[发明专利]一种超轻质耐火绝热材料

说明书

本发明公开了一种超轻质耐火绝热材料，原始料为漂珠、珍珠岩、工业气凝胶硅灰、纳米气凝胶、短切硅酸铝纤维、轻质莫来石骨料、氧化铝空心球、纳米硅灰、膨润土、925矾土水泥；本发明利用现代纳米技术制备的封闭气孔大于95％的气凝胶材料和工业废料飞灰结合，制备出一种价格相对低廉的超轻质耐火绝热材料，以大量的封闭气孔取代传统的贯通气孔，独立气孔率远大于传统轻质材料，解决了工业热工设备存在的热量损失问题，节约自然资源和能源，提高产能，是一种新型换代绝热材料，具有良好的经济和社会效益。

技术领域

本发明涉及热工设备用耐火材料的技术领域，尤其涉及一种超轻质耐火绝热材料。

背景技术

在我国能源消耗中，有数量众多的热工设备，其热能以传导和辐射损失最大，致使热工设备的热能利用率达不到30％，传统降低设备热损耗的方法是使用轻质材料，如发泡法轻质砖、烧失法轻质砖、耐火纤维及复合夹层材料做绝热层。这些绝热材料中气孔率虽然很高，但多以贯通气孔为主，透气度较大，封闭的独立气孔率不足20％，热导率较大，许多介孔材料如硅酸钙材料虽然绝热性很好，但耐高温性差，只能在较低温度使用，不能作为耐火材料，而且这些材料强度较低，承重时易变形，应用受到诸多限制，难以从根本上解决绝热问题，因此迫切需要开发出更好的轻质耐火材料取代传统材料，提供高强绝热性能，满足工业生产要求。现代纳米制备技术突飞猛进，制备出许多封闭气孔大于95％的气凝胶材料，且活性好，胶结性能佳，利用这些新材料和工业废料飞灰，可以制备一种价格相对低廉的绝热材料，解决工业热工设备存在的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种超轻质耐火绝热材料，为解决现有热工设备绝热材料存在的不耐高温、导热系数大、浪费能源诸多问题，利用纳米气凝胶新材料和工业废料飞灰，制备一种价格相对低廉的绝热材料，耐高温，导热系数低，节能环保，降低企业生产成本。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：一种超轻质耐火绝热材料，原始料为漂珠、珍珠岩、工业气凝胶硅灰、纳米气凝胶、短切硅酸铝纤维、轻质莫来石骨料、氧化铝空心球、纳米硅灰、膨润土、925矾土水泥；

原始料加入的重量份数为：漂珠5-15份；珍珠岩25-40份；工业气凝胶硅灰15-40份；纳米气凝胶0-10份；短切硅酸铝纤维10-15份；轻质莫来石骨料0-25份；氧化铝空心球，0.5-1mm粒度的0-20份，﹤0.5mm粒度的0-10份；纳米硅灰0-10份；膨润土3-7份；925矾土水泥0-25份；外加剂加入量占原始料总重量的比例为：硅溶胶0-30%；水性高分子材料0-0.2%；氟硅酸钠0-2%；

其中，原始料的粒度分布为：漂珠﹤0.3mm；珍珠岩0.3-1mm；工业气凝胶硅灰﹤1.0um；纳米气凝胶﹤0.1um；轻质莫来石骨料1-3mm；纳米硅灰100nm；膨润土﹤200目；925矾土水泥﹤0.074mm。

本发明利用这种合理的配比，通过漂珠、空心球提供空心架构材料，纤维材料增加强度和韧性，轻质骨料保证一定的高温性能，纳米硅灰提供大体积微型封闭气孔，还有水合作用和膨润土形成胶结，产生强度和承重能力，从而确保使用稳定安全。

其中，漂珠采用电厂粉煤灰漂珠，SiO₂≥65％，Fe₂O3≤2.0％，玻璃中空微珠。

其中，珍珠岩采用煅烧后膨胀珍珠岩，SiO₂≥68％，白色。

其中，工业气凝胶硅灰SiO₂≥92％，无定形二氧化硅Fe₂O3≤1.4％。

其中，纳米气凝胶采用溶胶-凝胶法制备，封闭气孔率≥95％，SiO₂≥99％，比表面积大、活性强，非疏水。

其中，短切硅酸铝纤维要求Al₂O₃≥45％，长径比≥5，无结团。