一種含鈣質耐火材料及其制備方法
【專利說明】一種含鈣質耐火材料及其制備方法
[0001]
技術領域
[0002]本發明涉及一種耐火材料，尤其涉及一種含鈣質耐火材料及其制備方法。
【背景技術】
[0003]耐火材料是指耐火度不低于1580°C的一類無機非金屬材料。耐火度是指耐火材料錐形體試樣在沒有荷重情況下，抵抗高溫作用而不軟化熔倒的攝氏溫度。但僅以耐火度來定義已不能全面描述耐火材料了，1580°C并不是絕對的。現定義為凡物理化學性質允許其在高溫環境下使用的材料稱為耐火材料。耐火材料廣泛用于冶金、化工、石油、機械制造、硅酸鹽、動力等工業領域，在冶金工業中用量最大，占總產量的50%-60%。
[0004]碳復合耐火材料是由兩種或是兩種以上不同性質的耐火氧化物和碳素材料及非氧化物材料為原料，含碳有機物作為結合劑而制成的一種多相復合耐火材料。采用的氧化物主要有Mg0、A1203、Zr02和MgAl204，碳主要是天然石墨，非氧化物主要為Al、S1、Mg等金屬，AlS1、AlMg類的合金以及SiC、B4C —類的化合物，然后通過添加樹脂或瀝青等結合劑加以成型，即可得到由氧化物、碳、非氧化合物以及結合劑組成的復合耐火材料。
【發明內容】
[0005]本發明目的就是提供一種含鈣質耐火材料及其制備方法。
[0006]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種含鈣質耐火材料，它是由下述重量份的原料組成的:
烯丙基聚乙二醇1-2、氧化鋅0.4-1、葡萄糖1-2、硅酸三鈣2-4、無水氯化鈣1-2、氟化鈉0.4-1、氧化鋁60-70、酚醛樹脂4-10、劍麻纖維10-12、正硅酸乙酯26-30、5_7mol/l的硝酸溶液3-4、冰醋酸2-3。
[0007]一種含鈣質耐火材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將劍麻纖維加入到濃度為5-7%的亞硫酸氫鉀溶液中浸潤3-4小時，取出后烘干，加入硝酸溶液，攪拌混合20-30分鐘，加入食用堿，調節PH為中性，加入葡萄糖，攪拌均勻，得葡萄糖纖維液；
(2)將硅酸三鈣、無水氯化鈣混合磨粉，得硅鈣粉；
(3)將上述正硅酸乙酯加入到8-10倍的無水乙醇中，攪拌溶解，將溶解液滴加到上述葡萄糖纖維液中，滴加完畢后，加入冰醋酸，在40-45°C下反應10-12小時，依次用無水乙醇和蒸餾水對產物進行洗滌，過濾，與上述硅鈣粉混合，真空煅燒:真空度為8-10Pa，升溫速率為80-100°C/min，升溫到1260-1300°C后保溫焙燒10-12 h，得碳硅復合助劑；
(4)將氟化鈉加入到3-4倍水中，攪拌均勻后加入烯丙基聚乙二醇、酚醛樹脂，75-80°C下保溫攪拌3-5分鐘，得樹脂粘結劑；
(5)將氧化鋅與氧化鋁混合，干混輾2-3分鐘，加入樹脂粘結劑，混輾6-10分鐘，加入剩余各原料，調整溫度為80-90°C，混輾16-20分鐘，熱壓成型，在埋炭氣氛下于1200-1400°C條件下燒成。
[0008]與現有技術相比，本發明的優點是:
本發明的正硅酸乙酯在催化劑冰醋酸加入的條件下水解為硅烷醇溶膠，將硅烷醇溶膠與纖維乳液混合，通過蒸發溶劑，得到含碳、硅的雜合物，最后經過高溫碳化，纖維乳液提供碳源，得到碳硅復合助劑，該碳硅復合助劑的化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、耐熱震、重量輕、強度高，其中加入的葡萄糖可以改善各原料間的粘合性，并可以作為碳源，加入的硅鈣粉可以提高成品的表面強度和耐火性能。
【具體實施方式】
[0009]下面結合實施例對本發明作進一步詳細描述:
實施例1:
一種含鈣質耐火材料，它是由下述重量份的原料組成的:
烯丙基聚乙二醇1、氧化鋅0.4、葡萄糖2、硅酸三鈣4、無水氯化鈣2、氟化鈉0.4、氧化鋁60、酚醛樹脂10、劍麻纖維12、正硅酸乙酯30、5-7mol/l的硝酸溶液3、冰醋酸3。
[0010]一種含鈣質耐火材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將劍麻纖維加入到濃度為7%的亞硫酸氫鉀溶液中浸潤3小時，取出后烘干，加入硝酸溶液，攪拌混合30分鐘，加入食用堿，調節PH為中性，加入葡萄糖，攪拌均勻，得葡萄糖纖維液；
(2)將硅酸三鈣、無水氯化鈣混合磨粉，得硅鈣粉；
(3)將上述正硅酸乙酯加入到10倍的無水乙醇中，攪拌溶解，將溶解液滴加到上述葡萄糖纖維液中，滴加完畢后，加入冰醋酸，在45°C下反應12小時，依次用無水乙醇和蒸餾水對產物進行洗滌，過濾，與上述硅鈣粉混合，真空煅燒:真空度為10Pa，升溫速率為100°C /min，升溫到1300°C后保溫焙燒10-12 h，得碳硅復合助劑；
(4)將氟化鈉加入到4倍水中，攪拌均勻后加入烯丙基聚乙二醇、酚醛樹脂，80°C下保溫攪拌5分鐘，得樹脂粘結劑；
(5)將氧化鋅與氧化鋁混合，干混輾2分鐘，加入樹脂粘結劑，混輾10分鐘，加入剩余各原料，調整溫度為90°C，混輾20分鐘，熱壓成型，在埋炭氣氛下于1400°C條件下燒成。
[0011]性能測試:
將本發明的耐火材料按GB/T13244檢測抗氧化性(1000 °C X3h)，脫碳層厚度為4.0mm ;按YB/T376.1檢測1100°C水冷的抗熱震性，試樣可以經受9次的試驗不出現裂紋；高溫抗折強度為7.8MPa?
【主權項】
1.一種含鈣質耐火材料，其特征在于它是由下述重量份的原料組成的: 烯丙基聚乙二醇1-2、氧化鋅0.4-1、葡萄糖1-2、硅酸三鈣2-4、無水氯化鈣1-2、氟化鈉0.4-1、氧化鋁60-70、酚醛樹脂4-10、劍麻纖維10-12、正硅酸乙酯26-30、5_7mol/l的硝酸溶液3-4、冰醋酸2-3。2.一種如權利要求1所述的含鈣質耐火材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將劍麻纖維加入到濃度為5-7%的亞硫酸氫鉀溶液中浸潤3-4小時，取出后烘干，加入硝酸溶液，攪拌混合20-30分鐘，加入食用堿，調節PH為中性，加入葡萄糖，攪拌均勻，得葡萄糖纖維液； (2)將硅酸三鈣、無水氯化鈣混合磨粉，得硅鈣粉； (3)將上述正硅酸乙酯加入到8-10倍的無水乙醇中，攪拌溶解，將溶解液滴加到上述葡萄糖纖維液中，滴加完畢后，加入冰醋酸，在40-45°C下反應10-12小時，依次用無水乙醇和蒸餾水對產物進行洗滌，過濾，與上述硅鈣粉混合，真空煅燒:真空度為8-10Pa，升溫速率為80-100°C/min，升溫到1260-1300°C后保溫焙燒10-12 h，得碳硅復合助劑； (4)將氟化鈉加入到3-4倍水中，攪拌均勻后加入烯丙基聚乙二醇、酚醛樹脂，75-80°C下保溫攪拌3-5分鐘，得樹脂粘結劑； (5)將氧化鋅與氧化鋁混合，干混輾2-3分鐘，加入樹脂粘結劑，混輾6-10分鐘，加入剩余各原料，調整溫度為80-90°C，混輾16-20分鐘，熱壓成型，在埋炭氣氛下于1200-1400°C條件下燒成。
【專利摘要】本發明公開了一種含鈣質耐火材料，它是由下述重量份的原料組成的：烯丙基聚乙二醇1-2、氧化鋅0.4-1、葡萄糖1-2、硅酸三鈣2-4、無水氯化鈣1-2、氟化鈉0.4-1、氧化鋁60-70、酚醛樹脂4-10、劍麻纖維10-12、正硅酸乙酯26-30、5-7mol/l的硝酸溶液3-4、冰醋酸2-3，本發明的正硅酸乙酯在催化劑冰醋酸加入的條件下水解為硅烷醇溶膠，將硅烷醇溶膠與纖維乳液混合，通過蒸發溶劑，得到含碳、硅的雜合物，最后經過高溫碳化，纖維乳液提供碳源，得到碳硅復合助劑，該碳硅復合助劑的化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、耐熱震、重量輕、強度高。
【IPC分類】C04B35/10, C04B35/66
【公開號】CN104973870
【申請號】CN201510316088
【發明人】吳銘
【申請人】馬鞍山金晟工業設計有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年6月10日