[發(fā)明專(zhuān)利]一種高強(qiáng)度納米絕熱板及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111487458.0
• 申請(qǐng)日: 2021-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114349521B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李權(quán)輝;劉桂麗;陶鑣;楊文剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C04B35/66
• 分類(lèi)號(hào): C04B35/66;C04B35/622;C04B35/80
• 代理公司: 南京蘇高專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開(kāi)了一種高強(qiáng)度納米絕熱板，按重量比包括：隔熱填料43～75％；遮光劑7～15％；粘結(jié)劑10～20％；增強(qiáng)纖維2～6％；增塑劑0.5～2％；性能添加劑1～5％；水3～10％；本發(fā)明制備的納米板具有低成本、常溫耐壓強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低的特點(diǎn)。選用的隔熱填料均為導(dǎo)熱系數(shù)低、重量輕的原料，本發(fā)明同時(shí)引入了堿或堿金屬鹽，利用其熔點(diǎn)低易揮發(fā)并與鋁硅質(zhì)材料反應(yīng)的特性，使得絕熱板在服役狀態(tài)下原位形成新的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)相，同時(shí)產(chǎn)生較大的體積膨脹，避免傳統(tǒng)絕熱板材料在長(zhǎng)期使用過(guò)程中出現(xiàn)的燒強(qiáng)者或是粉化現(xiàn)象。所述高強(qiáng)度納米絕熱板不但隔熱性能好，在常溫和高溫下均能夠保持足夠的強(qiáng)度避免失效果，可以看出本發(fā)明具有突出的創(chuàng)新性和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度納米絕熱板及其制備方法。

背景技術(shù)

我國(guó)鋼鐵行業(yè)的能耗普遍較高，節(jié)能降耗成為各企業(yè)的重要目標(biāo)，合理有效地降低鋼包等冶金容器的鋼水溫降是冶金工藝的重要環(huán)節(jié)，而決定鋼水溫降的一個(gè)重要因素就是鋼包等冶金容器爐襯材料的保溫性。目前，冶金容器爐襯保溫材料主要采用輕質(zhì)澆注料、纖維絕熱板、納米絕熱板等來(lái)進(jìn)行保溫，其中使用納米絕熱板的保溫效果最好。

納米絕熱板是以超細(xì)SiO2微粉為主要成分，經(jīng)混合、壓制成型的板狀隔熱制品。授權(quán)公告號(hào)為CN?105541313B的中國(guó)專(zhuān)利公布了一種納米絕熱材料及納米板的制備方法，其納米板常溫耐壓強(qiáng)度為1.2～1.4MPa，導(dǎo)熱系數(shù)為0.02～0.029W/m﹒K(600℃)；授權(quán)公告號(hào)為CN?102853211A的中國(guó)專(zhuān)利公布了一種熱工設(shè)備用高效納米絕熱板極其制作方法，其產(chǎn)品常溫耐壓強(qiáng)度為3Mpa，常溫下的導(dǎo)熱系數(shù)為0.021W/m﹒K。

目前，鋼包等冶金容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的本意充分考慮到了鋼包的保溫作用，因此采用了低導(dǎo)熱系數(shù)的納米絕熱板材料，但在使用過(guò)程中，尤其是鋼包壽命后期，鋼包內(nèi)襯經(jīng)高溫鋼水的加熱使鋼包工作襯和永久襯磚體膨脹，再加上鋼水的靜壓力和包殼受熱形變，會(huì)使納米絕熱板受到擠壓，同時(shí)其自身含有較多有機(jī)物，高溫易失效，材料也進(jìn)一步燒結(jié)和粉化，從而失去了良好的保溫效果。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于提供一種利用固體廢棄物棕制備一種強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低的納米絕熱板，提高其在鋼包等冶金容器使用過(guò)程中的可靠性。

技術(shù)方案：本發(fā)明的高強(qiáng)度納米絕熱板，按重量比包括：

其中，所述隔熱填料為棕剛玉煙塵、白炭黑、漂珠的一種或多種，其粒徑≤0.2mm；所述性能添加劑為堿或堿金屬鹽，化學(xué)式為ROH、R₂CO₃，R為L(zhǎng)i、Na或K，其粒度＜0.044mm。

進(jìn)一步地，所述遮光劑為納米碳化硅、納米鋯英石中的一種或兩種，粒度＜200nm。

進(jìn)一步地，所述粘結(jié)劑為硅酸鎂鋁，粒度＜0.044mm。

進(jìn)一步地，所述增強(qiáng)纖維為氧化鋁纖維，氧化鋯纖維或硅酸鋁纖維中的一種或兩種，纖維長(zhǎng)度＜5mm。

進(jìn)一步地，所述增塑劑為硬脂酸鎂，粒度＜0.044mm。

本發(fā)明的一種高強(qiáng)度納米絕熱板的制備方法，包括如下步驟：

(1)按照配比準(zhǔn)備原料，先將增強(qiáng)纖維與增塑劑進(jìn)混合，利用機(jī)械攪拌或超聲波分散儀進(jìn)行分散；

(2)將上述混合物與隔熱填料、遮光劑、粘結(jié)劑、增塑劑、性能添加劑一起在攪拌機(jī)中進(jìn)行混制，加入水混煉獲得泥料；

(3)將泥料用模壓成型工藝制備成不同尺寸的板狀，并經(jīng)烘干后，利用薄膜或錫紙真空包裝。

進(jìn)一步地，所述混制的時(shí)間為1～3h。

進(jìn)一步地，所述混煉的時(shí)間為20～60min。