1.本发明涉及耐火浇注料的制备技术领域，尤其涉及一种镁碳质耐火浇注料的制备方法。
背景技术：
2.目前，镁碳质耐火材料主要以机压成型为主，镁质原料在树脂的结合下产生强度，这种方法会显著增加生产周期和生产成本。树脂结合剂的使用容易造成了环境的污染。因此急需寻找一种低成本且环境友好的工艺制备镁碳质耐火材料。
3.不定型耐火浇注料是目前耐火材料的发展趋势，可避免定型制品生产工作环境差，劳动密集性高。然而目前镁碳质耐火浇注料主要是通过碳质原料表面改性增大其分散性。但是，镁砂原料遇水会发生水化反应，造成性能的降低。
技术实现要素：
4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种镁碳质耐火浇注料的制备方法。该方法对镁砂原料进行疏水修饰，并通过复合减水剂的添加使疏水后镁砂和未表面改性的碳质原料分散在水中，配制流动性好，加水量低的浇注料。成功实现低成本制备体积密度大、显气孔率低、抗热震性好的镁碳质耐火浇注料。
5.本发明借助部分未疏水修饰的镁砂细粉水化产生强度进行浇注料的制备，同时通过对镁砂骨料和部分镁砂细进行表面疏水处理，使其在遇水后不发生水化，不影响其使用性能。此外，本发明在浇注料制备过程中使用双亲性表面活性剂，可使疏水的镁砂和石墨粉体在水系浇注料中实现均匀分散，有利于降低制品的显气孔率。
6.本发明提供了一种镁碳质耐火浇注料的制备方法，包括以下步骤：将镁砂骨料和部分镁砂细粉进行表面疏水修饰；将疏水修饰的镁砂骨料和细粉、未疏水修饰的镁砂细粉、碳源、抗氧化剂、复合减水剂、辅助结合剂进行搅拌配料，浇注成型，经烘烤制得镁碳质耐火浇注料。
7.这种镁碳质耐火浇注料的制备方法为：步骤一、将镁砂骨料和部分镁砂细粉进行表面疏水修饰；称取镁砂骨料和细粉65~95重量份数，置于含有2-9%的液态硅烷液体中5min后，经过滤后置于鼓风干燥箱中，在110℃下干燥24h；步骤二、步骤一得到的已疏水修饰的镁砂骨料和细粉，未疏水修饰的镁砂细粉1~15重量份数，碳源3~15份，抗氧化剂0~10份，复合减水剂0.02~1.5份，混匀后加入6~8份的自来水，搅拌均匀，倒入模具，经养护后在100℃下烘烤36h。
8.其中疏水修饰镁砂细粉占总镁砂细粉重量的10~80%，留有部分镁砂细粉不经过疏水修饰，这是因为不经过疏水修饰的镁砂细粉会发生水化，从而产生强度，浇注料就靠部分未疏水修饰的镁砂水化提供强度；其中镁砂骨料与疏水修饰镁砂细粉的重量比为5~9:1， 这样的比例，不仅能完全
保证不水化，而且还能保证最终产品的强度和其他的性能指标。
9.其中镁砂骨料的粒度大于1mm，镁砂细粉的粒度小于0.088mm。
10.所述的镁砂骨料和部分镁砂细粉的表面疏水修饰方法是将镁砂骨料和部分镁砂细粉浸渍于液态硅烷中，经过滤烘干后得到表面疏水的镁砂骨料和镁砂细粉；在镁砂骨料和镁砂细粉的表面包裹着致密的含si-ch4键的致密层，从而防止水的渗入，避免了水化；其中液态硅烷包括甲基二氯硅烷，二甲基二氯硅烷，聚二甲基硅氧烷，聚甲基苯基硅氧烷，乙基含氢聚硅氧烷等中的一种或多种。
11.所用的复合减水剂包括减水剂1和减水剂2。
12.减水剂1包括聚丙稀酸钠盐，二丙二醇甲醚，聚羧酸钠盐，二亚甲基—1，2—双(十二烷基二甲基溴化铵)一c12-2-12.2br-，二亚甲基—1，2—双(十四烷基二甲基溴化铵)一c14-2-14.2br-，n，n'—双月桂酰基乙二胺二丙烯酸钠，璜基琥珀酸双十三烷基脂钠，璜基琥珀酸双十八酰胺磺酸钠，亚甲基双萘磺酸钠的一种或多种。
13.减水剂1为双亲性表面活性剂，可使疏水的镁砂和石墨粉体在水系浇注料中实现均匀分散，有利于降低制品的显气孔率。
14.减水剂2包括三聚磷酸钠、六偏磷酸铵、fs20，fs10等中的一种或多种。
15.其中减水剂1与减水剂2的质量比为1：1~10。
16.其中碳源为鳞片石墨，炭黑，沥青等中的一种或多种。
17.其中抗氧化剂为碳化物、硼化物、氮化物或金属mg、al、合金元素等中的一种或多种。
18.本发明，通过对镁砂骨料和部分镁砂细粉进行表面疏水处理，避免发生水化反应，直接使用未经处理的碳源为原料，低成本制备体积密度大、显气孔率低、抗热震性好的镁碳质耐火材料。
19.本发明为不定形耐火材料，代替了镁碳质耐火材料机压成型，由于传统的镁质原料在树脂的结合下才能产生强度，树脂结合剂的使用容易造成了环境的污染。本发明完全不使用这种结合剂，通过把镁砂细粉分成两部分，一部分进行疏水处理，另一部分让其水化，从而增加整体的强度。此外，本发明在浇注料制备过程中使用双亲性表面活性剂，可使疏水的镁砂和石墨粉体在水系浇注料中实现均匀分散，有利于降低制品的显气孔率。
具体实施例
20.实施例1步骤一：称取85份的镁砂骨料和5份的镁砂细粉，置于含有5%的聚二甲基硅氧烷的正辛烷液体中5min后，经过滤后置于鼓风干燥箱中，在110℃下干燥24h。
21.步骤二：按重量称取90份已疏水修饰的镁砂骨料和细粉，5份镁砂细粉，碳化硅粉4份，0.5份的二丙二醇甲醚，0.5份的n，n'—双月桂酰基乙二胺二丙烯酸钠和0.5份的fs10混匀后加入7份的自来水，搅拌均匀，倒入模具。经养护后在100℃下烘烤36h。
22.实施例2步骤一：称取80份的镁砂骨料和8份的镁砂细粉，置于含有3%的乙基含氢聚硅氧烷的正戊烷液体中5min后，经过滤后置于鼓风干燥箱中，在110℃下干燥24h。
23.步骤二：按重量称取88份已疏水修饰的镁砂骨料和细粉，6份镁砂细粉，硅粉4份，1
份的璜基琥珀酸双十八酰胺磺酸钠，0.1份的璜基琥珀酸双十三烷基脂钠和0.4份的fs20混匀后加入6份的自来水，搅拌均匀，倒入模具。经养护后在110℃下烘烤24h。
24.实施例3步骤一：称取75份的镁砂骨料和10份的镁砂细粉，置于含有2%的聚甲基苯基硅氧烷的正戊烷液体中5min后，经过滤后置于鼓风干燥箱中，在110℃下干燥24h。
25.步骤二：按重量称取85份已疏水修饰的镁砂骨料和细粉，8份镁砂细粉，硅粉6份，0.2份的璜基琥珀酸双十八酰胺磺酸钠，0.8份的三聚磷酸钠混匀后加入8份的自来水，搅拌均匀，倒入模具。经养护后在200℃下烘烤10h。
26.实施例4步骤一：称取72份的镁砂骨料和11份的镁砂细粉，置于含有9%的聚二甲基硅氧烷的正辛烷液体中5min后，经过滤后置于鼓风干燥箱中，在110℃下干燥24h。
27.步骤二：按重量称取83份已疏水修饰的镁砂骨料和细粉，8份镁砂细粉，碳化硼粉8份，0.3份的聚羧酸钠盐，0.1份的亚甲基双萘磺酸钠和0.6份的六偏磷酸铵混匀后加入6份的自来水，搅拌均匀，倒入模具。经养护后在100℃下烘烤30h。
技术特征：
1.一种镁碳质耐火浇注料的制备方法，其特征在于：步骤一、将镁砂骨料和部分镁砂细粉进行表面疏水修饰；称取镁砂骨料和细粉65~95重量份数，置于含有2-9%的液态硅烷液体中5min后，经过滤后置于鼓风干燥箱中，在110℃下干燥24h；步骤二、步骤一得到的已疏水修饰的镁砂骨料和细粉，未疏水修饰的镁砂细粉1~15重量份数，碳源3~15份，抗氧化剂0~10份，复合减水剂0.02~1.5份，混匀后加入6~8份的自来水，搅拌均匀，倒入模具，经养护后在100℃下烘烤36h。2.按照权利要求书1所述的一种镁碳质耐火浇注料的制备方法，其特征在于：疏水修饰镁砂细粉占总镁砂细粉重量的10~80%。3.按照权利要求书2所述的一种镁碳质耐火浇注料的制备方法，其特征在于：镁砂骨料与疏水修饰镁砂细粉的重量比为5~9:1。4.按照权利要求书1所述的一种镁碳质耐火浇注料的制备方法，其特征在于：液态硅烷包括但不限于甲基二氯硅烷，二甲基二氯硅烷，聚二甲基硅氧烷，聚甲基苯基硅氧烷，乙基含氢聚硅氧烷等中的一种或多种。5.按照权利要求书1所述的一种镁碳质耐火浇注料的制备方法，其特征在于所用的抗氧化剂包括但不限于碳化物、硼化物、氮化物或金属mg、al、合金元素等中的一种或多种。6.按照权利要求书1所述的一种镁碳质耐火浇注料的制备方法，其特征在于：所用的复合减水剂包括减水剂1和减水剂2；减水剂1包括聚丙稀酸钠盐，二丙二醇甲醚，聚羧酸钠盐，二亚甲基—1，2—双(十二烷基二甲基溴化铵)一c12-2-12.2br-，二亚甲基—1，2—双(十四烷基二甲基溴化铵)一c14-2-14.2br-，n，n'—双月桂酰基乙二胺二丙烯酸钠，璜基琥珀酸双十三烷基脂钠，璜基琥珀酸双十八酰胺磺酸钠，亚甲基双萘磺酸钠的一种或多种；减水剂2包括三聚磷酸钠、六偏磷酸铵、fs20，fs10等中的一种或多种。7.按照权利要求书6所述的一种镁碳质耐火浇注料的制备方法，其特征在于：减水剂1与减水剂2的质量比为1：1~10。
技术总结
本发明涉及一种镁碳质耐火浇注料的制备方法，该方法首先对镁砂骨料和部分镁砂细粉进行表面疏水修饰，之后按照重量称取已疏水修饰的镁砂骨料和细粉65~95份，未疏水修饰的镁砂细粉1~15份，碳源3~15份，抗氧化剂0~10份，复合减水剂0.02~1.5份进行搅拌配料，浇注成型。通过对镁砂骨料和部分镁砂细粉进行表面疏水处理，避免发生水化反应，直接使用未经处理的碳源为原料，低成本制备体积密度大、显气孔率低、抗热震性好的镁碳质耐火材料。抗热震性好的镁碳质耐火材料。
技术研发人员：白宏宇 董宾宾 王黎 殷超凡 白帆 张龙龙
受保护的技术使用者：偃师中岳耐火材料有限公司
技术研发日：2022.06.24
技术公布日：2022/10/17