[发明专利]一种氧化铝轻质隔热材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化铝轻质隔热材料及其制备方法。包括以下步骤：(1)将ρ‑Al₂O₃微粉与助烧剂、膨胀剂等按一定的配比进行配料，混合均匀；(2)向原料中加入适量的水，搅拌均匀，倒入相应的模具中固化成型形成生坯；(3)将生坯放入烘箱中烘干；(4)将烘干的生坯进行高温煅烧，得到氧化铝轻质隔热材料。本发明具有环境友好、生坯强度高、工艺简单，易于工业化生产的优点；所制备的氧化铝轻质隔热材料体积密度小，热导率低。

技术领域

本发明属于轻质隔热材料技术领域，具体涉及一种氧化铝轻质隔热材料及其制备方法。

背景技术

轻质隔热材料是一种具有大量贯通及非贯通三维多孔结构的材料，一般具有以下特性：化学稳定性好，气孔率高，导热系数低。其主要应用于工业窑炉中，作为保温层砌筑窑炉，从而减少热耗，增加蓄热能力。氧化铝轻质隔热材料是一种密度小，强度高，导热系数低的耐火材料，与普通隔热材料相比，具有荷重软化温度高的特点，与致密耐火材料相比，具有体积密度小，保温性能好的特性，是高温窑炉理想的内衬材料。

氧化铝轻质隔热材料的制备方法有很多，主要有添加造孔剂法，泡沫法，凝胶注模法等。添加造孔剂法是在陶瓷粉料中添加造孔剂，利用造孔剂在烧成过程中流失而成孔，该方法制备的材料气孔率一般较低，且气孔分布均匀性差。泡沫法是通过泡沫剂发泡后与浆料共混而引入气孔，如申请号为200910272739.7的中国专利《一种氧化铝轻质砖及其制备方法》公开了一种氧化铝轻质砖的制备方法，该方法以50～80wt％的Al₂O₃细粉、15～30wt％的α-Al₂O₃微粉和5～20wt％的ρ-Al₂O₃微粉为原料,外加0.1～1wt％的助烧剂、30～50wt％的水、0.1～1wt％的减水剂和0.1～2wt％的SiO₂,混合3～5分钟,再外加0.2～0.4wt％的泡沫剂,混合均匀,浇注成型,干燥后在1450～1700℃的条件下烧成,保温3～5小时。申请号为201711078161.2的中国专利《一种氧化铝质轻质隔热砖及其制备方法》同样公开了一种氧化铝质轻质隔热砖的制备方法，该方法在泡沫法的基础上引入了造孔剂，同时缩短了固化时间，泡沫法的缺点是生坯强度差，不利于工业推广。凝胶注模法是将有机单体，交联剂，催化剂等加入到浆料中，同时结合泡沫法，利用原位固化成型制备氧化铝多孔陶瓷，该方法虽然解决了生坯强度问题，但是有机单体，交联剂等一般具有毒性，对人体健康不利。

发明内容

本发明的目的是根据氧化铝轻质隔热材料的特点，旨在克服现有技术缺陷，提供一种固化时间可控，生坯强度高，环境友好的氧化铝轻质隔热材料的制备方法，用该方法制备的氧化铝轻质隔热材料热导率低、荷重软化温度高、热震稳定性好，满足高温窑炉行业发展需求。

为实现上述目的，本发明采用的氧化铝轻质隔热材料的制备方法包括以下步骤：

(1)以ρ-Al₂O₃微粉为主要原料，加入0.1～2wt％的助烧剂、1～10wt％的膨胀剂，混合5～10分钟，得到混合料；

(2)向混合料中加入适量的水，水的质量为混合料质量的50～200wt％，搅拌3～5分钟，浇注成型，固化1～5小时，得到生坯；

(3)将生坯放入烘箱中烘干；

(4)将烘干后的生坯进行高温煅烧，得到氧化铝轻质隔热材料。

上述技术方案中：所述的ρ-Al₂O₃微粉粒度为1～5um；

所述的助烧剂为TiO₂微粉、MgO微粉、硼酸和MnO₂微粉中的一种或两种。

所述的膨胀剂为蓝晶石、硅线石和红柱石中的一种或两种。