[发明专利]轻质微孔隔热浇注料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域。具体涉及一种轻质微孔隔热浇注料及制备方法。

技术背景

轻质隔热耐火浇注料是指低导热系数和低热容量的耐火浇注料，也称保温耐火浇注料。隔热耐火浇注料主要是通过引入气孔的方式来获得低热导率，一般来讲材料的气孔率越高其热导率越低，气孔的孔径越小材料的热导率也越低隔热效果越好。隔热耐火材料在降低高温设备的能源消耗、满足高温特殊工艺要求上有着广泛的用途。现有方法制备轻质隔热耐火浇注料的问题是：一是气孔率不高，耐火浇注料中气孔的主要来源是轻质骨料，制备出轻质浇注料的气孔率一般都会小于轻质骨料的气孔率，这样就无法实现轻质浇注料的高气孔率；二是浇注料的气孔率较高但孔径较大，对于多孔材料而言，孔直径越小的轻质材料的强度高，热导率低，这是因为孔直径小的材料中气孔的数量就多，在高温下有助于减少热的对流和辐射从而降低浇注料的热导率。

本申请人申请的“一种镁铝尖晶石轻质耐火浇注料及其制备方法（201310004655.1）”在镁铝尖晶石轻质耐火浇注料中引入发泡剂，实现了在浇注料的基质中引入气泡，大幅度提高了浇注料的气孔率，但是由于气泡是在浇注料搅拌的过程中形成的，基质中形成较多的大气孔，虽然在一定程度上降低了浇注料的热导率，但是，如果能实现基质中气孔率的微纳米化，那么浇注料的热导率将近一步降低，强度也将提高。

发明内容

    本发明的目的是提供一种气孔率较高孔径较小的轻质微孔隔热浇注料及制备方法。

本发明的目的在于在浇注料中引入大量稳定的微纳米孔的气泡，微纳米孔的气泡在浇注料中就形成了微纳米孔，在提高浇注料气孔率的同时也保证了气孔的孔直径较小的特点。为实现浇注料气孔的微纳米化首先要选择微孔骨料，也就是所选用的颗粒料(直径≥0.088mm)中气孔的直径是微纳米级；其次在浇注料制备的过程中加入稳定的微纳米孔的泡沫，通过搅拌使得泡沫均匀的分布才浇注料中，也就是主要分布在浇注料的基质中。这样就保证了浇注料的颗粒和基质中的气孔都是微纳米孔。

对于多孔材料而言，气孔率完全相同情况下的两种浇注料，孔直径越小的一种浇注料的强度高，热导率低。这是因为孔直径小的浇注料中气孔的数量就多，在高温下有助于减少热的对流和辐射从而降低浇注料的热导率。多孔材料的微孔化可提高气孔在材料中分布的均匀性，与毫米级气孔的多孔材料相比，微纳米级气孔可以更好的释放材料的应力，提高材料的强度和抗热震性。

因此，制备出泡沫稳定的微纳米孔的泡沫也十分关键。本发明所选择的表面活性剂类发泡剂和泡沫混凝土发泡剂一般都是呈碱性，而聚合氯化铝呈弱酸性，将二者混合以后势必会发生轻微的酸碱中和反应，大气泡一般气泡壁较薄在反应的过程中易破裂并留下大量粘度较高的凝胶状物质，而孔直径≤0.1mm的微孔气泡由于气泡壁较厚不易破裂再加上打泡机搅拌将大量凝胶状物质包裹在了微孔气泡周围，使微孔气泡更加稳定。制备出的微孔泡沫可在空气中稳定的存在2～3天。稳定的微孔气泡一般呈弱碱性加入到浇筑料中可提高浇注料的流动性，由于浇注料的流动性的提高可大大降低微孔气泡在浇注料搅拌过程中的破坏率。

本发明目的可以通过以下技术方案来实现：

一种轻质微孔隔热浇注料，所述轻质微孔隔热浇注料质量百分组成是：40～70wt% 轻质微孔颗粒为骨料，10～15wt%的细粉、10～20wt%的微粉和10～25wt%的结合剂为基质；另外加入骨料和基质体积之和30～70v%气泡稳定的微孔泡沫，骨料和基质质量之和0.1～0.2wt%的减水剂、0.1～2wt%的稳定剂和和 5～15wt%的水。

所述轻质微孔骨料是：轻质微孔刚玉颗粒、轻质微孔莫来石颗粒以及轻质微孔珍珠岩颗粒中的一种；

所述细粉为刚玉细粉、莫来石细粉以及高铝矾土细粉中的一种或几种； 

所述微粉为氧化铝微粉和二氧化硅微粉中的一种或几种。

所述轻质微孔刚玉颗粒的粒径为0.088～8mm。

所述轻质微孔莫来石颗粒的粒径为0.088～8mm。

所述轻质微孔珍珠岩颗粒的粒径为0.088～0.5mm。

所述细粉的粒径0.009mm～0.088mm；所述微粉的直径<0.009mm。

所述结合剂为高铝水泥、纯铝酸钙水泥和水合氧化铝中的一种或几种。

所述减水剂为为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠或聚乙二醇型减水剂中的一种或几种。

所述稳定剂为羧甲基纤维素。