[发明专利]一种微孔蓝晶石基轻质隔热耐火材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料、陶瓷技术领域。具体说是涉及一种微孔蓝晶石基轻质隔热耐火材料的制备方法。 

背景技术

全球经济的高速发展伴随着与日俱增的能源消耗，合理利用能源实现可持续发展，是当今人类的共同使命，符合我国的国情与国策。高温行业是工业生产中的主要耗能行业，各种工业窑炉能耗巨大，约占总能耗的40~70%，其热损失一般很大，能源利用率低，因此大力发展高效保温隔热技术具有十分重要的意义。近年来，随着热工领域技术的不断进步，对高温隔热技术和使用温度的要求越来越高，与之紧密联系的轻质隔热耐火材料对节能具有直接贡献，研究与制备该材料具有重要的实际意义。 

传统轻质隔热耐火材料的制备方法多为在配料中加入一定量的无烟煤、细锯末、聚苯乙烯轻球等可燃物，经高温烧后留下气孔制得轻质隔热耐火材料。制品中气孔孔径较大，分布不均匀，多为连通气孔，且含有大量微细裂纹，使其强度较低，且成本较高。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种可提高轻质材料的使用温度的微孔蓝晶石基轻质隔热耐火材料的制备方法。该方法的原理是采用发泡技术制备泡沫，并使泡沫在料浆中保留下来，最终在制品中形成微气孔。采用本发明方法制备的轻质隔热耐火材料具有气孔孔径小、气孔率高、体积密度低、强度高、导热率低及节能效果好等优点，且制备工艺简单、容易控制、成本低廉、无毒、无污染、绿色环保，具有广阔的发展空间和应用前景。 

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

本发明采用的技术方案是：①以蓝晶石、辅料、胶凝材料为原料、外加一定量的分散剂、调凝剂和稳泡剂，进行预混合，再外加一定量的水，混合制备出均匀的料浆；②向料浆中外加一定量的发泡剂，用机械搅拌发泡，制备出均匀的泡沫料浆；③将泡沫料浆注入模具中，在室温环境中静置使其固化成型；④坯体脱模后经干燥、烧成后得到微孔蓝晶石基轻质隔热耐火材料。

具体说，本发明的方法依次包含如下步骤： 

 (1) 首先按重量百分比取20~80wt%的蓝晶石、10~40wt%的辅料、10~40wt%的胶凝材料为原料，之后再取上述原料重量之和0.1~1wt%的分散剂、0.1~1wt%的调凝剂、1~30wt%的稳泡剂，预混合5~10分钟后再加入上述原料重量之和20~90wt%的水，混合2~10分钟，得到均匀的料浆； 

(2) 向步骤（1）的料浆中加入上述原料重量之和0.5~20wt%的发泡剂，用机械搅拌发泡，搅拌5~20分钟，得到均匀的泡沫料浆； 

(3) 将步骤（2）得到的泡沫料浆注入模具中，并在室温环境中静置使其固化成型； 

(4) 将步骤（3）得到的坯体脱模，经干燥后在1200~1650℃的温度条件下烧制、保温3~5小时后，即得到微孔蓝晶石基轻质隔热耐火材料。 

本发明中所述的蓝晶石的Al₂O₃含量为25~62%，其粒度≤200目。

本发明中所述的蓝晶石取自Al₂O₃含量为55~62%的精矿、Al₂O₃含量为40~55%的中品位矿或Al₂O₃含量为25~40%的低品位矿中的一种或两种以上的混合物。

本发明中所述的辅料取自工业氧化铝粉、氢氧化铝粉、α-活性氧化铝微粉、ρ-氧化铝微粉、电熔白刚玉粉、烧结板状刚玉粉、矾土细粉或粘土细粉中的一种或两种以上的混合物，其粒度均≤200目。 

本发明中所述的胶凝材料取自高铝水泥、铝酸钙水泥、ρ-氧化铝微粉、氧化硅溶胶、氧化铝溶胶或硅铝凝胶粉中的一种或两种以上的混合物。 

本发明中所述的发泡剂为脂肪醇硫酸铵、棕搁酸甘油酯、动物蛋白质发泡剂、植物蛋白质发泡剂、十二醇硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、α-烯基磺酸钠、α-烯烃磺酸酯、月桂醇硫酸酯钠、聚氧化乙烯十二烷基醚硫酸酯钠或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或两种以上的混合物。 

本发明中所述的稳泡剂为蛋白质、明胶、琼脂、阿拉伯树胶、硬脂酸甘油酯、十二醇、十二烷基二甲基氧化胺、聚丙烯酰胺、甲基纤维素、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、黄原胶、三乙醇胺、聚乙二醇、聚乙烯醇、十六醇、蔗糖、糊精、淀粉或皂素中的一种或两种以上的混合物。