[发明专利]一种含植物本征结构的高铝质隔热砖及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含植物本征结构的高铝质隔热砖及其制备方法。其技术方案是：以27～45wt％粒度为0.044～0.074mm的刚玉细粉、20～32wt％的粒度为≤0.044mm的刚玉细粉和33～45wt％的α‑Al₂O₃微粉为原料，外加所述原料15～40wt％的经无机溶胶浸渍处理的造孔剂，预混1～3h，得到预混料；再将预混料和所述原料10～25wt％的结合剂混合均匀，困料，成型；然后在110～135℃条件下烘烤12～24h，于1300～1600℃条件下保温3～6h，即得含植物本征结构的高铝质隔热砖。本发明具有成本低、成品率高和工艺简单的特点，所制得的含植物本征结构的高铝质隔热砖层裂小、掉粉现象少、强度高、热震性能好、导热系数低和高温隔热效果显著。

技术领域

本发明属于隔热材料领域。具体涉及一种含植物本征结构的高铝质隔热砖及其制备方法。

背景技术

遗态材料是借用自然界经亿万年优化的生物自身多层次、多维和多结构的本征结构，通过人工方法改变其结构组分，制备出既保持自然界生物精细分级结构的新型结构功能一体化材料。它主要将植物模板的机理引入无机材料的合成和复合材料的制备，以天然植物结构为模板，制备出各种各样具有鲜明植物结构特点、独特显微组织、组织结构可控、物理和力学性能可控的多孔无机材料。

我国工业炉的能耗约占全国能耗的1/4，占工业总能耗的60％，工业炉的热效率平均低于30％，而国际上的平均热效率为50％以上，因此高效节能是工业炉亟待解决的问题。隔热耐火材料作为热工设备的主要炉衬材料，其高效隔热保温对热工设备的节能、产品质量和高效安全生产起着至关重要的作用。但隔热耐火材料的导热系数与强度和高温体积稳定性一直是一对矛盾体，并且在制备高铝隔热砖试样时，由于造孔剂的受压以及失水后产生回弹性的影响，在干燥工程中会对制品的生坯产生严重的影响，诸如坯体裂纹、甚至开裂等。

“一种在高温下保护稻壳原有多孔织构的方法”(CN102602941A)专利技术，该方法公开了以稻壳为模板，以氧化锆、氧化钛等氧化物溶胶为浸渍剂，制备的稻壳在900～1600℃热处理后仍保留原有多孔织构。又如“一种禾本科植物结构遗态的高硅莫来石及其制备方法”(CN104211426A)专利技术，公开了以禾本科植物为模板，铝溶胶为浸渍剂，在1100～1400℃条件下保温2～12h，制备得到禾本科植物结构遗态的高硅莫来石。上述方法虽然能使植物体在高温下保持原有多孔织构，实现对废弃物的高效利用，但其缺陷是：(1)所制备的材料强度低，不能在工业窑炉上得到有效应用；(2)制备材料过程中仅涉及到二元系统，未涉及三元或多元系统，比较单一。

“一种莫来石轻质隔热砖及其制备方法”(CN106673678A)专利技术，公开了以硅溶胶浸渍处理后的锯末为造孔剂，以焦宝石、蓝晶石、粘土和α-Al₂O₃为原料来制备莫来石轻质隔热砖。该方法在一定程度上实现了废弃物的综合利用，改善了制品的性能，但其主要缺陷是：(1)制品生坯的弹性后效没有得到有效解决，使得烧后制品出现裂纹和掉粉现象；(2)制备工艺较为复杂，不易控制；(3)造孔剂烧后没有保留其原有的多孔织构和原位复合红外遮蔽剂。

发明内容

本发明旨在克服现有的技术缺陷，目的是提供一种成本低、成品率高和工艺简单的含植物本征结构的高铝质隔热砖的制备方法；所制得的含植物本征结构的高铝质隔热砖层裂小、掉粉现象少、强度高、热震性能好、导热系数低和高温隔热效果显著。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：以27～45wt％粒度为0.044～0.074mm的刚玉细粉、20～32wt％的粒度为≤0.044mm的刚玉细粉和33～45wt％的α-Al₂O₃微粉为原料，外加所述原料15～40wt％的造孔剂，预混1～3h，得到预混料；再将预混料和所述原料10～25wt％的结合剂混合均匀，困料，成型；然后在110～135℃条件下烘烤12～24h，于1300～1600℃条件下保温3～6h，即得含植物本征结构的高铝质隔热砖。