一种隔热耐火材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]
[0002]本发明涉及一种耐火材料，尤其涉及一种隔热耐火材料及其制备方法。
【背景技术】
[0003]耐火材料是指耐火度不低于1580°C的一类无机非金属材料。耐火度是指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。但仅以耐火度来定义已不能全面描述耐火材料了，1580°C并不是绝对的。现定义为凡物理化学性质允许其在高温环境下使用的材料称为耐火材料。耐火材料广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域，在冶金工业中用量最大，占总产量的50%-60%。
[0004]碳复合耐火材料是由两种或是两种以上不同性质的耐火氧化物和碳素材料及非氧化物材料为原料，含碳有机物作为结合剂而制成的一种多相复合耐火材料。采用的氧化物主要有Mg0、Al203、Zr02和MgAl2O4,碳主要是天然石墨，非氧化物主要为Al、S1、Mg等金属，AlS1、AlMg类的合金以及SiC、B4C 一类的化合物，然后通过添加树脂或沥青等结合剂加以成型，即可得到由氧化物、碳、非氧化合物以及结合剂组成的复合耐火材料。
【发明内容】
[0005]本发明目的就是提供一种隔热耐火材料及其制备方法。
[0006]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种隔热耐火材料，它是由下述重量份的原料组成的:
硫酸氢钾0.1-0.3、硅酸钠4-7、硅酸镁5-10、玻璃纤维3-4、氧化铝16-20、白炭黑30-40、硅酸铝30-37、萜烯树脂4-7、石棉粉6-10、亚麻纤维I O-16、冰醋酸2-3、壳聚糖
0.7-1、正硅酸乙酯 26-30^6-10% 的氨水 80_102、3_5% 的双氧水 100-110、10_15mol/l 的硫酸 0.1-0.18。
[0007]—种隔热耐火材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将6-10%的氨水、3-5%的双氧水混合，搅拌均匀，为活化液；
(2)将硅酸钠、壳聚糖混合，加入到4-6倍水中，搅拌均匀，得硅酸钠溶液；
(3)将亚麻纤维加入到上述活化液中，60-70°C下保温搅拌3-5分钟，加入硅酸钠溶液，超声2-3分钟，调节PH为中性，得硅纤维活化液；
(4)将上述10-15mol/l的硫酸与冰醋酸混合，得酸溶液；
(5)将正硅酸乙酯加入到8-10倍的无水乙醇中，搅拌溶解，将溶解液滴加到硅纤维活化液中，滴加完毕后，加入上述酸溶液，70-80°C下保温加热3-5分钟，降低温度为40-45°C，保温反应10-12小时，依次用无水乙醇和蒸馏水对产物进行洗涤，过滤，真空煅烧:真空度为8-10Pa，升温速率为80-100°C/min，升温到1200_1300°C后保温焙烧10-12 h，得碳硅复合助剂；
(6)取上述石棉粉重量的6-10%，加入到2-3倍水中，加入硫酸氢钾，搅拌均匀后加入萜烯树脂，70-80°C下保温2-3分钟，得树脂粘结剂；
(7)将硅酸镁、玻璃纤维、氧化铝混合，混辗20-30分钟，加入树脂粘结剂，混辗6-10分钟，加入剩余各原料，调整温度为80-90°C，混辗16-20分钟，热压成型，在埋炭气氛下于1200-1400 °C条件下烧成。
[0008]与现有技术相比，本发明的优点是:
本发明的正硅酸乙酯在催化剂冰醋酸加入的条件下水解为硅烷醇溶胶，将硅烷醇溶胶、硅纤维活化液混合，通过蒸发溶剂，得到含碳、硅的杂合物，最后经过高温碳化，纤维活化液提供碳源，得到碳硅复合助剂，该碳硅钙复合助剂的化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐热震、重量轻、强度高；
本发明的耐火材料中加入了硅酸钠、硅酸镁、石棉粉、玻璃纤维、硅酸铝等，具有明显的隔热性。
【具体实施方式】
[0009]下面结合实施例对本发明作进一步详细描述:
实施例:
一种隔热耐火材料，它是由下述重量份的原料组成的:
硫酸氢钾0.3、硅酸钠7、硅酸镁10、玻璃纤维4、氧化铝20、白炭黑40、硅酸铝37、萜烯树脂7、石棉粉10、亚麻纤维16、冰醋酸2、壳聚糖0.7、正硅酸乙酯30、10%的氨水102、5%的双氧水110、15mol/l的硫酸0.18。
[0010]一种隔热耐火材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将10%的氨水、5%的双氧水混合，搅拌均匀，为活化液；
(2)将硅酸钠、壳聚糖混合，加入到6倍水中，搅拌均匀，得硅酸钠溶液；
(3)将亚麻纤维加入到上述活化液中，70°C下保温搅拌5分钟，加入硅酸钠溶液，超声3分钟，调节PH为中性，得硅纤维活化液；
(4)将上述15mol/l的硫酸与冰醋酸混合，得酸溶液；
(5)将正硅酸乙酯加入到8-10倍的无水乙醇中，搅拌溶解，将溶解液滴加到硅纤维活化液中，滴加完毕后，加入上述酸溶液，80°C下保温加热5分钟，降低温度为45°C，保温反应12小时，依次用无水乙醇和蒸馏水对产物进行洗涤，过滤，真空煅烧:真空度为10Pa，升温速率为10tC /min，升温到1300°C后保温焙烧12 h，得碳硅复合助剂；
(6)取上述石棉粉重量的10%，加入到3倍水中，加入硫酸氢钾，搅拌均匀后加入萜烯树月旨，80°C下保温2分钟，得树脂粘结剂；
(7)将硅酸镁、玻璃纤维、氧化铝混合，混辗30分钟，加入树脂粘结剂，混辗10分钟，加入剩余各原料，调整温度为90°C，混辗20分钟，热压成型，在埋炭气氛下于1400°C条件下烧成。
[0011]性能测试:
将本发明的耐火材料按GB/T13244检测抗氧化性(1000 °C X3h)，脱碳层厚度为4.6mm ;按YB/T376.1检测1100°C水冷的抗热震性，试样可以经受8次的试验不出现裂纹；高温抗折强度为7.9MPa。
【主权项】
1.一种隔热耐火材料，其特征在于它是由下述重量份的原料组成的: 硫酸氢钾0.1-0.3、硅酸钠4-7、硅酸镁5-10、玻璃纤维3-4、氧化铝16-20、白炭黑30-40、硅酸铝30-37、萜烯树脂4-7、石棉粉6-10、亚麻纤维I O-16、冰醋酸2-3、壳聚糖0.7-1、正硅酸乙酯 26-30^6-10% 的氨水 80_102、3_5% 的双氧水 100-110、10_15mol/l 的硫酸 0.1-0.18。2.一种如权利要求1所述的隔热耐火材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将6-10%的氨水、3-5%的双氧水混合，搅拌均匀，为活化液； (2)将硅酸钠、壳聚糖混合，加入到4-6倍水中，搅拌均匀，得硅酸钠溶液； (3)将亚麻纤维加入到上述活化液中，60-70°C下保温搅拌3-5分钟，加入硅酸钠溶液，超声2-3分钟，调节PH为中性，得硅纤维活化液； (4)将上述10-15mol/l的硫酸与冰醋酸混合，得酸溶液； (5)将正硅酸乙酯加入到8-10倍的无水乙醇中，搅拌溶解，将溶解液滴加到硅纤维活化液中，滴加完毕后，加入上述酸溶液，70-80°C下保温加热3-5分钟，降低温度为40-45°C，保温反应10-12小时，依次用无水乙醇和蒸馏水对产物进行洗涤，过滤，真空煅烧:真空度为8-10Pa，升温速率为80-100°C/min，升温到1200_1300°C后保温焙烧10-12 h，得碳硅复合助剂； (6)取上述石棉粉重量的6-10%，加入到2-3倍水中，加入硫酸氢钾，搅拌均匀后加入萜烯树脂，70-80°C下保温2-3分钟，得树脂粘结剂； (7)将硅酸镁、玻璃纤维、氧化铝混合，混辗20-30分钟，加入树脂粘结剂，混辗6-10分钟，加入剩余各原料，调整温度为80-90°C，混辗16-20分钟，热压成型，在埋炭气氛下于1200-1400 °C条件下烧成。
【专利摘要】本发明公开了一种隔热耐火材料，它是由下述重量份的原料组成的：硫酸氢钾0.1-0.3、硅酸钠4-7、硅酸镁5-10、玻璃纤维3-4、氧化铝16-20、白炭黑30-40、硅酸铝30-37、萜烯树脂4-7、石棉粉6-10、亚麻纤维10-16、冰醋酸2-3、壳聚糖0.7-1、正硅酸乙酯26-30、6-10%的氨水80-102、3-5%的双氧水100-110、10-15mol/l的硫酸0.1-0.18，本发明的正硅酸乙酯在催化剂冰醋酸加入的条件下水解为硅烷醇溶胶，将硅烷醇溶胶、硅纤维活化液混合，通过蒸发溶剂，得到含碳、硅的杂合物，最后经过高温碳化，纤维活化液提供碳源，得到碳硅复合助剂，该碳硅钙复合助剂的化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐热震、重量轻、强度高。
【IPC分类】C04B35/66, C04B35/622
【公开号】CN105036760
【申请号】CN201510316059
【发明人】吴铭
【申请人】马鞍山金晟工业设计有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月10日