[发明专利]一种不定形耐火材料及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种具有良好涂抹性能、硬化性能、强度性能和耐磨性能的不定形耐火材料。

背景技术

现有技术中，高温窑炉使用的涂抹耐火材料一般选用磷酸盐或低水泥作结合剂。但是，在实际应用过程中，上述结合剂均存在种种缺点，不能完全满足施工要求。

一方面，在采用磷酸盐作为结合剂时，磷酸盐结合涂抹料具有较好的粘结性能，但施工、使用性能不尽人意。磷酸盐结合涂抹料可以用于涂抹窑炉侧壁，也可以涂抹顶墙。但是，磷酸盐结合不定形耐火材料用水泥作为硬化剂，不仅需要16h以上的养护才能硬化，还得经过500℃以上的烘烤才能具备良好的性能。如果烘烤温度低于450℃，磷酸盐结合耐火材料可能因未形成正磷酸铝结合相而损坏。如果使用温度高于1000℃，磷酸盐结合耐火材料又可能因磷酸铝/磷酸钙结合相的软化而丧失耐磨性。

另一方面，在采用低水泥作为结合剂时，低水泥结合涂抹料的粘结差、硬化慢。低水泥结合涂抹料不仅需要24h以上的养护才能硬化，且粘结性差，难以用于涂抹侧壁，不能用于涂抹顶墙。

发明内容

针对以上缺陷，本发明提出了一种具有良好涂抹性能、硬化性能、强度性能和耐磨性能的不定形耐火材料，以满足实际应用过程中的施工要求。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种快硬耐磨不定形耐火材料，其特征在于，其成分及重量百分比为：

5-120目熔融石英20-50

20-300目半刚玉15-45

<0.088mm棕刚玉粉10-30

<0.020mm氧化铝微粉3-15

硅微粉2-10

纯铝酸钙水泥3-15

耐热钢纤维1-5

聚丙烯酸乳胶2-12

聚丙烯酸钠0.5-1.5

三聚磷酸钠0.05-0.5

有机结合剂3-7

水0-5

所述聚丙烯酸乳胶为建筑聚丙烯酸乳液、建筑丙烯酸及丙烯酸酯共聚乳液、或者丙烯酸-丙烯酸酯-苯乙烯三元共聚非离子型水溶性乳液。乳液的固体含量40-60％，pH值为6-9。

一种不定形耐火材料的制备工艺是：按上述每种原料的相应含量，先将熔融石英、半刚玉、棕刚玉粉、氧化铝微粉、硅微粉、纯铝酸钙水泥共磨，得到预制混合粉；再将耐热钢纤维、聚丙烯酸乳胶、聚丙烯酸钠、三聚磷酸钠和有机结合剂或水混合均匀，成型；然后在200～250℃热处理，在1200～1500℃烧成，制得不定形耐火材料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提出的不定形耐火材料，具有施工性能好、硬化速度快、耐磨性能高的优点，以满足高温窑炉快速施工、紧急维修，以及耐磨损、抗冲刷的要求。

在本发明提出的一种快硬耐磨不定形耐火材料中，采用无机-有机复合结合体系(铝酸钙水泥+聚丙烯酸乳胶作为复合结合剂)。在施工时，利用聚丙烯酸乳胶获得极好的粘结性，不仅可以用于涂抹侧壁，也用用于涂抹顶墙。养护中，利用水泥水化释放的Ca2+和聚丙烯酸中COOH基团的反应使聚丙烯酸高分子产生交联，快速获得强度。升温时，利用来自于水泥的CaO、Al₂O₃和来自硅灰SiO₂的反应，形成CAS2和陶瓷结合，获得良好的中温强度。

在本发明提出的一种不定形耐火材料中，采用棕刚玉、耐热钢纤维作为原料。由于棕刚玉具有很高的硬度，这就防止了窑料侵入耐火材料，以及在随后相对运动中窑料切割耐火材料。由于钢纤维具有增韧作用，这就防止了耐火材料表面的剥落。由此，耐火材料表面的耐磨损、抗冲刷性能得到显著提高。

具体实施方式

实施例1

本发明提出了一种不定形耐火材料，其成分及重量百分比：

5-120目熔融石英35

20-300目半刚玉20

<0.088mm棕刚玉粉15

<0.020mm氧化铝微粉7

硅微粉5

纯铝酸钙水泥11

耐热钢纤维2

聚丙烯酸乳胶5

聚丙烯酸钠1.2

三聚磷酸钠0.3

有机结合剂5

水0.3