一种泡沫轻质耐火材料制品及其生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种泡沫轻质耐火材料制品及其生产工艺，材料的配方为：粘土质耐火熟料30-48％、矾土10-30％、蓝晶石5-20％、氧化铝微粉0-10％、硅灰2-10％、铝酸钙水泥15-30％、高强石膏0-6％、外加植物蛋白发泡剂0.1-0.8％、外加柠檬酸0.2-1.0％、外加三聚磷酸钠0-0.8％、外加建筑混凝土用第三代减水剂0.05-0.2％、外加聚丙烯纤维0.1-0.8％、外加水50-70％。本发明所述制品的生产工艺为：按上述比例的植物发泡剂加入成型设备的发泡筒，用1∶20的水稀释，再吹入压缩空气制取泡沫；其次，按配比称取剩余的原料，加入成型设备的拌料筒，后加剩余的水拌合成料浆；接着，将料浆和泡沫分别压入管道，在管道中混合成为流态泡沫混凝土；然后，用将泡沫混凝土浆注入模具，经养护、脱模、干燥、在1300-1350℃×4-8小时烧成后制成坯体；最后，将坯体切割成为具有固定尺寸的耐火制品。本发明为耐高温、低导热、长寿命和环保友好的隔热材料。
【专利说明】一种泡沬轻质耐火材料制品及其生产工艺
【技术领域】
[0001] 本发明为一种用于高温窑炉的轻质耐火材料制品。首先，以高铝矾土、煅烧高岭 土、蓝晶石、铝酸钙水泥、氧化铝微粉、硅灰和外加剂为原料制成料浆，通过液压送到管道； 其次，发泡剂与一定比例的水混合再与压缩空气混合，在管道中形成细密的泡沫；再次，在 管道中混合料浆和泡沫形成泡沫混凝土；然后，用将泡沫混凝土浆注入模具，经养护、脱模、 干燥、烧成后制成坯体；最后，将坯体切割成具有固定尺寸的耐火制品。
【背景技术】
[0002] 目前，高温窑炉主要使用氧化铝空心球、轻质高铝、轻质粘土、耐火纤维制品板、以 及硅酸钙五大类隔热耐火材料。其中，隔热效能最高的材料为耐火纤维制品和硅酸钙耐火 制品。但是，这些高效能的隔热材料效果不稳定。受高温长期作用后，纤维会发生变质、粉 化。纤维粉化后，不仅导致制品丧失隔热功能，而且造成严重的环保问题。由于粉化物吸入 后有害人体健康，欧盟已将硅酸铝耐火纤维列为第二类可能致癌的物质。至于硅酸钙制品， 其一次结构单元为微小的硬钙硅石纤维，二次结构单元为纤维聚集而成的栗壳状球体。由 于硬钙硅石的分解点很低，硅酸钙制品的短期最高使用温度为l〇〇〇°C，长期安全使用温度 在700°C以下。因此，需要开发一种耐高温、低导热、长寿命和环保友好的隔热材料。
【发明内容】
[0003] 本发明研究一种泡沫轻质耐火材料制品及其生产工艺，以高铝矾土、煅烧高岭土、 蓝晶石、铝酸钙水泥、氧化铝微粉、硅灰和外加剂（植物蛋白发泡剂、高强石膏促凝剂、柠檬 酸缓凝剂、第三代减水剂）为原料制成料浆，通过液压送到管道；其次，发泡剂与一定比例 的水混合再与压缩空气混合，在管道中形成细密的泡沫；再次，在管道中混合水泥浆和泡沫 形成泡沫混凝土；然后，将泡沫混凝土浆注入模具，经养护、脱模、干燥、烧成后制成坯体； 最后，将坯体切割成具有固定尺寸的耐火制品。本发明的优点如下：
[0004] 1)整个泡沫体的制备以自动控制的方式管道中进行，起提高生产效率、减轻环境 污染、减少人为因素的干扰的作用，以保证所制泡沫混凝土浆体的质量。
[0005] 2)采用第三代发泡剂中的植物蛋白原料，起制取高质量泡沫的作用。发泡分化学 发泡和物理发泡两种方式。化学发泡受气温和操作的影响大，不易保证质量。物理发泡技 术发展了三代：第一代技术使用松香皂等物质作发泡剂，所发泡沫的数量少、稳定性差；第 二代技术使用表面活性物质作为发泡剂，发泡数量大，但稳定性差；第三代技术使用蛋白系 发泡剂，所发泡沫十分稳定，发泡倍数也非常大。但是，动物蛋白由NaOH作为原料制成，使 用动物蛋白发泡剂将会影响所制隔热耐火材料的高温性能。因此，选用植物蛋白。这样既 可获得高质量泡沫，又避免了发泡剂引入Na 20影响高温性能的问题。
[0006] 3)采用高强石膏作为促凝剂，起迅速固化浆体的作用。这一点对制取具有细密气 孔的材料至关重要。铝酸钙水泥需要3-6个小时终凝，而蛋白系发泡剂成泡后放置3小时 消泡15-20%，放置6小时消泡30-40%。消泡过程中，小泡汇集成大泡，大泡上浮破灭。如 果大量消泡，制品的隔热和强度性能都会显著降低。反之，若凝结太快则没有足够的施工时 间。因此，要求泡沫体的初凝时间> 1小时，终凝时间<2小时。如果初凝时间过短，一旦 设备出现故障，浆体就会堵塞管道。如果终凝时间过长，则泡沫大量破灭，制品的性能则会 受到影响。现有的促凝剂，如氯盐、碳酸盐等都是速溶性物质，溶解后就迅速发生作用，因而 加入后很难使浆体达到初凝> 1小时，终凝< 2小时的指标。所以，选用高强石膏这类溶解 慢于易溶盐类但明显快于水泥的物质作促凝剂，再用缓凝剂控制。
[0007] 4)采用柠檬酸和三聚磷酸钠作为缓凝剂，起获得流动性良好的浆体和控制初凝时 间的作用。由于缓凝剂的溶解速度占优，水化初期液相的性质为缓凝剂控制；由于固化剂、 促凝剂的数量占优，水化中期以后液相性质为水泥、石膏控制。加入缓凝剂后，缓凝剂快速 溶解，不仅吸附于水泥、石膏表面，而且结合水泥、石膏溶解产生的钙离子，因而在水化初期 可获得流动性良好且初凝时间达标的浆体。随后，混凝剂消耗殆尽，水泥、石膏迅速水化，形 成水化硫铝酸钙，浆体快速终凝。由此，可以形成初凝> lh，终凝< 2h的性能且流动性良好 而细密稳定的泡沫体，可靠地制得轻质高强材料。
[0008] 5)采用超细耐火材料作为原料，起降低烧成温度和提高烧成合格率的作用。由 于降低了粉体的粒度，可以在较低温度下形成莫来石，从而极大减少了发生过烧、变形的可 能，提商了制造的合格率。
[0009] 本发明所述耐火材料的重量百分比配比为：
[0010] 粘土质耐火熟料 30-48% 矾土 10-30% 蓝晶石 5-20% 氧化铝微粉 0-10%
[0011] 硅灰 2-10% 铝酸钙水泥 15-30% 高强石膏 0-6% 外加植物蛋白发泡剂 0. 1-0. 8% 外加柠檬酸 0.2-1.0% 外加三聚磷酸钠 0-0. 8% 外加建筑混凝土用第三代减水剂 0. 05-0. 2% 外加聚丙:1"希纤维 0. 1-0. 8% 外加水 50-70%
【权利要求】
1. 一种泡沫轻质耐火材料制品，其特征在于：所述制品的重量百分比的配方为： 粘土质耐火熟料 30-48% 矾土 10-30% 蓝晶石 5-20% 氧化铝微粉 0-10% 硅灰 2-10% 错酸興水泥 15-30% 高强石膏 0-6% 外加植物蛋白发泡剂 0. 1-0. 8% 外加柠檬酸 0. 2-1. 0% 外加三聚磷酸钠 0-0. 8% 外加建筑混凝土用第三代减水剂 0. 05-0. 2% 外加聚丙烯纤维 0.1-0.8% 外加水 50-70% 所述粘土质耐火熟料为市售商品，要求磨细至400目，所述矾土为市售商品，要求磨细 至400目，所述蓝晶石为市售商品，要求磨细至400目，所述氧化铝微粉为市售商品，要求其 d5(l< 5μπι，所述硅灰、铝酸钙水泥为市售商品，所述高强石膏为市售产品，所述植物蛋白为 茶皂素系或皂角苷系市售植物蛋白发泡剂，所述柠檬酸、三聚磷酸钠、建筑混凝土用第三代 减水剂、聚丙烯纤维均为市售同名产品。
2. -种生产权利要求1所述耐火材料制品的工艺，其特征为：按上述比例的植物发泡 剂加入成型设备的发泡筒，用1 : 20的水稀释，再吹入压缩空气制取泡沫；其次，按上述配 比称取剩余的原料，加入成型设备的拌料筒，后加剩余的水拌合成料浆；接着，将料浆和泡 沫分别压入管道，在管道中混合成为流态泡沫混凝土；然后，用将泡沫混凝土浆注入模具， 经养护、脱模、干燥、在1300-138(TC Χ4-8小时烧成后制成坯体；最后，将坯体切割成为具 有固定尺寸的耐火制品。
【文档编号】C04B38/02GK104098345SQ201410338642
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月12日 优先权日:2014年7月12日
【发明者】王杰曾, 赵洪亮, 刘锡俊, 王俊涛, 魏瀚, 徐如林, 周严敦, 胡建辉 申请人:瑞泰科技股份有限公司