一种高强轻质喷涂料及制备方法与流程

本发明涉及耐火材料，特别涉及一种高强轻质喷涂料及其制备方法。

背景技术：

1、不定型耐火材料具有工艺流程短，生产周期短，能耗低成本低，适用范围广等优势，在耐火材料领域内广受关注，与定型耐火材料相比具有很高的比重。在日本等一些耐火材料先进的国家里，不定型耐火材料的产量远远超于定型耐火材料。如今，浇注料在冶金、电力、建材等工业领域的高温设备中广泛运用。而轻质喷涂料作为不定性耐火材料中的一种具有保温隔热效果材料，主要由轻质骨料、结合剂、细粉组成，其中轻质骨料和结合剂对轻质喷涂料性能起着决定性作用。骨料的选择又取决于材料的使用环境和使用温度。对于大多数结合剂而言一般选用水泥。轻质喷涂料与普通的轻质砖以及耐火材料纤维相比，普遍具有较高的强度、低体积密度和导热系数的特征。

2、常见的喷涂料有矾土基喷涂料，焦宝石基喷涂料，镁钙质喷涂料等。虽然矾土基喷涂料较焦宝石基喷涂料具有高的氧化铝含量、耐火度、耐磨性好以及较高的强度，但是矾土基喷涂料经过不同的温度处理后线收缩先减小，最终会产生膨胀，从而使其体积密度减小，常温抗折强度与耐压强度减小；镁钙质喷涂料由于mgo、cao容易出现水化现象，烘烤时在喷涂料表面会出现起皱和裂纹。莫来石具有良好的物理性能，且轻质莫来石作为骨料对降低喷涂料的体积密度具有很好的作用，因此常用于制备轻质喷涂料。莫来石晶体结构虽然强硬，但具有一定的脆性，易在弯曲和碰撞等情况下破裂，因此有效地提高莫来石喷涂料的强度具有十分重要的意义。

3、针对一种高强轻质涂料强度性能的提升技术人员展开了大量研究。

4、如“一种轻质隔热高强度莫来石材料及其制备方法”（cn202010049410.0），以多孔莫来石晶须框架为基体，在基体外表面覆盖结合有一层致密莫来石涂层。该材料在高气孔率的前提下实现轻质隔热高强度性能，但致密的涂层降低了材料的抗热振性能。

5、如“一种高强度、低反弹耐火喷涂料及其制备方法”（cn202010342258.5）以焦宝石、多孔莫来石等为原料，通过添加由多种铝酸盐水泥混合而成的复合结合剂来制成喷涂料，并采用卧式干法球磨机、行星搅拌机三步混合，来保证喷涂料的均匀性和活性高，从而增强了喷涂料的强度，降低了反弹率，但过多的水泥的加入会使喷涂料中cao的含量上升，从而影响喷涂料的高温性能。

6、又如“一种中温管道喷涂料”（cn201410045728.6），以微孔轻质莫来石，氧化铝空心球和焦宝石粉为主要原料，符合加入ceo2粉、氧化锆粉，大大提高了管道喷涂料的热稳定性强度，但ceo2具有毒性，会引起重金属污染，且过多的ceo2会促进裂纹的扩展、断裂，不利于提高喷涂料的热振性能。

7、总之，现有技术中的莫来石轻质喷涂料难以有效兼顾优异的高强度、低体积密度和低导热系数的特征。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高强轻质喷涂料及其制备方法，所制备的喷涂料具有体积密度小、导热系数低、高强度，能够很好的解决生产应用中带来的问题，且工艺简单，适合大规模工业化生产与应用

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本申请公开了一种高强轻质喷涂料的制备方法，具体包括如下步骤：

4、s1、将轻质莫来石颗粒与页岩陶粒进行干混，得到轻质骨料颗粒；

5、s2、取高岭土、纯铝酸钙水泥、ρ-al2o3粉、二氧化硅微粉混合均匀后，加入至步骤s1的轻质骨料颗粒中，得到中间料；

6、s3、取有机纤维加入至步骤s2的中间料中进行球磨，球磨后加入水混炼；混炼完成后制得所述高强轻质喷涂料；

7、所述高强轻质喷涂料的各成分用量如下：轻质莫来石颗粒35~45份、页岩陶粒20~25份、高岭土10~20份、纯铝酸钙水泥15~20份、ρ-al2o3粉5~10份、二氧化硅微粉5~7份、外加有机纤维1~3份，外加水5~10份。

8、作为优选，所述轻质莫来石颗粒的粒度为1mm~3mm；所述页岩陶粒的粒度为0.2mm~1mm。

9、作为优选，所述轻质莫来石颗粒中，粒度为1mm~2mm与粒度为2mm~3mm的比例7：3；所述页岩陶粒中，粒度为0.2~0.6mm与粒度为0.6mm~1mm的比例为3：7。

10、作为优选，所述轻质莫来石颗粒中al2o3的含量≥68.3%，颗粒的体积密度为1.4g/cm3。

11、作为优选，所述纯铝酸钙水泥中al2o3的含量≥68%。

12、作为优选，所述有机纤维为聚丙烯纤维，其长度为5~8mm；熔化温度≤150℃。

13、作为优选，步骤s3中球磨的时间为3~5min。

14、作为优选，混炼的时间为5~8min。

15、本发明还公开了一种高强轻质喷涂料，所述高强轻质喷涂料上述的一种高强轻质喷涂料的制备方法制备获得。

16、本发明的有益效果：

17、1、本发明中采用轻质莫来石颗粒和页岩陶粒作为不同的轻质骨料，确保了喷涂料低体积密度的性能。

18、2、轻质莫来石具有较高的耐火度，从而保证了喷涂料在高温环境下使用时不会出现过多的液相。此外，以轻质莫来石和页岩陶粒为主要原料，通过加入高岭土、二氧化硅粉、ρ-al2o3粉和有机纤维替代结合剂和附着剂，提高了喷涂料的附着性、粘结性与塑性，再通过水泥的凝结与硬化，较少了反弹率，从而提高了喷涂料的强度与抗热振性能。

19、3、二氧化硅粉和ρ-al2o3粉具有活性，在喷涂料中与有机纤维作用能够填充骨料之间的缝隙。此外，二氧化硅微粉与ρ-al2o3粉二者能够发生反应原位形成莫来石相，且二者生成的网状莫来石又能增加喷涂料的强度，从而使喷涂料的高温性能更加稳定，使用寿命更长。

20、4、上述高强轻质喷涂料中，通过添加有机纤维聚丙烯纤维作为防爆剂，加入的有机纤维为无序分布在喷涂料中，它们相互搭桥连接。喷涂料在加热烘烤时，这些有机纤维会收缩和燃烧掉，在喷涂料内部形成连通的网状毛细排气孔，提高了喷涂料的孔隙率。从而降低了喷涂料在烘烤处理时产生过大的内部蒸气压，达到快干防爆裂的作用。

21、5、高岭土具有较强的粘性和触变性，可以使喷涂料很好的稳定附着在所需的产品上。此外，相比于传统的浇注方式，本发明采用喷涂的施工方式进行施工，更加节省时间。

22、因此，本发明制备高强轻质喷涂料具有低体积密度和导热系数、高强度的性能，能满足长时间高强度的工作需求。且工艺简单，适合大规模工业化生产与应用。

23、本发明的特征及优点将通过实施例进行详细说明。

技术特征：

1.一种高强轻质喷涂料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种高强轻质喷涂料的制备方法，其特征在于：所述轻质莫来石颗粒的粒度为1mm~3mm；所述页岩陶粒的粒度为0.2mm~1mm。

3.如权利要求2所述的一种高强轻质喷涂料的制备方法，其特征在于：所述轻质莫来石颗粒中，粒度为1mm~2mm与粒度为2mm~3mm的比例7：3；所述页岩陶粒中，粒度为0.2~0.6mm与粒度为0.6mm~1mm的比例为3：7。

4.如权利要求1所述的一种高强轻质喷涂料的制备方法，其特征在于：所述轻质莫来石颗粒中al2o3的含量≥68.3%，颗粒的体积密度为1.4g/cm3。

5.如权利要求1所述的一种高强轻质喷涂料的制备方法，其特征在于：所述纯铝酸钙水泥中al2o3的含量≥68%。

6.如权利要求1所述的一种高强轻质喷涂料的制备方法，其特征在于：所述有机纤维为聚丙烯纤维，其长度为5~8mm；熔化温度≤150℃。

7.如权利要求1所述的一种高强轻质喷涂料的制备方法，其特征在于：步骤s3中球磨的时间为3~5min。

8.如权利要求1所述的一种高强轻质喷涂料的制备方法，其特征在于：混炼的时间为5~8min。

9.一种高强轻质喷涂料，其特征在于：所述高强轻质喷涂料由权利要求1~8所述的一种高强轻质喷涂料的制备方法制备获得。

技术总结
本发明公开了一种高强轻质喷涂料及其制备方法，具体包括如下步骤：将轻质莫来石颗粒与页岩陶粒进行干混，得到轻质骨料颗粒；取高岭土、纯铝酸钙水泥、ρ‑Al2O3粉、二氧化硅微粉混合均匀后，加入至轻质骨料颗粒中，得到中间料；取有机纤维加入至中间料中进行球磨，球磨后加入水混炼；混炼完成后制得所述高强轻质喷涂料；所述高强轻质喷涂料的各成分用量如下：轻质莫来石颗粒35~45份、页岩陶粒20~25份、高岭土10~20份、纯铝酸钙水泥15~20份、ρ‑Al2O3粉5~10份、二氧化硅微粉5~7份、外加有机纤维1~3份，外加水5~10份。本发明中采用轻质莫来石颗粒和页岩陶粒作为不同的轻质骨料，确保了喷涂料低体积密度的性能。

技术研发人员：朱国平,王立旺,邹永顺,朱玉萍,彭晶晶,李新明,方利华,陈意
受保护的技术使用者：浙江锦诚新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25