一种基于泡沫法快速制备低导热莫来石质隔热砖的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于泡沫法快速制备低导热莫来石质隔热砖的方法，以氧化铝细粉，刚玉细粉，膨胀剂，凝胶粉，黏土，莫来石粉和结合剂为原料，同时加入速凝剂、减水剂、结构支撑剂和的水辅料，进行混合，再加入泡沫剂混合均匀，最后煅烧而成。同时，本发明专利技术还公开了上述方法制备而成的低导热莫来石质隔热砖。本发明专利技术制备工艺简单、对环境无危害、生产成本低、生产周期短。所制备的高低导热莫来石质隔热砖具有隔热效果好、抗热震性能高、使用寿命长、使用范围广等优点。

A fast preparation method of low thermal conductivity mullite insulation brick based on foam method

The invention discloses a method for rapid preparation of low heat conduction mullite insulation brick based on foam method, with alumina fine powder, corundum fine powder, expansive agent, gel powder, clay, mullite powder and binder as raw material, and adding speed coagulant, water reducing agent, structural support agent and water supplement, and then mixing and adding foam. The mixture is mixed and then calcined. Meanwhile, the invention also discloses a low thermal conductivity mullite thermal insulation brick prepared by the above method. The invention has the advantages of simple preparation process, no harm to environment, low production cost and short production cycle. The high and low thermal conductivity mullite heat insulating brick has the advantages of good heat insulation effect, high thermal shock resistance, long service life and wide application range.

【技术实现步骤摘要】
一种基于泡沫法快速制备低导热莫来石质隔热砖的方法
本专利技术属于隔热耐火材料
，具体涉及一种基于泡沫法快速制备低导热莫来石质隔热砖的方法。
技术介绍
工业炉窑的节能一直是冶金、机械、化工等耗能大户亟需解决的重要问题，采用体导热系数更低的轻质隔热材料作炉衬是解决该问题的有效途径之一。轻质隔热材料主要是通过在材料内部造孔的方法来达到轻质、隔热的效果，而材料中气孔的形状及分布对产品的导热系数具有极大的影响。研究表明，材料中气孔率相同的情况下，气孔尺寸越小、闭气孔率越高，材料的隔热效果越好。目前隔热砖隔热耐火砖引入气孔的方式常见的有以下三种：一是燃尽物法，利用可燃物燃烧后在材料中留下气孔的方式来制备轻质隔热材料，如“一种粉煤灰轻质高温莫来石耐火砖（CN201310123039.8）的专利技术，该技术通过聚苯乙烯、锯末等燃尽物燃烧的方式来制备轻质隔热砖。该专利技术存在不足之处：（1）聚苯乙烯、锯末等的燃烧，对环境会造成危害；（2）聚苯乙烯、锯末等作为造孔剂，在原料中分散存在不均匀性，同时两者的尺寸均较大，形成的气孔多为贯通孔，难以用于制备超低导热的耐火材料。二是多孔材料法，该方法是利用天然多孔原料或通过人工制造的空心球为原料，与细粉、结合剂等混合均匀后，经成型、干燥、烧成后制备出轻质隔热材料，如“一种制备轻质高强氧化铝空心球陶瓷的制备方法”（CN200310122906.2）的专利技术，该技术以氧化铝空心球为骨料来制备轻质高强氧化铝陶瓷。但也存在如下缺点：（1）氧化铝空心球在制备过程中会消耗大量电能；(2)气孔孔径大、气孔率难以进一步降低，因而其隔热性能受到影响。三是泡沫法，以稳定性好、气泡尺寸小且均匀的泡沫为模板以达到造孔目的，从而制备隔热性能优越的耐火材料，如“一种高强氧化铝轻质隔热砖及其制备方法”（CN201310016464.7）的专利技术，该技术以不同粒径的氧化铝细粉为主要原料，采用加入泡沫剂的方式制备出强度高、隔热效果好的高纯氧化铝轻质砖。但该技术方案也存在两个问题：（1）采用微波干燥虽然能够快速干燥，但对于大尺寸样品容易造成样品开裂，同时批量化生产对干燥设备要求较高，导致生产成本大幅提高；（2）产品生坯强度极低，未经高温干燥，不便于搬运；（3）产品强度过高，其抗热震性差，不便于加工。随着对耐火材料隔热效果的要求越来越高，泡沫法因其制备的产品孔隙结构均匀，孔径更小、闭气孔率更高，具有极好的隔热效果，已成为制备隔热耐火材料一种热门方法。但目前泡沫法存在产品干燥周期长，干燥容易开裂，生坯强度低等问题，制约其大规模应用于隔热耐火材料的生产当中。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术目的在于针对现有技术的不足，提供一种工艺简单、对环境无危害、生产成本低、生产周期短的低导热莫来石质隔热耐火砖制备方法。本专利技术的另一目的在于提供用该方法制备的隔热效果好、抗热震性能高、使用寿命长、使用范围广的低导热莫来石质隔热耐火砖。技术方案：为了达到上述专利技术目的，本专利技术具体是这样来实现的：一种基于泡沫法快速制备低导热莫来石质隔热砖的方法，以10~25wt%的氧化铝细粉，10~25wt%的刚玉细粉，5~15wt%的膨胀剂，5~15wt%的凝胶粉，10~25wt%的黏土，10~25wt%的莫来石粉和5~15wt%的结合剂为原料，外加所述原料0.1~2wt%的速凝剂、0.1~0.5wt%的减水剂、0.1~1wt%结构支撑剂和20~35wt%的水，预混合3~5分钟，制得预混料；再向预混料中加入400~1000ml/kg的泡沫剂，混合均匀，浇注成型，在25~50℃养护1~5h后脱模，干燥，并于1250~1600℃的条件下烧成3~6小时，即可快速制备出低导热莫来石质隔热砖。其中，所述氧化铝细粉为工业氧化铝细粉、煅烧氧化铝细粉中的一种，其粒径为0.074mm~0.147mm。其中，所述刚玉细粉为板状刚玉、白刚玉和棕刚玉中的一种，其粒径为0.074mm~0.147mm。其中，所述膨胀剂为蓝晶石、红柱石和硅线石中的一种，蓝晶石、红柱石和硅线石的粒度为0.147mm~0.282mm。其中，所述的凝胶粉为铝凝胶粉、铝硅凝胶粉和硅凝胶粉中的一种，其粒径为5μm。其中，所述的粘土为高岭土、膨润土、活性白土中的一种，其氧化铝含量为30~40wt%.其中，所述莫来石粉为煅烧莫来石粉，其氧化铝含量于氧化硅含量之比为71.8：28.2。其中，所述的减水剂为聚羧酸类减水剂、无机盐类减水剂、磺酸系减水剂和萘系减水剂中的一种。其中，所述结构支撑剂为硅溶胶和铝溶胶中的一种。根据上述的任一基于泡沫法快速制备低导热莫来石质隔热砖的方法所制备的低导热莫来石质隔热砖。本专利技术基于泡沫法，在充分利用泡沫法制备产品具有隙结构均匀，孔径更小、闭气孔率更高等特点的基础上，通过合理、科学的原料配比，使得生产的产品可以广泛应用于工作温度在1000~1700℃的工业炉窑中；通过引进凝胶粉、黏土和结合剂，使得产品具有极好的生坯强度，便于搬运；通过引进莫来石粉，利用“晶种诱导”的方式，使得产品中莫来石转变更加容易、彻底，从而降低产品的烧成温度，起到节能作用；通过引进速凝剂，使得产品能够在较短的时间内脱模、干燥，极大了缩短了生产周期；通过引进结构支撑剂，使得产品在成型过程中结构更加均匀，极大了提高了产品的抗热震性能。有益效果：本专利技术与传统技术相比，制备工艺简单、对环境无危害、生产成本低、生产周期短。所制备的高低导热莫来石质隔热砖具有隔热效果好、抗热震性能高、使用寿命长、使用范围广等优点。本专利技术所制得的低导热莫来石质隔热砖的体积密度为0.5~1.1g/cm3，导热系数为0.12~0.36w/(m.K)，耐压强度达到2.00~6.0MPa，加热永久线变化为-0.1~-1.0%。具体实施方式实施例1：以10wt%的氧化铝细粉，25wt%的刚玉细粉，10wt%的膨胀剂，10wt%的凝胶粉，10wt%的黏土，25wt%的莫来石粉和10wt%的结合剂为原料，外加所述原料0.1wt%的速凝剂、0.1wt%的减水剂、0.1wt%结构支撑剂和20wt%的水，预混合3~5分钟，制得预混料；再向预混料中加入400~1000ml/kg的泡沫剂，混合均匀，浇注成型，在25~50℃养护1~5h后脱模，干燥，并于1250~1600℃的条件下烧成3~6小时，即可快速制备出低导热莫来石质隔热砖。其中，所述氧化铝细粉为工业氧化铝细粉、煅烧氧化铝细粉中的一种，其粒径为0.074mm~0.147mm；所述刚玉细粉为板状刚玉、白刚玉和棕刚玉中的一种，其粒径为0.074mm~0.14mm；所述膨胀剂为蓝晶石、红柱石和硅线石中的一种，蓝晶石、红柱石和硅线石的粒度为0.147mm~0.282mm；所述的凝胶粉为铝凝胶粉、铝硅凝胶粉和硅凝胶粉中的一种，其粒径为5μm；所述的粘土为高岭土、膨润土、活性白土中的一种，其氧化铝含量为30~40wt%；所述莫来石粉为煅烧莫来石粉，其氧化铝含量于氧化硅含量之比为71.8：28.2；所述的减水剂为聚羧酸类减水剂、无机盐类减水剂、磺酸系减水剂和萘系减水剂中的一种；所述结构支撑剂为硅溶胶和铝溶胶中的一种。实施例2：以15wt%的氧化铝细粉，20wt%的刚玉细粉，5wt%的膨胀剂，15wt%的凝胶粉，15wt%本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于泡沫法快速制备低导热莫来石质隔热砖的方法，其特征在于，以10~25wt%的氧化铝细粉，10~25wt%的刚玉细粉，5~15wt%的膨胀剂，5~15wt%的凝胶粉，10~25wt%的黏土，10~25wt%的莫来石粉和5~15wt%的结合剂为原料，外加所述原料0.1~2wt%的速凝剂、0.1~0.5wt%的减水剂、0.1~1wt%结构支撑剂和20~35wt%的水，预混合3~5分钟，制得预混料；再向预混料中加入400~1000ml/kg的泡沫剂，混合均匀，浇注成型，在25~50℃养护1~5h后脱模，干燥，并于1250~1600℃的条件下烧成3~6小时，即可快速制备出低导热莫来石质隔热砖。

【技术特征摘要】
1.一种基于泡沫法快速制备低导热莫来石质隔热砖的方法，其特征在于，以10~25wt%的氧化铝细粉，10~25wt%的刚玉细粉，5~15wt%的膨胀剂，5~15wt%的凝胶粉，10~25wt%的黏土，10~25wt%的莫来石粉和5~15wt%的结合剂为原料，外加所述原料0.1~2wt%的速凝剂、0.1~0.5wt%的减水剂、0.1~1wt%结构支撑剂和20~35wt%的水，预混合3~5分钟，制得预混料；再向预混料中加入400~1000ml/kg的泡沫剂，混合均匀，浇注成型，在25~50℃养护1~5h后脱模，干燥，并于1250~1600℃的条件下烧成3~6小时，即可快速制备出低导热莫来石质隔热砖。2.根据权利要求1所述的基于泡沫法快速制备低导热莫来石质隔热砖的方法，其特征在于，所述氧化铝细粉为工业氧化铝细粉、煅烧氧化铝细粉中的一种，其粒径为0.074mm~0.147mm。3.根据权利要求1所述的基于泡沫法快速制备低导热莫来石质隔热砖的方法，其特征在于，所述刚玉细粉为板状刚玉、白刚玉和棕刚玉中的一种，其粒径为0.074mm~0.147mm。4.根据权利要求1所述的基于泡沫法快速制备低...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖佳，殷波，黄柯柯，毛旭敏，张少伟，范昌龙，
申请(专利权)人：宜兴摩根热陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32