一种基于磷酸铝粘结剂的热绝缘和导热混凝土（变化）的制作方法
【专利摘要】本发明涉及耐火材料行业，尤其涉及一种基于磷酸铝粘结剂的刚玉和碳化硅高强度、非导电耐火产品的生产。本发明的目的是提供一种基于磷酸盐粘结剂的、具有高强度性能的阻热和导热性能的混凝土，是所述混凝土能够用于建筑物和高温下使用的建筑材料。根据第一种变化，所述基于磷酸铝粘结剂的阻热混凝土，包括磷酸盐粘结剂以及混合料，其中，浓度65-75%的正磷酸作为磷酸盐粘结剂；不同部分的25A级电熔刚玉混合物作为所述化合物。根据第二种变化，所述基于磷酸铝粘结剂的热导混凝土，其包括磷酸盐粘结剂以及混合料，其中浓度65-75%的正磷酸作为磷酸盐粘结剂；220部分的25A级电熔刚玉混合物和53C级碳化硅混合物作为额外混合物。技术效果是得到高强度性能，是所述混凝土能用于建筑和在高温条件下使用的建筑材料。
【专利说明】一种基于磷酸铝粘结剂的热绝缘和导热混凝土 (变化)【技术领域】
[0001]本发明涉及耐火材料行业，尤其是基于磷酸铝粘结剂的刚玉和碳化硅混凝土制成的高强度、非导电耐火产品。
【背景技术】
[0002]俄罗斯联邦专利N0.2365561 (申请日 2007.12.11，
【公开日】 2009.08.27，IPCC 04B 35/10)公开了如下的组合物，用于生产耐火隔热材料和产品的基体，包括基于磷酸铝的粘结剂和配料混合物，其中，所述配料混合物为的耐火填料混合物的形式，耐火填料选自氧化铝、铝硅酸盐以及一种或两种镁、铁、硅的复合氧化物和铝的复合氧化物(蛭石、珍珠岩)组成的组，所述基体选自如下混合比例的组:配料:35-85 ;磷酸盐悬浮物:15-65。基于铝硼磷酸盐或基于铝铬磷酸盐的粘结剂中，含有占悬浮液重量百分比为0.1-15%、粒径大小为0.125-0 mm的耐火铝硅酸盐颗粒，配料混合物比例为:含珍珠岩的耐火填充料混合物的重量百分比分别为1.0和0.04-4.0 ;含蛭石的耐火填充料混合物的重量份分别为1.0和0.05-2.5 ;含珍珠岩、蛭石的耐火填充料混合物的重量份为:耐火填充料为1.0，珍珠岩为3.95-0.05，蛭石为 0.05-2.45。
[0003]该组合物的缺点:
一当混合物燃烧时，磷酸铝盐基粘结剂总是会生成如铬、硼的低温物质，导致污染产品和衬里。
[0004]一根据与磷酸盐结合剂的化学反应条件，铝硅酸盐和铝氧化物属于不同的组，并且大大降低了所生成的结晶铝磷酸盐组成的粘结剂的性能。
[0005]俄罗斯联邦专利N0.2365562 (申请日 2007.07.13，
【公开日】 2009.08.27，IPCC 04 B 35/66, C 04 B 35/103)公开了如下的组合物:耐火材料包括如下重量百分比的成分:石墨5+8 ;磷酸盐塑化剂5+10 ;由白刚玉、火泥组成的颗粒大小小于63 μ M的粒状耐火材料填充物4+25 ;有机纤维0.05+0.15 ;碳铬铁的废弃物2 + 6 ;颗粒大小为6 + 0.5mm的、由白刚玉、碳化硅或粘土组成的粒状填充料为剩余部分。
[0006]该发明的耐火混合物有以下的缺点:石墨和有机纤维的存在，提高了混合物在后续燃烧中产生的孔隙率，由于与填充材料的密度不同，从而大幅降低了混合物的均匀程度。在混合物的燃烧过程中，其燃烧的残留废弃物造成污染，并增加了导热性和导电性。
[0007]包括电熔刚玉、碳化硅和铝硅酸盐的颗粒填充料组合物不能达到阻燃、热导和强度的性能要求。
[0008]俄罗斯联邦专利N0.2245864 (申请日2003年7月9日，
【公开日】2005年2月10日，IPC C04B35 / 106)描述了一种被选为这类研究课题样本的组合物:在制备配料的过程中，电熔刚玉填充料球型颗粒的表面被占磷酸盐粘结剂总重量0.5-1.0%的油酸和硬脂酸润湿。在混合的过程中，磷酸盐粘结剂以及含有如下组分的细粉互磨混合物:wt%，Al2O347-80、与ZrO2-SiO2 20-53，按照在配料混合物中如下组分离散地复合，wt%:
电熔刚玉填充料50-70 ；细粉互磨的混合物30-50 ；
在100%基础上，磷酸盐粘结剂5-10。[0009]坯件部分被空气硬化，配料混合物均质化、在锆石精矿分解温度下燃烧、温度保持在1100-900° C条件下的等温过程中冷却。电熔刚玉填充料部分的组分粒径为0.1-3 mm。细粉互磨的混合物颗粒粒径为0.002-0.005 _。磷酸作为磷酸盐粘结剂。
[0010]该组合物的缺点:细粉骨料中存在的ZrO2-SiO2，其中和了磷酸，大大降低了强度。
【具体实施方式】
[0011]本发明的目的是提供基于磷酸铝粘结剂的、具有高强度特性的、制成某种形状的绝热和导热的混凝土，使所述混凝土可用于在高温环境下使用的建筑物和建筑材料。
[0012]本发明技术的结构是高强度特性，使混凝土能够作为在高温下操作的建筑和建筑材料。
[0013]本发明所述的目的通过使用基于磷酸铝粘结剂的绝热混凝土实现，所述粘结剂包括磷酸盐粘结剂以及一种混合物，根据第一种变化。使用浓度为65-75%的正磷酸作为磷酸盐粘结剂，不同配比的的25A级电熔刚玉混合物用作所述混合物，按照如下组分比例混合，参照 FEPA 32GB 1971，wt%:
——对于刚玉热绝缘混凝土，使用了如下的组合物，参照FEPA 32GB 1971，wt%:
-25A 级的电熔刚玉:-20 部分(fraction), 28-36 wt% ；
-46 部分，22-24 wt% ；
-80 部分，15-20 wt% ；
-220 部分，25-35 wt% ；
——浓度为70%的正磷酸，10-12 (在100wt%的基础上增加)wt%。
[0014]25A级电熔刚玉——粒径范围为630-1600Mm，优选为1000_1250Mm，符合FEPA——F20 ；
25A级电熔刚玉——粒径范围为200-500Mm，优选为315_400Mm，符合FEPA——F46 ； 25A级电熔刚玉——粒径范围为100-250Mm，优选为160_200Mm，符合FEPA——F80 ； 25A级电熔刚玉——粒径范围为28-80Mm，优选为50_63Mm，符合FEPA——F220。
[0015]本发明所述目的通过使用基于磷酸铝粘结剂的热导混凝土来实现，所述磷酸铝粘结剂包括磷酸盐粘结剂以及本发明第二个变化中的混合物，其中，所述的磷酸盐粘结剂为浓度65-75%的正磷酸；220份的25A级的电熔刚玉混合物和53C级的碳化硅混合物被用于额外混合物，其组分混合比例如下，参照FEPA 32GB 1971，wt%:
—对于53C级的碳化硅的热导混凝土的混合比例如下，折射率的标准参照FEPA32GB 1971, wt%:
25A级电熔刚玉，220部分，25-35 wt% ；
53C级碳化硅，20部分，32-36 wt% ；
53C级碳化娃,46部分，18-24 wt% ；
53C级碳化硅，80部分，15-20 wt% ；
——浓度为70%的正磷酸，(在100wt%的基础上增加)10-12wt%。
[0016]25A级电熔刚玉——粒径为28-80Mm，优选为50_63Mm，符合FEPA——F220 ；53C级碳化硅——粒径为1250-1000Mm，符合FEPA——F20 ；
53C级碳化硅——粒径为500-315Mm，符合FEPA——F46 ；
53C级碳化硅——粒径为200-160Mm，符合FEPA——F80。
[0017]制备基于磷酸铝粘结剂的混凝土的方法与所有要求保护的组合物相同。填充料混合物包括所述的部分和浓度为70%的正磷酸，混合至均匀，然后填充满模具。经过低温烧结，制成基于磷酸铝粘结剂的强耐火混凝土产品，其中磷酸铝粘结剂由结晶的磷酸铝制成。
[0018]表1为热绝缘非导体刚玉混凝土，+1000° C下的混凝土数据。
[0019]表2为导热非导体混凝土，+1000° C下的混凝土数据。
[0020]混凝土的组成成分是其热性能、强度的主要决定因素，其性能取决于混合物主体中的填充料颗粒的堆积密度。对于基于磷酸铝粘结剂的刚玉混凝土相同的阻燃性(表1)，组合物I的热绝缘混凝土，对于耐火材料来讲，的期望强度最小，孔隙率大小居中，导热性最好。组合物3的阻热混凝土显示出包括更高的孔隙率的突出的特征。组合物2混凝土的热性能和强度特性是接近最佳的。他们显示出高阻燃性、最大强度以及最小的导热性和孔隙率。
[0021]根据组合物的不同，基于磷酸铝粘结剂的碳化硅组合物显示出相似的特性(表2)。在相同的阻燃性条件下，组合物I中的混凝土具有更低的强度和更低导热性。组合物3中的混凝土显示出类似的特性。组合物2中的混凝土的热性能和强度特性在接近最佳。他们显示出高阻燃性、最高的强度和导热性、以及最小的孔隙率。
[0022]表1，阻热非导体刚玉混凝土的性能测试 __
【权利要求】
1.一种基于磷酸铝粘结剂的热绝缘混凝土，包括磷酸盐粘结剂以及一种混合物，其中，浓度65-75%的正磷酸用作磷酸盐粘结剂；不同部分的25A级电熔刚玉混合物作为所述化合物，其组分混合比例如下，参照FEPA 32GB 1971，wt%:
电熔刚玉，20部分，28-36 wt% ； 电溶刚玉，46部分,22-24 wt% ； 电熔刚玉，80部分，15-20 wt% ； 电熔刚玉，220部分，25-35 wt% ； 正磷酸，在100wt%的基础上增加10-12。
2.根据第二种变化，一种基于磷酸铝粘结剂的热导混凝土，包括磷酸盐粘结剂以及一种混合物，其中浓度65-75%的正磷酸用作磷酸盐粘结剂；220部分的25A级的电熔刚玉混合物和53C级的碳化硅混合物用作额外混合物，其组分混合比例如下，参照FEPA 32GB.1971，wt%: 25A级电熔刚玉，200部分，25-35 wt% ； 53C级碳化硅，20部分，32-36 wt% ； 53C级碳化娃,46部分，18-24 wt% ； 53C级碳化硅，80部分，15-20 wt% ； 正磷酸，在100wt%的基础上增加10-12。
【文档编号】C04B35/101GK103492342SQ201280016775
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年4月2日 优先权日:2011年4月5日
【发明者】谢尔盖·德米季里维奇·阿尔费耶夫, 瓦里列·阿尔托利耶维奇·波利亚科夫 申请人:匹克拉玛股份公司