[發明專利]耐火骨料用低溫粘結劑化合物以及常溫強度有所改進的耐火產物

無效

• 申請號: 89104047.1
• 申請日: 1989-06-16
• 公開（公告）號: CN1040188A
• 公開（公告）日: 1990-03-07
• 發明（設計）人: 詹姆斯·溫莎·斯坦德拉;基思·布里杰;托馬斯·愛德華·羅洛森
• 申請（專利權）人: 馬丁·馬利埃塔鎂氧特制品有限公司
• 主分類號: C04B26/02
• 分類號: C04B26/02;C04B26/00;C04B35/04;C04B35/62
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 王景朝,楊松堅

本發明涉及耐火陶瓷用含磷有機粘結劑化合物，制備適用的粘結劑化合物的方法，預混合的、備用的、具有長貯存期限的耐火-粘結材料、使用所說的預混合耐火材料的方法以及由所說的預混合耐火材料生產的高強度耐火制品。

眾所周知，耐火材料有兩大類：非堿性耐火材料（例如硅酸鋁）和堿性耐火材料（例如方鎂石、死燒白云石和菱鎂土），它們都是主要由CaO和/或MgO組成。

各種材料已經用作堿性耐火產品中的低溫（例如400-2000°F）化學粘結劑，以便提供在不能通過燒結直接粘結成形的低溫下之粘結料。這些物質的較好實例是硅酸鈉、鉻酸和各種無機磷化合物。這些化合物必須溶于液體介質中才有效地工作。實用上，所說的液體介質必須是水，因為這些粘結劑材料一般不溶于非水介質（如有機溶劑中）。此外，絕大部分非水介質還有一些其它缺點，例如可燃性、毒性和價格昂貴。這些粘結劑材料迄今只適用于就地制備和立即使用的堿性耐火材料。水用作液體介質，但是只與堿性骨料短時間接觸，因為裝窯后立即對混合物加熱以便除去水。這些產品的實例是噴射材料、搗打材料和澆注材料，這些材料干燥形式下是固體。由于這些產品就地與水混合并立即使用，所以這些產品在混合的或濕的條件下不需要顯示出顯著長的貯存期限。

過去從未成功地生產過其中含有借助液相而均勻分布有化學粘結劑的預混合的、備用的堿性耐火搗打/修補混合物。這是因為堿性耐火骨料與水長期接觸不穩定。MgO和CaO均與水反應，分別生成Mg（OH）₂和Ca（OH）₂。這些反應使預濕潤的耐火混合物具有下列諸問題：

1.水合導致體積膨脹（破壞耐火材料結構），分解為顆粒;

2.水合作用減少游離水含量，粘結料過早開始凝結;

3.水合物高溫下分解有爆炸危險。

堿性耐火材料不能用水體系預混合，而且不能指望這些材料顯示出貯存期限。使用水體系混合的堿性耐火材料必須就地制備和立即以避免水合作用而伴隨的種種問題。在這樣的就地使用時，僅僅用水作耐火材料裝窯的介質，立即對混合物加熱除去水。

美國專利第4，473，654號公開了使用鋰化合物和干性油之類有機材料生產具有長貯存期限的預混合堿性耐火材料。但是，該專利并不依靠耐火骨料之間的磷粘合，而且該粘結材料至少需要5%游離CaO以便有效工作。

人們還知道使用酚醛樹脂和瀝青之類有機材料在堿性耐火骨料之間進行粘結。但是由于這種粘結作用依賴于氧化條件下燒掉的碳，使其耐火制品強度降低，所以酚醛樹脂和瀝青的使用也受到限制。

使用無機的含磷化合物作為堿性耐火化學粘結劑在本領域中已公知，例如磷酸鈉或磷酸鉀的水溶液。雖然這樣的粘結劑與堿性耐火骨料形成很強的化學粘結作用，但是實際上這些化合物僅溶于水而且有上面討論的缺點。要起作用就得把它們溶解在水中。因此，堿性耐火-無機磷酸鹽混合物都必須就地制備和立即使用，所以基本上沒有貯存期限。

日本專利49-10967中公開了使用耐火陶瓷時同時使用酸性亞磷酸鹽粘結劑材料。這些膠粘劑材料在非堿性耐火陶瓷之間形成適當的陶瓷粘結作用。但是，因為這些粘結材料含有酸性氫，與堿性耐火陶瓷一道使用這些粘結材料時產生化學反應，因此這種耐火材料粘結劑混合物基本上無貯存期限。況且，在這篇專利中公開的亞磷酸鹽有高蒸汽壓，所以這種材料分解生成磷粘結劑之前可能蒸發。雖然該專利披露使用亞磷酸鹽，但是據認為這些鹽一般只溶于水，因而阻止這些材料持續暴露在堿性耐火材料之中，這是因為上面討論過的水合作用問題造成的。

鑒于上述情況和為克服已有技術中諸缺點做出了本發明。

本發明的一個目的在于提供基本上非水的中性有機磷酸酯和磷酸酯類、其鹽以及其其均聚物和共聚物用作耐火陶瓷骨料的粘結劑（包括但不限于堿性耐火陶瓷骨料）。

本發明另一目的在于提供制備適于本發明目的的粘結劑化合物的方法。

本發明又一目的在于提供具有長貯存期限的預混合備用耐火材料/粘結劑化合物材料。

本發明再一目的是要提供使用預混合的耐火材料建筑、重建和修理煉鋼等用途中所用高溫爐襯的方法。

本發明最后目的在于提供由預混合的耐火材料制成的高強度耐火坯體。

為了獲得能滿足下列標準的適用的粘結劑相，研究了與陶瓷耐火材料共用的幾種粘結劑體系：

1）該膠粘劑必須基本上不與耐火骨料反應，尤其是在室溫下長時期內不與堿性耐火骨料反應（耐火骨料混合物的通常貯存期一般處于一周至二年范圍內）;

2）該粘結劑必須以液相或能在有機溶劑中溶解的固相存在;