熱處理3～5小時，再經破碎、球磨和篩分，得到粒度小于0.088mm的球磨料和粒度為0.088～0.5mm的顆粒料。

第二步、將20～40wt％的所述球磨料、10～30wt％的所述剛玉細粉、1～10wt％的所述鋁礬土細粉、1～10wt％的氮化硅鐵、0.1～1wt％的羥乙基纖維素和40～60wt％的水混合，球磨，得到料漿。

第三步、將60～80wt％的所述顆粒料、1～10wt％的所述剛玉細粉、10～20wt％的所述球磨料、1～10wt％的所述料漿混合均勻，在50～80MPa條件下壓制成型，然后將壓制成型的坯體在80～110℃條件下干燥12～24小時，再置于1400～1600℃條件下保溫3～5小時，得到剛玉-莫來石質隔熱材料。

所述剛玉為板狀剛玉或為白剛玉，所述剛玉中Al₂O₃的含量大于99wt％，所述剛玉細粉的粒度小于0.088mm。

所述鋁礬土中Al₂O₃的含量大于60wt％，鋁礬土細粉的粒度小于0.088mm。

所述氫氧化鋁中Al(OH)₃的含量大于99wt％，粒度小于0.045mm。

所述石英砂中SiO₂的含量大于98wt％，石英砂細粉的粒度小于0.088mm。

所述偏釩酸銨的純度大于99wt％。

所述熱固性酚醛樹脂的室溫粘度小于10000厘泊，熱固性酚醛樹脂的水分含量小于15wt％。