1.本发明涉及耐磨耐热砂浆技术领域，尤其涉及一种快硬超高强耐磨低温涂抹料及其制备方法。
背景技术：
2.矿业和化工用旋风收尘器、输送料槽、管道弯头都受到颗粒物流的磨损甚至腐蚀；水泥厂的烟气出口、立磨出口、烘干机出口、空气斜槽和输气管道等都受到《＝300℃高浓度含尘气体或散状物料的磨蚀。为提高耐磨性，这些部位可使用磷酸盐、水泥、水泥-聚丙烯酸复合结合涂抹料。
3.磷酸盐结合涂抹料需要16h以上的养护才能硬化，还得经过450℃以上烘烤。如果烘烤温度低于400℃，磷酸盐结合材料可能吸潮、软化而损坏。水泥结合涂抹料需要24h以上的养护才能硬化，而且不能用于涂抹顶墙。如果用于顶部，涂抹料将变形垮落。水泥-聚丙烯酸复合结合涂抹料仅需要6-7小时养护即可产生足够强度，经24小时养护可产生几乎100％的强度，可在长期使用温度≤250℃，短期使用温度≤300℃的场合代替磷酸盐或水泥结合材料。
4.现有技术中，可以在水泥-聚丙烯酸复合结合涂抹料中添加重量百分比≤4％的钢纤维，添加钢纤维后，可以提高抗折强度达60％-120％如100℃干燥强度从8-10mpa提高到12-20mpa，提高耐压强度0-25％。但使用中，一方面因钢纤维缠结妨碍涂抹料的成型性，为了避免这个问题，往往需要将钢纤维的掺量降低至1-2％；另一方面钢纤维涂抹料往往在其结构薄弱部位如纤维少或取向垂直主应力处破坏。因而，现有的钢纤维增强的耐磨涂抹料难以胜任在矿山、水泥行业些设备高应力冲刷磨损区如涂抹在烘干机除尘用旋风筒内表面起保护作用。
技术实现要素：
5.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种快硬超高强耐磨低温涂抹料及其制备方法，该涂抹料适用于≤300℃，且需要高耐磨性、耐冲击性，同时要求耐腐蚀性的场合。
6.本发明提出的一种快硬超高强耐磨低温涂抹料，包括基料、有机结合剂和外加剂，所述基料按重量百分比计，包括下述原料：粒度为1.0-2.0mm的耐磨材料10-30％、粒度为0.088-1.0mm的耐磨材料25-35％、粒度≤0.088mm的耐磨材料10-18％、硅灰5-20％、铝酸钙水泥7-13％、钢纤维5-13％；所述钢纤维的长径比为30-100，直径为0.2-0.55mm。
7.优选地，所述钢纤维的材质为不锈钢或者表面镀铜的普通钢或普通钢，所述不锈钢的含铬量为11-18％且含镍量≤2％。
8.优选地，所述耐磨材料为氧化铝含量≥95wt％的棕刚玉、氧化铝含量≥80wt％的高铝矾土或者氧化铝含量≥50wt％的废高铝电瓷。
9.优选地，所述外加剂的重量为基料总重量的0.1-0.3％。
10.优选地，所述外加剂为分散剂，优选地，所述外加剂为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠或其组合。
11.优选地，所述有机结合剂的重量为基料总重量的6-10％。
12.优选地，所述有机结合剂按重量百分比计，包括下述原料：聚丙烯酸乳胶70-100％、水0-30％。
13.一种所述的快硬超高强耐磨低温涂抹料的制备方法，包括下述步骤：将基料、外加剂混合后，加入有机结合剂，经过拌合、成型、养护、干燥，即得。
14.本发明的技术原理如下：
15.固体以范德华键结合时结合能为7-20kj/mol；以氢键结合时结合能为30-50kj/mol；以化学键结合时结合能为500-1500kj/mol。水泥结合是依靠水泥与水反应减少液相体积，增加固相体积，并产生具有极大比表面积的细小水化粒子之间产生范德华力和氢键而形成的。在水泥结合体系中加入水溶性高分子化合物聚丙烯酸后，铝酸钙水泥水化产生的水合铝酸钙和氢氧化铝凝胶与加入的聚丙烯酸高分子发生反应形成聚丙烯酸盐，即二价钙离子和三价铝离子将线状聚丙烯酸高分子交联成三维网状大分子。因而，不仅可以快速产生牢固的结合，而且这种结合还有相当的温度稳定性，使所制材料可在≤300℃下长期使用。
16.在本发明中，加入的关键性原料聚丙烯酸与水泥水化物发生了重要作用，形成了网状聚丙烯酸结合物，而网状聚丙烯酸结合的耐磨原料如刚玉又由大量加入且均匀分散的钢纤维所增强，从而赋予了材料以往所不具备的性能。一方面由于水泥与聚丙烯酸反应形成聚丙烯酸钙铝网状结合物，可以快速产生强度并获得显气孔率接近零的致密基质；另一方面所添加钢纤维的掺加数量远超过以前，且被均匀分散在近似于二维的涂层中，且被致密基质紧紧结合，从而取得了远远超出预料的改善效果。
17.本发明的有益效果如下：
18.1、解决了在高纤维掺量下，钢纤维与骨料分离纤维互相缠结成大团卡死机器，使泥浆难以搅拌的问题。
19.2、本发明的涂抹料可以形成均匀的致密体，解决了在高纤维掺量下泥浆不能涂抹成型的问题。
20.3、纤维掺量可接近或达到13％(重量百分比)，涂抹料110℃干燥后的抗折强度从接近20mpa可达到甚至超过70mpa，提高幅度大约350％，解决了涂抹料抗折强度低下的问题。
21.本发明通过同时改变钢纤维尺寸和耐磨材料的颗粒级配，解决了现有钢纤维聚丙烯酸-水泥复合结合快硬耐磨涂抹料难以搅拌和成型的问题，成倍提高了钢纤维掺量(重量百分比从0-4％提高到5-13％)，进而成倍提高了涂抹料的抗折强度和耐压强度，大幅度缓解了涂抹料的脆性，解决了涂抹料受高流量、高硬度、高比重物料冲击或冲刷时快速磨损的问题，产品用于建材、矿山、化工等行业设备的高磨损区可以获得大幅度延长衬料寿命的使用效果，对提高这些设备的使用寿命，促进这些行业的技术进步具有重要作用。
具体实施方式
22.下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
23.实施例1
24.一种快硬超高强耐磨低温涂抹料，包括基料、有机结合剂和外加剂，所述基料按重量百分比计，包括下述原料：粒度为1.0-2.0mm、氧化铝含量≥88wt％的高铝矾土30％、粒度为0.088-1.0mm、氧化铝含量≥88wt％的高铝矾土30％、粒度≤0.088mm、氧化铝含量≥88wt％的高铝矾土18％、硅灰7％、铝酸钙水泥10％、钢纤维5％；外掺占基料总重量的0.15％的外加剂，外加剂为三聚磷酸钠；外掺占基料总重量的8％的有机结合剂，有机结合剂按重量百分比计，包括聚丙烯酸乳胶90％、水10％。
25.其中，钢纤维的材质为不锈钢，含铬量为18％且含镍量≤2％；钢纤维的长径比为90，直径为0.2mm。
26.其制备方法包括：
27.将基料、外加剂混合后，加入有机结合剂，经过拌合、成型、养护、干燥，即得。
28.上述涂抹料成型后20℃
×
7h抗折强度10.01mpa、耐压强度45.51mpa；110℃
×
24h抗折强度25.31mpa、耐压强度130.27mpa。
29.由上，在钢纤维掺量取低水平值5％，所制涂抹料的110℃
×
24h抗折强度为25.31mpa，与钢纤维掺量4％时相比强度性能虽有改善但提高不大。
30.实施例2
31.一种快硬超高强耐磨低温涂抹料，包括基料、有机结合剂和外加剂，所述基料按重量百分比计，包括下述原料：粒度为1.0-2.0mm、氧化铝含量≥95wt％的棕刚玉20％、粒度为0.088-1.0mm、氧化铝含量≥95wt％的棕刚玉28％、粒度≤0.088mm、氧化铝含量≥95wt％的棕刚玉18％、硅灰14％、铝酸钙水泥10％、钢纤维10％；外掺占基料总重量的0.25％的外加剂，外加剂为三聚磷酸钠；外掺占基料总重量的8.5％的有机结合剂，有机结合剂按重量百分比计，包括聚丙烯酸乳胶80％、水20％。
32.其中，钢纤维的材质为普通钢，钢纤维的长径比为45，直径为0.4mm。
33.其制备方法包括：
34.将基料、外加剂混合后，加入有机结合剂，经过拌合、成型、养护、干燥，即得。
35.上述涂抹料成型后20℃
×
7h抗折强度25.17mpa、耐压强度105.13mpa；110℃
×
24h抗折强度52.16mpa、耐压强度198.12mpa。
36.由上，在钢纤维掺量取中高水平值10％，所制涂抹料的110℃
×
24h抗折强度提高为52.16mpa。上述涂抹料用于水泥厂烘干机管道弯头、矿山旋风筒入口等高磨损部位获得良好效果。
37.实施例3
38.一种快硬超高强耐磨低温涂抹料，包括基料、有机结合剂和外加剂，所述基料按重量百分比计，包括下述原料：粒度为1.0-2.0mm、氧化铝含量≥95wt％的棕刚玉12％、粒度为0.088-1.0mm、氧化铝含量≥95wt％的棕刚玉34％、粒度≤0.088mm、氧化铝含量≥95wt％的棕刚玉11％、硅灰20％、铝酸钙水泥10％、钢纤维13％；外掺占基料总重量的0.25％的外加剂，外加剂为三聚磷酸钠；外掺占基料总重量的9.5％的有机结合剂，有机结合剂按重量百分比计，包括聚丙烯酸乳胶70％、水30％。
39.其中，钢纤维的材质为不锈钢，含铬量为13％且含镍量≤0.5％；钢纤维的长径比为37，直径为0.35mm。
40.其制备方法包括：
41.将基料、外加剂混合后，加入有机结合剂，经过拌合、成型、养护、干燥，即得。
42.上述涂抹料成型后20℃
×
7h抗折强度31.25mpa、耐压强度103.21mpa；110℃
×
24h抗折强度70.31mpa、耐压强度235.65mpa。
43.由上，在钢纤维掺量取高水平值13％时，所制涂抹料的110℃
×
24h抗折强度提高为70.31mpa，涂抹料用于烘干机管道弯头、矿山旋风除尘器入口等高磨损部位获得了优异效果。
44.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。