[发明专利]新型梯度复合保温层及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种新型梯度复合保温层及其制造方法。

背景技术

耐高温隔热材料是各种窑炉等热工设备的关键部分，耐高温隔热材料直接接触火焰，要求既耐高温又隔热节能，对材料的性能要求特别高。

氧化铝空心球已经在耐火保温隔热领域得到广泛应用，空心球利用了封闭空腔热阻大的特点，隔热效果好，强度高，耐高温，抗剥落。轻质氧化铝空心球制品克服了泡沫氧化铝产品强度低、高温抗蠕变性能差的特点，不但可以直接接触火焰，还可以作为隔热层使用。这为推动传统窑炉结构改造，设计新型窑炉结构奠定了基础。轻质氧化铝空心球制品以氧化铝空心球和α-Al₂O₃微粉为基本组成，加入结合剂采用震动成型方法制备，氧化铝空心球制品是一种球体连接网络，空心球提供骨架作用，α-Al₂O₃微粉填充空隙，加强球体之间的结合强度，进一步提高制品的耐压强度。存在的缺点是：施工比较复杂、能耗高、成本高。

发明内容

为了克服已有耐火保温隔热层的施工比较复杂、能耗高、成本高的不足，本发明提供一种具有耐火度高、保温隔热性能好的同时、能大大降低能耗、且施工方便、节约成本的新型梯度复合保温层及其制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种新型梯度复合保温层，包括以氧化铝空心球为骨料的氧化铝空心球层，以刚玉空心球为骨料的刚玉空心球层，以漂珠为骨料的漂珠层，在温度梯度方向上，氧化铝空心球层、刚玉空心球层、漂珠层依次复合，在氧化铝空心球中，Al₂O₃％＞99％，粒径为0.2～5mm，自然堆积密度0.7～1.0g/cm³；在刚玉空心球中，，Al₂O₃％为92～96％，粒径为0.2～5mm，自然堆积密度0.6～0.9；在漂珠中Al₂O₃％＞30％，SiO₂％＞50％，自然堆积密度＜0.4g/cm³。

进一步，在所述氧化铝空心球层中，各个组分的质量百分含量为：氧化铝空心球45～65％、α-Al₂O₃微粉35～55％、外加磷酸或磷酸二氢铝溶液结合剂为α-Al₂O₃微粉质量百分含量的30～35％，对应密度为1.3～1.6g/cm³。

更进一步，在所述的刚玉空心球层中，各个组分的质量百分含量为：刚玉空心球40～60％、α-Al₂O₃微粉40～60％、外加磷酸或磷酸二氢铝溶液结合剂为α-Al₂O₃微粉质量百分含量的30～35％，对应密度为1.2～1.5g/cm³。

再进一步，在所述的漂珠层中，各个组分的质量百分含量为：漂珠55～65％、矾土20～35％、粘土10～15％、外加浓度为20％的黄糊精溶液15～20％，对应密度为0.6～1.0g/cm³。

一种所述的新型梯度复合保温层的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：

(1)配料：粉料在球磨机中混合均匀，把骨料颗粒与结合剂混合均匀后，加入混合好的粉料，搅拌后备用，骨料颗粒包括氧化铝空心球、刚玉空心球、漂珠，物料包括氧化铝空心球层隔热料、刚玉空心球层隔热料、漂珠层隔热料；

(2)在模具中用隔板隔开形成三个隔热料腔，在三个隔热料腔中分别加入各层隔热料；加料后抽出隔板，采用振动加压成型，成型后的坯体经80～150℃烘干后装窑于1300～1350℃保温3～5小时烧成。

进一步，在所述的(2)中，所述三个隔热料腔分别加入氧化铝空心球层隔热料、刚玉空心球层隔热料、漂珠层隔热料，三个隔热料腔的厚度比为48∶96∶72～72∶128∶120。

本发明的技术构思为：采用99氧化铝空心球，刚玉空心球和高强轻质漂珠材料为骨料在温度梯度方向上进行层状复合，根据不同材料导热系数的差异确定不同材料的厚度，振动成型，宽度和厚度方向尺寸可以根据需要确定，温度梯度方向上的尺寸则根据隔热材料组分进行设计决定。复合保温砖在成型加料时，先用隔板隔开，分别加入各层隔热料，加料后抽出隔板，采用震动加压成型，坯体经80～150℃烘干后装窑于1300～1350℃保温3～5小时烧成。