[发明专利]一种抗压型低导热氧化铝空心球的制备方法

说明书

本发明涉及隔热耐火材料制备技术领域，具体涉及一种抗压型低导热氧化铝空心球的制备方法。本发明以氢氧化铝溶液为基材，胶体碳球粉末、镁铝尖晶石和纳米硫酸钡粉末作为补强剂，并辅以硼酸和聚乙二醇等制备得到抗压强度低导热氧化铝空心球，首先以葡萄糖为前驱物，在分散剂的作用下均匀分散在基材中，在焙烧过程中，壳层中的铝在高温条件下转变为氧化铝，从而降低氧化铝空心球的密度和热导率，氧化铝在玻璃中能提高玻璃的化学稳定性以及增加其机械强度，并能降低玻璃的析晶倾向和降低玻璃的热膨胀系数，进一步提高玻璃熔体的粘度，显著提高氧化铝空心球的抗压强度，进一步提高氧化铝空心球的抗压强度，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及隔热耐火材料制备技术领域，具体涉及一种抗压型低导热氧化铝空心球的制备方法。

背景技术

在传统能源日益枯竭而新能源发展缓慢的今天，当前最迫切的任务是开发轻质、高强、热震稳定性好、使用温度高能满足轻质结构高温炉所需的内衬材料，改变传统的超高温窑炉由于采用重质结构而存在的热容量大、升温速率低、能耗大、使用寿命短、中期维修量大等缺点，节约能源，降低能耗，为人类可持续发展服务。

氧化铝空心球是一种新型的高温隔热材料，它是用工业氧化铝在电炉中熔炼吹制而成的，晶型为a-Al2O3微晶体。目前，氧化铝空心球的制备方法有：模板法、水热法、喷雾热分解法、超声波法等方法，其中比较流行的是模板法。以氧化铝空心球为骨料，α-氧化铝粉为基质，添加适量结合剂，经成型、干燥和烧成制备而成，可制成各种形状制品。最高使用温度可达1800℃，制品机械强度高，为一般轻质制品的数倍，而体积密度仅为刚玉制品的二分之一。氧化铝空心球隔热制品具有良好的耐火性能、较高的强度及优良的隔热性能，常用作中高温及超高温热工窑炉的工作中充当保温材料，可以减少热量损失、加快升温速度从而降低能源消耗，节约生产成本。

目前，氧化铝空心球中氧化铝纯度较高，在制备过程中由于熔体粘度较低，制备出的空心球球壁较薄，造成耐压强度较低，在成型过程以及震动浇注过程中空心球容易发生破损，从而限制了氧化铝空心球在许多领域中的应用。市场上生产的氧化铝空心球一般都是用熔化法吹制成球的，其熔化所需的高温导致耗能高、工艺过程复杂、成本高，氧化铝空心球产物粒径较小且极易破碎，实用性较差。氧化铝空心球在高温烧结后基质呈致密状态，导致氧化铝空心球隔热制品密度大（1.4～1.6g/cm3），热导率高，蓄热大，最终造成高温工业能耗过高。针对上述问题，专利申请（201410434384）向氧化铝基质中引入气孔实现氧化铝空心球制品的低密度和低热导率，但是多孔氧化铝基质导致氧化铝空心球制品强度较低，烧结过程中坯体收缩率过大（5～8%），易开裂、变形导致成品率低等问题。

但是因此，研制出一种能够解决上述性能问题的空心球非常有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前普通氧化铝空心球存在耐压强度低，在高温烧结后基体呈致密状态，导致氧化铝空心球的密度较大、热导率过高，并造成高温工业能耗过高，满足不了市场要求的缺陷，提供了一种抗压型低导热氧化铝空心球的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种抗压型强度低导热氧化铝空心球的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）称取60～80g葡萄糖倒入带有1～2L去离子水的烧杯中混合搅拌，得到自制葡萄糖溶液，再将自制葡萄糖溶液置于反应釜中搅拌反应，得到反应液，离心分离，去除上清液，得到沉淀固体，用无水乙醇冲洗沉淀固体，最后将冲洗后的沉淀固体放入烘箱中烘干，自然冷却至室温，研磨出料，得到胶体碳球粉末；