[发明专利]一种高强氧化铝轻质隔热砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于轻质耐火材料技术领域，具体涉及一种高强氧化铝轻质隔热砖及其制备方法。

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。传统的高温窑炉由于采用重质结构而存在升温速率低、热容量大、能耗大、使用寿命短等缺点，因而开发高强、轻质、低导热、使用温度高的能满足轻型结构高温窑炉所需的内衬材料是研究的主要方向。

轻质隔热材料是指气孔率高、体积密度小、热导率低和对热可起屏蔽作用的材料。它包括隔热耐火制品、耐火纤维和耐火纤维制品。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。

氧化铝空心球制品是一种优质的氧化铝隔热材料，由于它强度高和抗蠕变性能好，可用于1600℃以上的工业窑炉中，直接作为工作衬，为推动传统高温窑炉结构改造和设计新型窑炉结构奠定了基础，如“一种制备轻质高强氧化铝空心球陶瓷的制备方法”（CN200310122906.2）的专利技术，该技术以磷酸溶液为结合剂、α-Al₂O₃微分为基质和氧化铝空心球为骨料来制备轻质高强氧化铝陶瓷。但也存在如下缺点：(1)氧化铝空心球的制备会消耗大量能源；(2)难以制得体积密度更低的氧化铝空心球制品，因而其隔热性能受到影响。

为了取代氧化铝空心球，以氧化铝细粉代替氧化铝空心球，从而节约了制取空心球时所消耗的大量能量；采用均匀性、分散性更好和孔径更微小的造孔剂－泡沫剂来降低其体积密度和热导率。如“一种氧化铝轻质砖及其制备”(CN101708997A)的专利技术，该方法以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，浇注成型，制得氧化铝轻质砖，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0.2~0.6 w/(m.k)，耐压强度达到5~15MPa。但该方法主要缺点是：(1)由于原料中大量的微细粉，样品在烧结后线收缩率很大，样品结构被破坏；（2）由于样品的含有大量水分，样品干燥周期很长。

发明内容

本发明目的是提供一种工艺简单和节约能源的高强氧化铝轻质隔热砖的制备方法。用该方法所制备的高强氧化铝轻质隔热砖具有强度高、线变化率小、体积密度小、导热系数低和干燥周期短的特点。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：先以25~40wt%的粒度为0.074~0.147mm

的α-Al₂O₃细粉、25~40wt%的粒度为0.043~0.074mm的α-Al₂O₃细粉、10~15wt%的粒度为小于0.043mm的α-Al₂O₃细粉、10~15wt%的α-Al₂O₃微粉、3~10wt%的ρ-Al₂O₃微粉和2~10wt%的“三石”为原料，外加所述原料0.1~1wt%的助烧剂、20~35wt%的水和0.1~0.7wt%的减水剂，预混合5~10分钟，制得预混料；再向预混料中加入泡沫，混合均匀，浇注成型，微波干燥，然后在1450~1750℃的条件下保温3~6小时，即得高强氧化铝轻质隔热砖。

在上述技术方案中：所述“三石”为蓝晶石、红柱石和硅线石中的一种，蓝晶石、红柱石和硅线石的粒度<0.074mm；所述助烧剂为TiO₂微粉、MgO微粉、Cr₂O₃微粉、MgF₂微粉和AlF₃微粉中的一种；所述减水剂为聚羧酸类减水剂、无机盐类减水剂、磺酸系减水剂和萘系减水剂中的一种；所述泡沫是采用发泡倍数为7~10倍的泡沫剂所制得，其加入量为预混料中的每kg原料加入0.6~1.2L的泡沫。