[发明专利]一种石英熔融用电弧炉的保温材料制备方法

说明书

本发明公开了一种石英熔融用电弧炉的保温材料制备方法，在烧结时导入气氛得到导热系数低、抗压强度大的保温材料，通过微波固化解决保温材料多孔形态不均匀、孔隙结构不规则的问题，较之现有成本过高的降低导热系数的制备方法更加节约成本，提供一种保温性能好，导热系数低，抗压强度大，能耗少的节能环保型电弧炉保温材料。

技术领域

本发明涉及石英光纤技术领域，具体是指石英熔融用电弧炉的保温材料制备方法。

背景技术

石英光纤是一种以高折射率的纯石英玻璃材料为芯，以低折射率的有机或无机材料为包皮的光学纤维。石英光纤是光导纤维的简称，是用纯度特别高的石英玻璃（以SiO₂为主要成分）制作的纤维状波导结构。石英光纤的基本功能是对光束的束缚及传播，即把一定波长的光能束缚在几到几十微米的径向范围内而沿石英光纤长度方向作低损耗传播。

在石英光纤制备首先要制造光纤预制棒，光纤预制棒根据各种用途加工成不同形状的预制棒，预制棒的制备是将石英原材料加入电弧炉内进行熔融得到融化石英。电弧炉利用电极电弧产生的高温熔炼石英。气体放电形成电弧时能量很集中，弧区温度在3000℃以上。对于熔炼石英，电弧炉比其他炼钢炉工艺灵活性大，炉温容易控制，设备占地面积小。但是炉体的保温是时常需要面对的问题，燃料燃烧的热量不只作用于被加热的产品上，还有部分通过电弧炉外墙进行散发掉，这部分热量加大了燃料损耗，为了降低燃料的消耗，达到节能的目的需要一种能够锁住热量持续保温的电弧炉。另一方面，由于在石英熔融的过程中产生的热气流对炉壁进行冲击，使得内衬保温材料的寿命较短。而目前用于电弧炉的保温材料中，导热系数小与抗压强度大无法兼得，部分材料还具有致癌物质，所以为电弧炉制备性能好的保温材料是不可或缺的。保温材料中常加入含硅材料，硅单质的形貌直接影响到它的反应活性。通常情况下，所用硅微粉为粉末状无定型硅，其活性很大，在空气中高温加热很容易氧化成结晶度高的二氧化硅，二氧化硅在1000 ^oC下易转变为鳞石英，容易粘连团聚在气孔中，导致孔隙率不高且不均匀，进而使保温材料的导热系数高，保温性能差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是通过微波固化解决保温材料多孔形态不均匀、孔隙结构不规则的问题，在烧结时导入气氛得到导热系数低的保温材料，较之现有成本过高的降低导热系数的制备方法更加节约成本，提供一种保温性能好，导热系数低，能耗少的节能环保型电弧炉保温材料。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种石英熔融用电弧炉的保温材料制备方法，其包括如下步骤：

（1）所述保温原材料放入气流粉碎机中粉碎，其中保温原材料包括：氧化铝30-40份、硅酸铝10-15份、珍珠岩5-10份、硅微粉10-15份、锆英粉10-15份、高岭土10-20份和铝矾土5-10份，保温材料粉碎混合后得到混合物a；

（2）所述发泡剂和稳泡剂放入搅拌器中进行搅拌，所述发泡剂和稳泡剂搅拌后得到混合物b，搅拌速度为80-90r/min，搅拌时间为5-16min，其中发泡剂包括：松香皂和十二烷基硫酸钠，稳泡剂包括：浓度为0.1~5mol/L的聚乙烯醇的水溶液或羧甲基纤维素钠的水溶液其中一种；

（3）所述混合物a中加入分散剂和去离子水，放入搅拌器中进行搅拌得到混合物c，搅拌速度为40-60r/min，搅拌时间为10-25min，其中分散剂为聚丙烯酸钠，按质量百分比，分散剂占混合物a的1.2-1.8％，去离子水占混合物a的40-55％；

（4）所述混合物b和混合物c加入至搅拌器中搅拌得到混合物d，搅拌速度为130-150r/min，搅拌时间为10-18min；

（5）所述混合物d倒入成型模具中，放入微波固化炉中加热固化，使用微波固化时间为8-12min。