本发明涉及耐高温抗磨材料技术领域，具体涉及一种耐高温抗磨胶泥及其制备方法和应用。
背景技术：
在电力、冶金、建材等行业中，通常要使用金属管道来输送高温粉体材料，工作时高温粉体材料会对金属管道的内壁进行高速冲刷，导致金属管道的内壁快速磨损，尤其是当所输送的粉体材料温度达到800℃以上时，更会加速金属管道的腐蚀和磨损，影响设备的正常运转，因此，需要定期对管道进行检修和更换，不但耽误正常生产，而且增加了管道的运行维护成本。现有技术中没有用于在金属管道内壁形成耐高温抗磨层的胶泥材料。
技术实现要素：
发明要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种耐高温抗磨胶泥，该耐高温抗磨胶泥可以直接涂覆在金属管道内壁上，固化后在金属管道的内壁形成耐高温的抗磨层，从而防止管道内输送的高温粉体直接冲刷金属管道、对金属管道内壁造成磨损，延长管道的使用寿命，降低管道的运行维护成本。
解决技术问题所采取的技术方案：一种耐高温抗磨胶泥，由以下a组分、b组分和c组分按照体积配比1:1:1组成；其中，a组分按照体积份数为：al2o3陶瓷砂1～2份、铸石砂1～2份、石英砂1～2份、锆石砂1～2份和辉石砂1～2份；b组分按照体积份数为：铝酸盐水泥0.2～0.5份和锆石粉1份；c组分为：磷酸二氢铝。
进一步地，所述耐高温抗磨胶泥由以下a组分、b组分和c组分按照体积配比1:1:1组成；其中，a组分按照体积份数为：al2o3陶瓷砂1份、铸石砂1份、石英砂1份、锆石砂1份和辉石砂1份；b组分按照体积份数为：铝酸盐水泥0.2份和锆石粉1份；c组分为：磷酸二氢铝。
进一步地，所述al2o3陶瓷砂的粒径为1～3mm。
进一步地，所述铸石砂的粒径为1～3mm。
进一步地，所述石英砂的粒径为1～2mm。
进一步地，所述锆石砂的粒径为1～3mm。
进一步地，所述辉石砂的粒径为1～3mm。
进一步地，所述锆石粉的粒径为180～220目。
上述耐高温抗磨胶泥的制备方法，具体如下：1）按照所述体积配比分别取al2o3陶瓷砂、铸石砂、石英砂、锆石砂和辉石砂，混合均匀，得a组分；2）按照所述体积配比分别取铝酸盐水泥和锆石粉，混合均匀，得b组分；3）按照所述体积配比，将a组分和b组分混合均匀，然后加入c组分，混合均匀得到耐高温抗磨胶泥。
上述耐高温抗磨胶泥的应用，在管道内壁固定金属挂网，将胶泥直接涂覆在管道内壁和金属挂网上，胶泥层的厚度为30～60mm，自然固化。
有益效果：本发明的耐高温抗磨胶泥，由于采用了特殊的复合砂料与锆石粉混合，再用铝酸盐水泥与磷酸二氢铝将各种成分粘结固化后形成耐高温抗磨材料的技术方案，使本发明的耐高温抗磨胶泥无需其它粘合剂就可以直接粘结在金属管道内壁上，固化后在金属管道的内壁形成耐高温的抗磨层，从而防止管道内输送的高温粉体直接冲刷金属管道、对金属管道内壁造成磨损，延长管道的使用寿命，降低管道的运行维护成本。且本发明的耐高温抗磨胶泥固化后具有张力性好、收缩性小、耐腐蚀的特点，胶泥固化后与金属管道粘结成一体，长期使用不会开裂、脱落，采用本发明的耐高温抗磨胶泥处理的高温输粉管道可以耐1200℃瞬间高温，可以长时间工作在1000℃环境下，使用寿命是与耐高温抗磨胶泥相同厚度的钢质管道的7～8倍，此外，本发明的耐高温抗磨胶泥还具有原料成本低、施工方便等优点。
具体实施方式
一种耐高温抗磨胶泥，由以下a组分、b组分和c组分按照体积配比1:1:1组成；其中，a组分按照体积份数为：al2o3陶瓷砂1～2份、铸石砂1～2份、石英砂1～2份、锆石砂1～2份和辉石砂1～2份；b组分按照体积份数为：铝酸盐水泥0.2～0.5份和锆石粉1份；c组分为：磷酸二氢铝。所述al2o3陶瓷砂的粒径为1～3mm；所述铸石砂的粒径为1～3mm；所述石英砂的粒径为1～2mm；所述锆石砂的粒径为1～3mm；所述辉石砂的粒径为1～3mm；所述锆石粉的粒径为180～220目。
作为优选，由以下a组分、b组分和c组分按照体积配比1:1:1组成；其中，a组分按照体积份数为：al2o3陶瓷砂1份、铸石砂1份、石英砂1份、锆石砂1份和辉石砂1份；b组分按照体积份数为：铝酸盐水泥0.2份和锆石粉1份；c组分为：磷酸二氢铝。
上述耐高温抗磨胶泥的制备方法：
1）按照所述体积配比分别取al2o3陶瓷砂、铸石砂、石英砂、锆石砂和辉石砂，混合均匀，得a组分；
2）按照所述体积配比分别取铝酸盐水泥和锆石粉，混合均匀，得b组分；
3）按照所述体积配比，将a组分和b组分混合均匀，然后加入c组分，混合均匀得到耐高温抗磨胶泥。
应用：施工时，先将金属挂网固定在金属管道的内壁，将胶泥直接涂覆在金属挂网和金属管道内壁上，胶泥层的厚度为30～60mm，涂覆后2～3小时后自然固化。胶泥可以承受1200℃的瞬间高温，可长期用于1000℃以下的输粉管道，使用寿命可达2-3年。
各种砂料的物理特点：
（1）al2o3陶瓷砂：该砂料具有极高的耐磨、耐腐蚀和耐温性能，摩氏硬度为9.0，熔点为2050℃。
（2）铸石砂：该砂料具有高耐磨、耐腐蚀性能，摩氏硬度为7～8，熔点为1250℃。
（3）石英砂：该砂料耐磨性好、耐腐性好，摩氏硬度为7.0，熔点为1200℃。
（4）锆石砂：该砂料耐磨性好、耐温性优，摩氏硬度为7.5～8，耐温性能1550℃以上。
（5）辉石砂：该砂料具有较高耐高温抗磨性能，摩氏硬度为6～7，熔点为1100℃。
砂料选择的好处：
（1）降低成本：
al2o3陶瓷砂和锆石砂价格高，而铸石砂、石英砂和辉石砂价格低，通过五种砂料的混合使用，可以控制成本。
（2）增加性能互补
al2o3陶瓷砂的耐磨性、耐温性极高，锆石砂耐温性能极高，而石英砂、铸石砂、辉石砂的耐磨性能优良，但耐温性能比al2o3陶瓷砂和锆石砂低很多，将它们结合使用，使胶泥在耐温性和耐磨性能方面综合互补，提高经济效益的同时增加了耐磨性和耐温性。
（3）填补了单一材料供应不足的难题
al2o3陶瓷砂、铸石砂和锆石砂原材料稀缺，加入石英砂和辉石砂可以一定程度上解决原材料稀缺问题。
（4）提高材料的耐腐蚀性
al2o3陶瓷砂、铸石砂和石英砂具有极高的耐腐蚀性，几种材料混合可综合提高胶泥的耐腐蚀性能。
综上所述，本发明的胶泥配方包括五种砂料，五种砂料之间性能互补，配合锆石粉填充砂料间的空隙，可以使胶泥的结构致密，进一步保证胶泥的耐温和耐磨性能，磷酸二氢铝具有耐高温粘和力优的特点，铝酸盐水泥是磷酸二氢铝的促进剂，与磷酸二氢铝反应将砂料粘结固化。本发明的胶泥可用于电力、水泥冶炼等粉尘管道，涂覆于管道内壁，可在1000℃温度下长期运行，最低使用寿命达2~3年。
实施例1一种耐高温抗磨胶泥及其制备方法和应用
（一）原料组成：一种耐高温耐磨胶泥，由以下a组分、b组分和c组分按照体积配比1:1:1组成；其中，a组分体积份数为：al2o3陶瓷砂1份、铸石砂1份、石英砂1份、锆石砂1份以及辉石砂1份；b组分体积份数为：铝酸盐水泥的0.2份以及锆石粉1份；c组分为：磷酸二氢铝。所述al2o3陶瓷砂的粒径为1～3mm；所述铸石砂的粒径为1～3mm；所述石英砂的粒径为1～2mm；所述锆石砂的粒径为1～3mm；所述辉石砂的粒径为1～3mm；所述锆石粉的粒径为180～220目。
（二）制备方法：
1）按照所述体积配比分别取al2o3陶瓷砂、铸石砂、石英砂、锆石砂和辉石砂，混合均匀，得a组分；
2）按照所述体积配比分别取铝酸盐水泥和锆石粉，混合均匀，得b组分；
3）按照所述体积配比，将a组分和b组分混合均匀，然后加入c组分，混合均匀得到耐高温抗磨胶泥。
（三）应用：先将金属挂网固定在金属管道的内壁，将胶泥直接涂覆在金属挂网和金属管道内壁上，胶泥层的厚度为45mm，涂覆后2~3小时后自然固化。
（四）性能情况见表1。
实施例2一种耐高温抗磨胶泥及其制备方法
（一）原料组成：耐高温耐磨胶泥，由以下a组分、b组分和c组分按照体积配比1:1:1组成；其中，a组分体积份数为：al2o3陶瓷砂1.5份、铸石砂1.5份、石英砂2份、锆石砂2份以及辉石砂2份；b组分体积份数为：铝酸盐水泥0.3份、锆石粉1份；c组分为：磷酸二氢铝。所述al2o3陶瓷砂的粒径为1～3mm；所述铸石砂的粒径为1～3mm；所述石英砂的粒径为1～2mm；所述锆石砂的粒径为1～3mm；所述辉石砂的粒径为1～3mm；所述锆石粉的粒径为180～220目。
（二）制备方法：
1）按照所述体积配比分别取al2o3陶瓷砂、铸石砂、石英砂、锆石砂和辉石砂，混合均匀，得a组分；
2）按照所述体积配比分别取铝酸盐水泥和锆石粉，混合均匀，得b组分；
3）按照所述体积配比，将a组分和b组分混合均匀，然后加入c组分，混合均匀得到耐高温抗磨胶泥。
（三）应用：先将金属挂网固定在金属管道的内壁，将胶泥直接涂覆在金属挂网和金属管道内壁上，胶泥层的厚度为30mm，涂覆后2~3小时后自然固化。
（四）性能情况见表1。
实施例3一种耐高温抗磨胶泥及其制备方法
（一）原料组成：耐高温耐磨胶泥，由以下a组分、b组分和c组分按照体积配比1:1:1组成；其中，a组分体积份数为：al2o3陶瓷砂2份、铸石砂2份、石英砂1.5份、锆石砂1.5份以及辉石砂1.5份；b组分体积份数为：铝酸盐水泥0.5份、锆石粉1份；c组分为：磷酸二氢铝。所述al2o3陶瓷砂的粒径为1～3mm；所述铸石砂的粒径为1～3mm；所述石英砂的粒径为1～2mm；所述锆石砂的粒径为1～3mm；所述辉石砂的粒径为1～3mm；所述锆石粉的粒径为180～220目。
（二）制备方法：
1）按照所述体积配比分别取al2o3陶瓷砂、铸石砂、石英砂、锆石砂和辉石砂，混合均匀，得a组分；
2）按照所述体积配比分别取铝酸盐水泥和锆石粉，混合均匀，得b组分；
3）按照所述体积配比，将a组分和b组分混合均匀，然后加入c组分，混合均匀得到耐高温抗磨胶泥。
（三）应用：先将金属挂网固定在金属管道的内壁，将胶泥直接涂覆在金属挂网和金属管道内壁上，胶泥层的厚度为60mm，涂覆后2~3小时后自然固化。
（四）性能情况见表1。
实施例1～3制备的胶泥性能情况如下表1所示，表中抗压强度和摩氏硬度数据为三次测量的平均值。从表1可以看出：采用实施例1～3的原料配比制备的胶泥在20～1000℃温度下均具有良好的耐压强度和耐磨性能，其中，采用实施例1的配方制备的胶泥在不同温度下的抗压强度和摩氏硬度均表现最优。
表1实施例1～3制备的胶泥性能情况
本发明的耐高温耐磨胶泥固化后，用合金磨片进行磨损试验，每分钟的磨耗量为5～7g/cm2。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。