[發明專利]一種自結合碳化硅耐火材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011247771.2
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112341201A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 董良軍;李亞偉;桑紹柏;程倫;陸國峰;程茜
• 申請（專利權）人: 宜興市丁山耐火器材有限公司
• 主分類號: C04B35/567
• 分類號: C04B35/567;C04B35/622;C04B35/81
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張超

本發明涉及一種自結合碳化硅耐火材料，由經無水乙醇稀釋后的改性樹脂和碳化硅原料制備得到，所述改性樹脂由熱固性酚醛樹脂、無水乙醇和碳化硼制備得到，所述碳化硅原料由至少五種不同粒徑的碳化硅顆粒、金屬硅粉、石墨粉、硅灰和熱固性樹脂粉制備得到。本發明制備方法在燒制達到560℃時，碳化硼會與氧氣發生反應生成液相的氧化硼和二氧化碳，且會先于金屬硅氧化，其玻璃相容易熔出從而封閉氣孔或溢出表面形成一層致密的氧化膜，而且生成的二氧化碳會從氣孔中逸出，對于玻璃相的熔出起到一定的引導和促進作用，這樣就可以隔絕空氣，使自結合碳化硅制品內部形成還原性氣氛，使金屬硅粉與石墨能夠反應生成碳化硅晶須，以此達到燒結的目的。

技術領域

本發明屬于耐火材料技術領域，尤其涉及一種自結合碳化硅耐火材料及其制備方法。

背景技術

SiC材料因具有高溫強度大，抗氧化性好，，耐磨損，熱穩定性好，熱膨脹系數小，熱導率大，硬度高等優良特性而被廣泛應用于各種領域。SiC是一種共價鍵很強的材料，燒結時的擴散速率相當低，同時其顆粒表面往往覆蓋一層相當薄的氧化層，起擴散勢壘的作用。沒有燒結添加劑，純碳化硅是很難燒結的。

現今常見的碳化硅含量高且高強度碳化硅制品主要分為Si3N4結合SiC、Sialon結合SiC、Si2N2O結合SiC以及SiC自結合SiC。前三者必須在氮氣氣氛下燒成，SiC自結合SiC要在惰性氣體氣氛下或者用焦炭石墨等進行埋炭燒成，這樣燒制的碳化硅產品對設備要求很高，同時產量較低，成本也非常高。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于解決現有的高端碳化硅制品由于需要在特殊的氣體氣氛下燒成，所以對燒成設備要求高，產量低、成本高的問題。

技術方案：為實現上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種自結合碳化硅耐火材料，由經無水乙醇稀釋后的改性樹脂和碳化硅原料制備得到，所述改性樹脂由熱固性酚醛樹脂、無水乙醇和碳化硼制備得到，所述碳化硅原料由至少五種不同粒徑的碳化硅顆粒、金屬硅粉、石墨粉、硅灰和熱固性樹脂粉制備得到。

進一步地，所述改性樹脂為熱固性酚醛樹脂、無水乙醇和碳化硼按照重量配比3.5:2:1混合攪拌后得到的混合物。

先用無水乙醇將樹脂稀釋，便于我們將碳化硼均勻混合到結合劑酚醛樹脂中又不會使其粘度過大，這樣做有兩個好處：

一是可以將碳化硼更加均勻的包裹在顆粒表面；

二是經碳化硼改性過的樹脂具有更好的常溫強度。

進一步地，所述碳化硅原料按重量份數包括42～48份粒徑為1～3mm的碳化硅，22～26份粒徑為0～1mm的碳化硅，5～9份粒徑為200目的碳化硅，8～12份粒徑為800目的碳化硅,3～9份粒徑為1500目的碳化硅，3～7份金屬硅粉，1份石墨粉,1份硅灰，1份熱固性樹脂粉。

進一步地，所述碳化硼為粉粒狀，粒徑大小為2000目。

進一步地，所述石墨粉要求粒徑325目以下，且碳含量大于97％，金屬硅粉粒徑為325目。

一種自結合碳化硅耐火材料的制備方法，包括以下步驟：

1)分別按照改性樹脂和碳化硅原料的配比要求進行原料稱?。?/p>

2)將按照配比混合完成的熱固性酚醛樹脂、無水乙醇和碳化硼放在高速攪拌器中攪拌均勻，形成改性樹脂；

3)將粉料放在球磨桶內球磨均勻與事先制作好的改性樹脂作為備用；

4)將碳化硅原料中粒徑為1～3mm的碳化硅和粒徑為0～1mm的碳化硅所混合完成的顆粒混合物放入混碾機中混合3分鐘，然后邊攪拌邊加入事先制作好的改性樹脂，繼續持續攪拌3分鐘；