[发明专利]一种轻质耐火材料改性增强剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种轻质耐火材料改性增强剂及其制备方法，包括金属溶盐、表面润湿剂和去离子水，所述金属溶盐为高温下发生烧结的金属盐类，且所述金属溶盐的加入量为去离子水的30‑80wt％，所述表面润湿剂为能够降低液体表面张力的醇类，且所述表面润湿剂的加入量为去离子水的0‑15wt％。有益效果在于：该发明中的金属溶盐为小分子结构，能够溶于水形成稳定溶液，不需要使用添加剂，且能够与表面润湿剂共同作用，使改性增强剂粘度降低、渗透力增强；金属溶盐能够经高温分解氧化烧结形成陶瓷结合体，同时能够增强轻质耐火材料抵抗冲刷、侵蚀以及震动外力破坏的能力；原料易得，制备过程简单，施工方便，便于工业化生产和应用。

技术领域

本发明涉及轻质保温耐火材料技术领域，特别是涉及一种轻质耐火材料改性增强剂及其制备方法。

背景技术

陶瓷纤维制品、轻质浇注料等轻质耐火材料作为隔热节能材料广泛应用于冶金、石化、电子等领域。由于其密度较低、结构疏松以及强度差，轻质耐火材料在高温高风速、震动、腐蚀气体环境等恶劣工况下受到冲刷、侵蚀以及震动引起的外力作用而发生表层掉粉、剥落、开裂等不良现象，致使轻质耐火材料出现寿命缩短、节能效果降低以及加工工件受到污染等严重后果。为解决上述问题，人们开发用于轻质耐火材料表面改性增强的涂料、硬化剂等，在轻质耐火材料高温工作过程中形成耐高温陶瓷，增加其表面硬度、强度，提高轻质耐火材料表面抵抗冲刷、侵蚀与震动外力的能力。例如实用新型(申请号201220680806.6)，所述硬化层为硅铝酸钠、磷酸铝、纳米氧化铝溶胶、纳米氧化硅中的一种或者几种复合而成，在陶瓷纤维制品表面喷涂或浸渍来提高陶瓷纤维制品的硬度。发明专利(200310105706.6)以氧化铁、铬绿、镍、硅、铝、锰、钴等氧化物粉末、粘结剂与添加剂制备涂料，涂覆于硅酸铝纤维表面，提高其抗冲刷性能。然而现有表面改性增强剂是耐高温原料制备而成的大分子团胶体溶液或浆料，具有较大粘稠度，涂覆于轻质耐火材料表面后，无法有效向轻质耐火材料内部渗透，只在陶瓷纤维制品、轻质浇注料表层形成硬化层。由于内部与表面硬化层密度差别巨大，二者接触部位呈断崖式变化，高温收缩呈现极大不一致，热膨胀系数差别巨大，轻质耐火材料在高温工作过程中经常发生表面硬质层的开裂、剥落、掉渣等现象。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种轻质耐火材料改性增强剂。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种轻质耐火材料改性增强剂，包括金属溶盐、表面润湿剂和去离子水，由于所述金属溶盐具有小分子结构，易溶于水形成盐溶液，在所述表面润湿剂的作用下使得改性增强剂具有低粘度、高渗透能力，能够有效向轻质耐火材料材料内部渗透，且渗透呈现梯度变化，最终实现轻质耐火材料密度由表及里梯度变化，在高温条件下，所述金属溶盐经过水分蒸发、分解氧化形成金属氧化物，再经过物理化学变化形成高强度耐高温含金属氧化物陶瓷，实现轻质耐火材料表面的硬化与强化，可以有效避免轻质耐火材料表层硬化层密度断崖式变化，减小高温收缩差别，缩小热膨胀系数差距，进而使得硬化层长期使用不出现开裂、剥落、掉渣等问题，且所述金属溶盐的加入量为去离子水的30-80wt％，所述表面润湿剂为能够降低液体表面张力的醇类，且加入量为去离子水的0-15wt％。

进一步的，所述金属溶盐在高温下转化为金属氧化物，然后金属氧化物在高温下烧结成为陶瓷，能够增强陶瓷纤维等轻质耐火材料表层的强度和硬度，所述金属溶盐包括但不限定为硝酸铝、硫酸铝、氯化铝、硝酸锆、硫酸锆、氯化镁、硫酸镁；所述表面润湿剂可为乙醇、乙二醇任意一种。

进一步的，所述金属溶盐为硝酸铝，加入量为去离子水的50-80wt％。

进一步的，所述金属溶盐为硫酸铝，加入量为去离子水的30-50wt％。

进一步的，所述金属溶盐为氯化铝，加入量为去离子水的30-40wt％。

进一步的，所述金属溶盐为硝酸锆，加入量为去离子水的50-70wt％。