[发明专利]一种氧化铝轻质砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于轻质耐火材料技术领域，具体涉及一种氧化铝轻质砖及其制备方法。

背景技术

节约能源，是经济保持可持续发展的重要措施之一。保温绝热则是节能的重要措施之一， 因而，具有微纳米孔的隔热保温材料在隔热保温领域具有重要的地位。隔热材料是指气孔率 高、体积密度低、热导率低的材料。为了在各种气氛(空气、H₂，N₂及CO等)下，满足金属、非 金属及其制品的高温热处理工艺要求，并降低能源消耗，不少科技人员致力于研究在高温 (1750-1800℃)下使用的轻质隔热材料。高强、超轻、低导热也一直是国内外轻质砖的发展方 向。

目前，现有的各种隔热材料中，氧化铝隔热材料品种最多，使用温度高、隔热节能效果 好，是当今重点发展的隔热材料。隔热材料的制备方法有很多，主要有燃尽加入物法、泡沫 法、气体发生法、多孔材料法等。燃尽加入物法是采用锯末、木屑、泡沫塑料球等可燃物或 可升华添加物引入气孔；泡沫法是通过泡沫剂发泡后与浆料共混而引入气孔；气体发生法则 通过化学反应产生气体引入气孔；多孔材料法则是利用天然轻质原料或人工制造的各种空心 球引入孔隙；上述各种方法各有其优缺点。如“一种制备轻质高强氧化铝空心球陶瓷的制备 方法”(CN200310122906.2)专利技术，阐述了一种氧化铝轻质砖的生产方法，该方法以氧 化铝空心球为骨料、α-Al₂O₃微粉为基质、磷酸溶液为结合剂，振动加压成型。该方法的主要 缺点体现在：(1)此方法适用范围有限；(2)氧化铝空心球的制备需消耗大量能源，能耗 高；(3)该产品体积密度较大，导热系数较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种制作工艺简单、节约能源的氧化铝轻质砖的制备方法。用该方 法所制备的氧化铝轻质砖具有强度较高、体积密度小和导热系数低的特点。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：以50～80wt％的Al₂O₃细粉、15～30wt％的 α-Al₂O₃微粉和5～20wt％的ρ-Al₂O₃微粉为原料，外加0.1～1wt％的助烧剂、30～50wt％的水、 0.1～1wt％的减水剂和0.1～2wt％的SiO₂，混合3～5分钟，再外加0.2～0.4wt％的泡沫剂，混合 均匀，浇注成型，干燥后在1450～1700℃的条件下烧成，保温3～5小时。

其中：Al₂O₃细粉或为α-Al₂O₃细粉、或为工业氧化铝细粉，其粒度为200目；助烧剂为 TiO₂微粉、MgO微粉、Cr₂O₃微粉、MgF₂、硼酸中的一种；减水剂为聚羧酸类减水剂、三聚 磷酸钠、木质素系减水剂、萘系减水剂中的一种；SiO₂为纳米二氧化硅、二氧化硅微粉、硅 溶胶中的一种；泡沫剂由十二烷基苯磺酸钠、松香皂、山梨醇酐单油酸酯和脂肪醇聚氧乙烯 醚硫酸钠组成，泡沫剂在使用时先制备成泡沫。

由于采用上述技术方案，本发明无需耗费大量能源生产空心球，操作工艺简单；另由于 掺入该材料中的泡沫具备高坚韧性、均匀性、分散性和小孔径性，将在材料中形成大量封闭 和分布均匀的小孔，气体分子很难相互碰撞，结果将使材料热导率大大减低；形成的大量气 孔也使材料具有较低的体积密度，一般来说，材料的气孔越多，材料的强度会越小，但由于 这种泡沫形成的气孔小，且分布均匀，从而使材料有相对较高的强度。所制备的氧化铝轻质 砖的体积密度为0.6～1.1g/cm³，导热系数为0.2～0.6w/(m.k)，耐压强度达到5～15Mpa。

因此，本发明具有工艺简单、节约能源的特点，所制备的氧化铝轻质砖相对于空心球制 品具有强度较高、体积密度小和导热系数低的优点。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制：