一种以废弃莫来石匣钵为原料的浇注料及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种以废弃莫来石匣钵为原料的浇注料，按质量分数计，包括：废弃莫来石匣钵粗粉30～40％、废弃莫来石匣钵细粉20～30％、碳化硅粉末10～20％、有机金属盐10～20％、水性有机硅树脂1～10％及纤维素衍生物1～10％。本发明专利技术还公开了一种浇注料的生产方法，包括：将废弃莫来石匣钵进行机械破除粉碎，并筛分出莫来石粗粉和莫来石细粉；将莫来石粗粉、莫来石细粉、碳化硅粉末、有机金属盐及水性有机硅树脂加入搅拌机中进行混合，得到料浆；将料浆倒入成型模型中，边振动边浇注，脱模后得到莫来石碳化硅浇注料。本发明专利技术制备的莫来石碳化硅浇注料抗热震性能优异、耐高温、耐腐蚀、导热性能好、抗氧化能力高。

A kind of castable with waste mullite saggar as raw material and its production method

The invention discloses a castable with waste mullite sagger as raw material, which comprises: 30-40% of waste mullite sagger coarse powder, 20-30% of waste mullite sagger fine powder, 10-20% of silicon carbide powder, 10-20% of organic metal salt, 1-10% of waterborne silicone resin and 1-10% of cellulose derivative. The invention also discloses a production method of castable, which comprises the following steps: mechanical breaking and crushing the abandoned mullite saggar, screening and separating the mullite coarse powder and mullite fine powder; adding the mullite coarse powder, mullite fine powder, silicon carbide powder, organic metal salt and water-based organosilicon resin into the mixer for mixing to obtain the slurry; pouring the slurry into the molding model and vibrating at the same time After demoulding, mullite silicon carbide castable can be obtained. The mullite silicon carbide castable prepared by the invention has excellent thermal shock resistance, high temperature resistance, corrosion resistance, good thermal conductivity and high oxidation resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种以废弃莫来石匣钵为原料的浇注料及其生产方法
本专利技术涉及浇注料
，更具体地说，本专利技术涉及一种以废弃莫来石匣钵为原料的浇注料及其生产方法。
技术介绍
浇注料是一种在耐火物料中加入一定量的结合剂而制成的颗粒状和粉状材料的混合物。浇注料具有较高流动性，适用于以浇注方式成型的不定形耐火材料。同其他定形耐火材料相比，浇注料中结合剂和水分含量较高，流动性较好，不用烧结，使用方便，可根据使用条件对所用材质和结合剂加以选择，故而应用范围较广。该浇注料既可直接浇注成衬体使用，亦可以浇注或震实方法制成预制块使用。作为浇注料的一种，莫来石碳化硅浇注料是以莫来石和碳化硅为骨料和粉料外加一些结合剂所制备的耐火浇注料。该莫来石碳化硅浇注料具有比重大、机械强度高、抗磨损性能好的特点，要用做锅炉、高炉热风炉、加热炉、陶瓷窑炉等各种窑炉的内衬材料，但其抗热震性能稍差，严重影响了使用寿命。莫来石是A12O3-SiO2系中在标准大气压下从室温到高温唯一稳定的晶相，莫来石为斜方晶系，晶体中硅铝氧结构是由[SiO4]四面体连接成的双链，连接一条条双链的是六配位的铝离子。由于莫来石的结构为双链状排列，故它的晶体一般呈针状、柱状结构，在一些高铝质，特别是电熔莫来石中可形成密集交错的针状莫来石结晶网。性能：莫来石材料具有优越的性能：耐火度高、热震稳定性好、热膨胀系数低、高温抗蠕变性好、具有很高的耐磨性及耐剥落、耐侵蚀性等，其应用极其广泛。莫来石匣钵一般使用的原料是酸性材料，对酸性材料的侵蚀有良好的抵抗作用；耐碱性匣钵主要是在耐火材料中加入部分碱性氧化物或偏碱性的材料，使得此类匣钵对碱性材料有良好的抗侵蚀性，延长了匣钵的使用寿命。随着锂电池行业的迅猛发展，莫来石匣钵在锂电池正极材料合成中占据主导地位。由于合成锂电池正极材料所用原料在合成过程中会分解产生渗透力和反应活性强的氧化锂对耐高温匣钵进行侵蚀，另一方面，匣钵材料在高温后快速冷却，随着使用次数的增加，匣钵容易产生裂纹，匣钵的热震稳定受到破坏，耐高温匣钵的使用寿命会大大降低。与此同时，大量的废弃莫来石匣钵给环境和相关企业带来了巨大的压力。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供了一种抗热震性能优异、使用寿命长、耐高温、耐腐蚀、抗氧化能力高、导热性能好的莫来石碳化硅浇注料及其生产方法。为了实现上述目的，本专利技术公开了一种以废弃莫来石匣钵为原料的浇注料，按质量分数计，包括以下原料：废弃莫来石匣钵粗粉30～40％、废弃莫来石匣钵细粉20～30％、碳化硅粉末10～20％、有机金属盐10～20％、水性有机硅树脂1～10％及纤维素衍生物1～10％。优选地，本专利技术中，所述莫来石废弃匣钵粗粉的粒径为10～50mm，所述废弃莫来石匣钵细粉的粒径为0.01～0.1mm，所述碳化硅粉末的粒径为0.1～50μm。优选地，本专利技术中，所述有机金属盐为乙酰丙酮钾或异丙醇钾。优选地，本专利技术中，所述水性有机硅树脂为聚甲基硅树脂或聚乙基硅树脂。优选地，本专利技术中，所述纤维素衍生物为羧甲基纤维素或者羟丙基甲基纤维素。本专利技术还公开了一种以废弃莫来石匣钵为原料的浇注料的生产方法，包括以下步骤：步骤一、将废弃莫来石匣钵进行机械破除粉碎，并筛分出粒径为10～50mm的废弃莫来石匣钵粗粉和粒径为0.01～0.1mm的废弃莫来石匣钵细粉；步骤二、将废弃莫来石匣钵粗粉、废弃莫来石匣钵细粉、碳化硅粉末、有机金属盐、水性有机硅树脂及纤维素衍生物加入搅拌机中进行混合，得到料浆；步骤三、将成型模型放在振动台上，开动振动台，将所述料浆倒入所述成型模型中，边振动边浇注，脱模后得到莫来石碳化硅浇注料。本专利技术以废弃莫来石匣钵为原料，通过在莫来石粉末中添加碳化硅粉末，并引入微量的金属锂元素，形成的莫来石碳化硅浇注料在后期的高温热处理过程，金属钾与碳化硅的充分混合和完全反应，固化反应结束后，能够形成牢固的化学键，在被动氧化过程中，形成金属二氧化硅固溶体，降低二氧化硅的活度，明显提高了主被动氧化的转换温度，并有效降低了材料成本。本专利技术采用水性有机硅树脂作为粘结剂，其能够提供碳源和硅源，纤维素衍生物能够提供碳源，并调节碳硅的比例，在高温下，水性有机硅树脂和纤维素衍生物发生裂解并形成碳化硅，并经过蒸发和凝聚作用沉积到碳化硅粉末上，形成致密层，从而保证了碳化硅的密度，并降低了氧化概率。并且低聚硅烷和纤维素衍生物的加入提高了莫来石碳化硅浇注料的成型性，提高了莫来石碳化硅浇注料的密度和耐腐蚀性。本专利技术至少包括以下有益效果：1、本专利技术提供的浇注料以废弃莫来石匣钵为原料，采用科学的配料比例和级配制备的浇注料抗热震可达到30次以上，使用寿命长，同时解决了大量的废弃莫来石匣钵对环境的污染。2、本专利技术提供的莫来石碳化硅浇注料具有优异的耐高温、耐腐蚀性能，并降低了氧化概率，有效降低了成本，提高了浇注料的密度。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。实施例1本专利技术公开了一种以废弃莫来石匣钵为原料的浇注料，按质量分数计，包括：粒径为10mm的废弃莫来石匣钵粗粉40％、粒径为0.1mm的废弃莫来石匣钵细粉30％、粒径为50μm的碳化硅粉末10％、异丙醇钾10％、聚乙基硅树脂5％及羧甲基纤维素5％。上述以废弃莫来石匣钵为原料的浇注料的生产方法包括以下步骤：步骤一、将废弃莫来石匣钵进行机械破除粉碎，并筛分出废弃莫来石匣钵粗粉和废弃莫来石匣钵细粉；步骤二、将废弃莫来石匣钵粗粉、废弃莫来石匣钵细粉、碳化硅粉末、异丙醇钾、聚乙基硅树脂、羧甲基纤维素加入搅拌机中进行混合，得到料浆；步骤三、将成型模型放在振动台上，开动振动台，将所述料浆倒入所述成型模型中，边振动边浇注，脱模后得到莫来石碳化硅浇注料。制备的浇注料的密度为2.91g/cm3，在1500℃高温下仍具备优异的抗氧化性能和耐腐蚀性能。1500℃有氧环境下烧蚀率为0.015％，在腐蚀液中，腐蚀性失重为0.16mg/cm3，腐蚀液由体积百分浓度为10％HF与体积百分浓度为57％的HNO3按体积比10:1组成。实施例2本专利技术公开了一种以废弃莫来石匣钵为原料的浇注料，按质量分数计，包括：粒径为20mm的废弃莫来石匣钵粗粉30％、粒径为0.01mm的废弃莫来石匣钵细粉30％、粒径为50μm的碳化硅粉末20％、乙酰丙酮钾10％、聚甲基硅树脂5％及羟丙基甲基纤维素5％。上述以废弃莫来石匣钵为原料的浇注料的生产方法包括以下步骤：步骤一、将废弃莫来石匣钵进行机械破除粉碎，并筛本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以废弃莫来石匣钵为原料的浇注料，其特征在于，按质量分数计，包括以下原料：/n废弃莫来石匣钵粗粉30～40％、废弃莫来石匣钵细粉20～30％、碳化硅粉末10～20％、有机金属盐10～20％、水性有机硅树脂1～10％及纤维素衍生物1～10％。/n

【技术特征摘要】
1.一种以废弃莫来石匣钵为原料的浇注料，其特征在于，按质量分数计，包括以下原料：
废弃莫来石匣钵粗粉30～40％、废弃莫来石匣钵细粉20～30％、碳化硅粉末10～20％、有机金属盐10～20％、水性有机硅树脂1～10％及纤维素衍生物1～10％。


2.根据权利要求1所述的一种以废弃莫来石匣钵为原料的浇注料，其特征在于，所述废弃莫来石匣钵粗粉的粒径为10～50mm，所述废弃莫来石匣钵细粉的粒径为0.01～0.1mm，所述碳化硅粉末的粒径为0.1～50μm。


3.根据权利要求1所述的一种以废弃莫来石匣钵为原料的浇注料，其特征在于，所述有机金属盐为乙酰丙酮钾或异丙醇钾。


4.根据权利要求1所述的一种以废弃莫来石匣钵为原料的浇注料，其特征在于，所述水性有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘骏，刘振华，张海，
申请(专利权)人：湖南太子新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43