高红外反射率镁橄榄石轻质耐火保温材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于轻质耐火保温材料技术领域。具体涉及一种高红外反射率镁橄榄石轻质耐火保温材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]高温工业的发展，对保温隔热材料提出了更高要求，例如高效、节能、高强、低导、防水等，为此，人们一直在寻求与研宄具有低导热系数、高红外反射率和微孔化的高温工业用新型保温隔热材料。
[0003]镁橄榄石是地表下常见矿物之一，具有耐高温、抗浸蚀性优良和化学稳定性高等优点。以镁橄榄石为主晶相的隔热材料具有强度高、隔热性能好、高温热稳定性高等优良特性，适用于冶金、建材和化工等高温工业领域的隔热保温。目前镁橄榄石轻质耐火保温材料的制备方法主要有泡沫法、烧失法和熔盐法等。如“一种高强度镁橄榄石轻质材料及其制备方法”(ZL200910060874.5)专利技术，该技术将碳酸盐和滑石原矿粉混合，外加结合剂，搅拌，压制成型，经干燥、高温烧成、冷却、用水浸泡、再次干燥，得到高强度镁橄榄石轻质材料。“一种镁橄榄石轻质砖及其制备方法”(ZL200910272652.X)专利技术，该技术将镁橄榄石生料和氯化镁混合，外加水、结合剂、减水剂和矿化剂，再外加发泡剂制成泡沫，搅匀、浇注成型、自然干燥、低温烘烤，最后于高温下烧成得到镁橄榄石轻质砖。“轻质镁橄榄石砖及其制造方法”(ZL200610134805.0)专利技术，该技术以橄榄石砂、镁砂、焦炭、木炭等为原料，经高温烧成后制得弱碱性轻质镁橄榄石砖。
[0004]现有的镁橄榄石轻质耐火保温材料的制备方法，为了制取较低的体积密度，往往导致材料强度的降低；受本体材料特性限制，材料的导热系数随着使用温度的提高而迅速增大，削弱了材料在高温下的保温隔热效果。
【发明内容】
[0005]本发明旨在克服现有技术的不足，目的是提供一种生产成本低的高红外反射率镁橄榄石轻质耐火保温材料的制备方法，用该方法所制备的高红外反射率镁橄榄石轻质耐火保温材料体积密度低、耐压强度高和高温导热系数低，能长期用于1350°C以内的保温隔热领域。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案的具体步骤是:
步骤一、将70~85wt%的含钛原料、5~25wt%的含镁原料和5~10wt%的结合剂混匀，在50~100MPa条件下压制成型，然后在中性气氛和500~1000°C条件下热处理0.5~2小时，得到热处理料I。再将所述热处理料I破碎，研磨，筛分，得到粒度为0.088~lmm的A物料和粒度小于0.088mm的B物料。
[0007]步骤二、将20~40wt%的含钾原料、50~70wt%的所述含钛原料和5~10wt%的所述结合剂混匀，在50~1 OOMPa条件下压制成型，然后在中性气氛和800~1200 °C条件下热处理0.5-2小时，得到热处理料II。再将所述热处理料II破碎，研磨，筛分，得到粒度小于0.088mm的C物料。
[0008]步骤三、将30~50wt%的所述A物料、10~30wt%的所述B物料、10~30wt%的所述C物料和5~10wt%的所述含钾原料混合均匀，然后在中性气氛和800~1200°C条件下热处理
0.5-2小时，得到热处理料III。再将热处理料III破碎，研磨，筛分，得到粒度为0.088~lmm的D物料和粒度小于0.088mm的E物料。
[0009]步骤四、将20~40wt%的镁橄榄石颗粒、10~20wt%的镁橄榄石细粉、2~10wt%的所述A物料、2~10wt%的所述D物料、2~10wt%的所述E物料、2~10wt%的所述含镁原料、2~10wt%的含娃原料和2~10wt%的所述含钾原料混合均勾，得到混合料，再外加所述混合料2~8wt%的水，搅拌3~10分钟，在50~100MPa条件下压制成坯体。
[0010]步骤五、将所述坯体在70~110 °c条件下干燥12~24小时，在空气气氛和900~1400°C条件下热处理0.5~5小时，自然冷却，用水浸泡12~24小时，然后在70~110°C条件下干燥12~24小时，制得高红外反射率镁橄榄石轻质耐火保温材料。
[0011]所述含钛原料为钛白粉或为偏钛酸，所述含钛原料的粒度小于0.088mm。
[0012]所述含镁原料为氢氧化镁、碳酸镁、硫酸镁、镁砂中的一种，所述含镁原料的粒度小于 0.088mm。
[0013]所述结合剂为六水氯化镁、工业糊精粉、葡萄糖粉中的一种。
[0014]所述中性气氛为氮气气氛或为氩气气氛。
[0015]所述含钾原料为无水碳酸钾、硫酸钾、氯化钾、氢氧化钾、硝酸钾、碳酸氢钾中的一种，所述含钾原料的粒度小于0.088mm。
[0016]所述镁橄榄石颗粒的粒度为l~3mm。
[0017]所述镁橄榄石细粉的粒度小于0.088mm。
[0018]所述含硅原料为石英砂、熔石英、硅微粉中的一种，含硅原料的粒度小于0.088_。
[0019]由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果:
本发明所采用的原料来源广泛，生产成本低；通过严格的控制气氛、粒度、成型和热处理等工序，既有利于各种原料颗粒之间的紧密接触，也为镁橄榄石的原位生成及钛酸镁钾晶须的发育、长大提供了合理空间，在降低体积密度、提高材料强度的同时，也增大了材料的高温红外反射率、降低了高温导热系数。
[0020]本发明制备的高红外反射率镁橄榄石轻质耐火保温材料经检测:体积密度小于
1.0g/cm3，200~1400°C范围内导热系数为0.05-0.3W/(m.Κ)，耐压强度大于5.0MPa ;能长期用于1350°C以内的保温隔热领域。
[0021 ]因此，本发明生产成本低，所制备的高红外反射率镁橄榄石轻质耐火保温材料具有体积密度低、耐压强度高和高温导热系数低的特点，能长期用于1350°C以内的保温隔热领域。
【具体实施方式】
[0022]下面结合【具体实施方式】对本发明做进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
[0023]为避免重复，先将本【具体实施方式】的原料统一描述如下，各实施例中不再赘述: 所述钛白粉和偏钛酸的粒度小于0.088mm。
[0024]所述氢氧化镁、碳酸镁、硫酸镁和镁砂的粒度小于0.088mm。
[0025]所述无水碳酸钾、硫酸钾、氯化钾、氢氧化钾、硝酸钾和碳酸氢钾的粒度小于0.088mnu
[0026]所述镁橄榄石颗粒的粒度为l~3mm。
[0027]所述镁橄榄石细粉的粒度小于0.088mm。
[0028]所述石英砂、熔石英和硅微粉的粒度小于0.088mm。
[0029]实施例1
一种高红外反射率镁橄榄石轻质耐火保温材料及其制备方法。本实施例所述制备方法的具体步骤是:
步骤一、将70~80wt%的钛白粉、10~20wt%的氢氧化镁和8~10wt%的六水氯化镁混匀，在50~80MPa条件下压制成型，然后在氮气气氛和800~1000°C条件下热处理0.5~1小时，得到热处理料I。再将所述热处理料I破碎，研磨，筛分，得到粒度为0.088~lmm的A物料和粒度小于0.088mm的B物料。
[0030]步骤二、将20~30wt%的无水碳酸钾、60~70wt%的钛白粉和8~10wt%的葡萄糖粉混匀，在50~80MPa条件下压制成型，然后在氩气气氛和1000~1200°C条件下热处理1~2小时，得到热处理料II。再将所述热处理料II破碎，研磨，筛分，得到粒度小于0.088mm的C物料。[0031 ] 步骤三、将30~40wt%的所述A物料、20~30wt%的所述B物料、20~30wt%的所述C物料和8~10wt%的无水碳酸钾混合均匀，然后在氮气气氛和800~1000°C条件下热处理0.5~1小时，得到热处理料III。再将热处理料III破碎，研磨，筛分，得到粒度为0.088~lmm的D物料和粒度小于0.088mm的E物料。
[0032]步骤四、将20~30wt%的镁橄榄石颗粒、15~20wt%的镁橄榄石细粉、5~10wt%的所述A物料、5~10wt%的所述D物料、5~10wt%的所述E物料、5~10wt