一种不定形耐火材料及其制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种具有良好涂抹性能、硬化性能、强度性能和耐磨性能的不定形耐火材料。
【背景技术】
[0002]现有技术中，高温窑炉使用的涂抹耐火材料一般选用磷酸盐或低水泥作结合剂。但是，在实际应用过程中，上述结合剂均存在种种缺点，不能完全满足施工要求。
[0003]一方面，在采用磷酸盐作为结合剂时，磷酸盐结合涂抹料具有较好的粘结性能，但施工、使用性能不尽人意。磷酸盐结合涂抹料可以用于涂抹窑炉侧壁，也可以涂抹顶墙。但是，磷酸盐结合不定形耐火材料用水泥作为硬化剂，不仅需要16h以上的养护才能硬化，还得经过500°C以上的烘烤才能具备良好的性能。如果烘烤温度低于450°C，磷酸盐结合耐火材料可能因未形成正磷酸铝结合相而损坏。如果使用温度高于1000°C，磷酸盐结合耐火材料又可能因磷酸铝/磷酸钙结合相的软化而丧失耐磨性。
[0004]另一方面，在采用低水泥作为结合剂时，低水泥结合涂抹料的粘结差、硬化慢。低水泥结合涂抹料不仅需要24h以上的养护才能硬化，且粘结性差，难以用于涂抹侧壁，不能用于涂抹顶墙。
【发明内容】
[0005]针对以上缺陷，本发明提出了一种具有良好涂抹性能、硬化性能、强度性能和耐磨性能的不定形耐火材料，以满足实际应用过程中的施工要求。
[0006]为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现:一种快硬耐磨不定形耐火材料，其特征在于，其成分及重量百分比为:
5-120目熔融石英20-50
20-300目半刚玉15-45
<0.088mm 棕刚玉粉10-30
<0.020mm氧化铝微粉3_15
硅微粉2-10
纯铝酸钙水泥3-15
耐热钢纤维1-5
聚丙烯酸乳胶2-12
聚丙烯酸钠0.5-1.5
三聚磷酸钠0.05-0.5
有机结合剂3-7
水0-5
所述聚丙烯酸乳胶为建筑聚丙烯酸乳液、建筑丙烯酸及丙烯酸酯共聚乳液、或者丙烯酸-丙烯酸酯-苯乙烯三元共聚非离子型水溶性乳液。乳液的固体含量40-60%，pH值为 6-9。
[0007]—种不定形耐火材料的制备工艺是:按上述每种原料的相应含量，先将熔融石英、半刚玉、棕刚玉粉、氧化铝微粉、硅微粉、纯铝酸钙水泥共磨，得到预制混合粉；再将耐热钢纤维、聚丙烯酸乳胶、聚丙烯酸钠、三聚磷酸钠和有机结合剂或水混合均匀，成型；然后在200?250°C热处理，在1200?1500°C烧成，制得不定形耐火材料。
[0008]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:本发明提出的不定形耐火材料，具有施工性能好、硬化速度快、耐磨性能高的优点，以满足高温窑炉快速施工、紧急维修，以及耐磨损、抗冲刷的要求。
[0009]在本发明提出的一种快硬耐磨不定形耐火材料中，采用无机-有机复合结合体系(铝酸钙水泥+聚丙烯酸乳胶作为复合结合剂)。在施工时，利用聚丙烯酸乳胶获得极好的粘结性，不仅可以用于涂抹侧壁，也用用于涂抹顶墙。养护中，利用水泥水化释放的Ca2+和聚丙烯酸中C00H基团的反应使聚丙烯酸高分子产生交联，快速获得强度。升温时，利用来自于水泥的CaO、A1203和来自硅灰Si02的反应，形成CAS2和陶瓷结合，获得良好的中温强度。
[0010]在本发明提出的一种不定形耐火材料中，采用棕刚玉、耐热钢纤维作为原料。由于棕刚玉具有很高的硬度，这就防止了窑料侵入耐火材料，以及在随后相对运动中窑料切割耐火材料。由于钢纤维具有增韧作用，这就防止了耐火材料表面的剥落。由此，耐火材料表面的耐磨损、抗冲刷性能得到显著提高。
【具体实施方式】
[0011]实施例1
本发明提出了一种不定形耐火材料，其成分及重量百分比:
5-120目熔融石英35
20-300目半刚玉20
〈0.088mm棕刚玉粉15
<0.020mm氧化铝微粉7
石圭微粉5
纯铝酸钙水泥11
耐热钢纤维2
聚丙烯酸乳胶5
聚丙烯酸钠1.2
三聚磷酸钠0.3
有机结合剂5
水0.3
所述聚丙烯酸乳胶为建筑聚丙烯酸乳液、建筑丙烯酸及丙烯酸酯共聚乳液、或者丙烯酸-丙烯酸酯-苯乙烯三元共聚非离子型水溶性乳液。乳液的固体含量40-60%，pH值为 6-9。
[0012]将以上各种原料的固体部分按预定的配比称重、混合，经称重、包装成为袋装或桶装不定形耐火材料。使用时，拆开包装，将不定形耐火材料倒入搅拌器中，加乳胶和水搅拌成稠度合适的涂抹料后，按常规方式涂抹成形，辅之以必要的轻度捣打，再经养护、干燥、烘烤后使用。
[0013]实施例2
本发明提出了一种快硬耐磨不定形耐火材料，其成分及重量百分比:
5-120目熔融石英30
20-300目半刚玉16
〈0.088mm棕刚玉粉20
<0.020mm氧化铝微粉7
石圭微粉5
纯铝酸钙水泥6
耐热钢纤维3
聚丙烯酸乳胶8
聚丙烯酸钠1.5
三聚磷酸钠4
有机结合剂3
水1
需要说明的是，上述聚丙烯酸乳胶为市售建筑聚丙烯酸乳胶，具体可以为建筑聚丙烯酸乳液、建筑丙烯酸及丙烯酸酯共聚乳液、或者丙烯酸-丙烯酸酯-苯乙烯三元共聚非离子型水溶性乳液，乳液的固体含量40-60%，pH值6-9。
[0014]上述棕刚玉、氧化铝微粉、矾土微粉、硅微粉、纯铝酸钙水泥、聚丙烯酸钠、三聚磷酸钠将以上各种原料的固体部分按预定的配比称重、混合，经称重、包装成为袋装或桶装不定形耐火材料。使用时，拆开包装，将不定形耐火材料倒入搅拌器中，加乳胶和水搅拌成稠度合适的涂抹料后，按常规方式涂抹成形，辅之以必要的轻度捣打，再经养护、干燥、烘烤后使用。
【主权项】
1.一种不定形耐火材料及其制备工艺，其特征在于，其成分及重量百分比为: 5-120目熔融石英20-50 20-300目半刚玉15-45 <0.088mm 棕刚玉粉10-30 <0.020mm氧化铝微粉3_15硅微粉2-10 纯铝酸钙水泥3-15耐热钢纤维1-5 聚丙烯酸乳胶2-12 聚丙烯酸钠0.5-1.5 三聚磷酸钠0.05-0.5有机结合剂3-7水0-5 ο2.如权利要求1所述的一种不定形耐火材料及其制备工艺，其特征在于，所述聚丙烯酸乳胶为建筑聚丙烯酸乳液、建筑丙烯酸及丙烯酸酯共聚乳液、或者丙烯酸-丙烯酸酯-苯乙烯三元共聚非离子型水溶性乳液。3.如权利要求2所述的一种不定形耐火材料及其制备工艺，其特征在于，乳液的固体含量 40-60 %，pH 值为 6-9。4.根据权利要求1所述的一种不定形耐火材料及其制备工艺，其特征在于:其制备工艺是:按上述每种原料的相应含量，先将熔融石英、半刚玉、棕刚玉粉、氧化铝微粉、硅微粉、纯铝酸钙水泥共磨，得到预制混合粉；再将耐热钢纤维、聚丙烯酸乳胶、聚丙烯酸钠、三聚磷酸钠和有机结合剂或水混合均匀，成型；然后在200?250°C热处理，在1200?150(TC烧成，制得不定形耐火材料。
【专利摘要】一种不定形耐火材料及其制备工艺，具有良好涂抹性能、硬化性能、强度性能和耐磨性能，其具有施工性能好、硬化速度快、耐磨性能高的优点，开满足高温窑炉快速施工、紧急维修，以及耐磨损、抗冲刷的要求。
【IPC分类】C04B35/66
【公开号】CN105367082
【申请号】CN201410411737
【发明人】张磊
【申请人】青岛炜烨锻压机械有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2014年8月21日