一种轻质隔热砖及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种轻质隔热砖及其制备方法。采用的技术方案为：以85～95wt％的瘠性料、5～15wt％的粘性料为原料进行混料，加所述原料37～41wt％的水磨制成颗粒呈球状的料浆；将所述原料0.5～1wt％的发泡剂发泡后制成粒径均匀的泡沫；将所述泡沫加入所述料浆搅拌均匀后，再加所述原料3～5wt％的结合剂，再次搅拌得到均质料浆；将所述均质料浆浇注到模具中形成生坯；将所述生坯进行养护，养护结束后脱模干燥，干燥后烧制成轻质隔热砖。本发明专利技术提供的轻质隔热砖的制备方法有效保证了泡沫的稳定性，制备的轻质隔热砖体积密度小、导热系数低。

【技术实现步骤摘要】
一种轻质隔热砖及其制备方法
本专利技术涉及轻质绝热材料
，具体涉及一种轻质隔热砖及其制备方法。
技术介绍
莫来石轻质隔热材料具有减少热量损失、降低热耗等优点，现已广泛应用于石油、化工、钢铁以及建筑等行业的热工设备的内衬中。国际上按其使用的温度从1260℃到1760℃划分了6个等级，每个等级对应的体积密度从0.6g/cm3到1.2g/cm3变化。在同一等级内，如果维持使用温度不变，减轻体积密度就可以降低内衬的重量，进而可减轻设备的载荷强度，节约材料消耗。同时体积密度降低，也能够降低材料的导热系数，进而减少热量损失，节约能耗。传统的轻质隔热砖多使用可燃物如锯末、聚乙烯球等作为填充剂，在烧制过程中，这些可燃物燃烧后变成气体从坯子中溢出使轻质隔热砖形成气孔，从而使轻质隔热砖具有较低的体积密度。但缺点是可燃物加入量过大时，干燥过程易产生裂纹，烧制过程也会造成过大的收缩使产品尺寸不易控制。采用泡沫法制备时可避免上述问题的产生，但在制备过程中，受料浆粒度形状各异及与泡沫接触时间过长的影响，泡沫的稳定性易被破坏，难以制备出体积密度小、导热系数低的轻质隔热砖。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的第一个目的在于本专利技术提供一种有效保证泡沫稳定性的轻质隔热砖制备方法。本专利技术的第二个目的在于提供一种用上述轻质隔热砖制备方法所制备的体积密度小、导热系数低的轻质隔热砖。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案实现的：以85～95wt％的瘠性料、5～15wt％的粘性料为原料进行混料，加所述原料37～41wt％的水磨制成颗粒呈球状的料浆；将所述原料0.5～1wt％的发泡剂发泡后制成粒径均匀的泡沫；将所述泡沫加入所述料浆搅拌均匀后，再加所述原料3～5wt％的结合剂，再次搅拌得到均质料浆；将所述均质料浆浇注到模具中形成生坯；将所述生坯进行养护，养护结束后脱模干燥，干燥后烧制成轻质隔热砖。瘠性料为经过预烧处理后没有烧失量的原料，由于瘠性料预先经过了高温处理，可减少坯体干燥时的收缩变形，降低烧制过程中因收缩过大产生应力而造成的开裂。瘠性料可由以下组分组成：煤矸石、蓝晶石、碳酸钙。粘性料为未经预烧处理具有可塑性的原料，加水后可与瘠性料混合形成可塑料浆，在外力作用下不会产生开裂。粘性料可选用苏州土、高岭土等粘土。轻质隔热砖制备过程中料浆会对泡沫的稳定性产生影响，若料浆颗粒形状各异，棱角分明，则与泡沫接触时为点面接触，易产生应力集中，这必然会刺伤泡沫，从而导致泡沫破裂，影响轻质隔热砖的质量。本专利技术按照配比将原料与水磨制成颗粒呈球状的料浆，由于料浆颗粒呈球状，表面光滑，在后续步骤中与泡沫接触时可以看作是两个圆球的面面接触，不会刺破泡沫，保证了泡沫的稳定性。可选地，原料加水后磨制时采用球磨机制备颗粒呈球状的料浆。在泡沫制备时，温度对泡沫的稳定性会产生影响。低温时泡沫呈现亚稳态，发泡倍数也变小；高温时，泡沫的液膜逐渐变薄至破裂，稳定性变差。泡沫的制备温度可控制在30℃以保证制成粒径均匀的泡沫。此外，按照配比将发泡剂制成泡沫后再加入料浆，减少了泡沫与料浆的接触时间，有利于保护泡沫的稳定性。结合剂的加入可促进料浆的硬化以保证轻质隔热砖的强度，结合剂可选用铝酸钙水泥。再次搅拌时间可控制在50～120s，浇注时间可控制在50～60s，通过控制再次搅拌时间和浇注时间，保证料浆流动性的同时，减少了料浆与泡沫的接触时间，料浆中泡沫的破裂率降低，进一步保证了泡沫的稳定性。通过采用上述技术方案，制备过程中保证了泡沫的稳定性，制备的轻质隔热砖的体积密度小、导热系数低，可显著减少应用设备内衬的重量、提高高温隔热效果。进一步地，混料前所述瘠性料预烧后经过研磨处理，粒度为200目。通过采用上述技术方案，混料前所述瘠性料先进行预烧，预烧温度可选用1200℃，预烧后再进行研磨处理，磨至粒度200目，可减少颗粒呈球状的料浆制备时间，仅需4～5h，进而提高了工作效率。进一步地，所述颗粒呈球状的料浆的粒度为500目。通过采用上述技术方案，限定颗粒呈球状的料浆的粒度，料浆粒度大小均匀，可进一步保证轻质隔热砖的体积密度和导热系数，提高产品质量。进一步地，所述发泡剂制成的所述泡沫的中位直径小于100μm。通过采用上述技术方案，限定泡沫自身的直径大小及分布，可进一步保证泡沫的稳定性，提高产品质量。进一步地，所述发泡剂包含以下组分的一种或多种组合：十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基醇酰胺、三乙醇胺、纤维素醚和淀粉醚。泡沫的稳定性也容易收到自身因素的影响，包括表面张力、溶液的粘度等。本专利技术选用的发泡剂包含以下组分的一种或多种组合：十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基醇酰胺、三乙醇胺、纤维素、淀粉醚。其中，十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基醇酰胺及三乙醇胺为离子型表面活性剂，可降低泡沫的表面张力，纤维素醚和淀粉醚共同作用可增加溶液的粘度。通过采用上述技术方案，优选发泡剂的组分，可进一步保证泡沫的稳定性，提高产品质量。进一步地，所述将所述泡沫加入所述料浆搅拌时，采用双轴卧式结构的搅拌机。通过采用上述技术方案，经发泡剂产生的泡沫直接加在料浆液面后，可通过双轴卧式结构搅拌机叶片将泡沫带进浆体。双轴卧式结构的搅拌机性能稳定、搅拌量大且搅拌效果好，可在满足低转速需求避免转速过高打碎泡沫的条件下，在短时间内取得均匀、较佳的搅拌效果，进而提高了工作效率。进一步地，所述搅拌机的叶片为弧形浆叶结构。通过采用上述技术方案，将搅拌机叶片设计成弧形浆叶结构可更好地翻动料浆，使泡沫在料浆中分布均匀，可进一步保障轻质隔热砖的质量。进一步地，所述将所述均质料浆浇注到模具中形成生坯时，采用定量计量装置精确控制所述均质料浆的浇注量。通过采用上述技术方案，均质料浆在浇注时，设置定量计量装置，避免了均质料浆量不足造成生坯尺寸不够或均质料浆太多延长浇注时间导致流动性下降以及降低泡沫的稳定性变差。优选地，定量计量装置选用安装有料位计的计量桶，可避免外部环境的干扰以保证均质料浆量的精确控制。进一步地，所述生坯养护时温度为30～40℃、相对湿度大于90％，养护时间为4h；所述生坯干燥时温度为100～110℃，干燥时间为24h；所述生坯烧制时温度为1300℃，保温时间为3h。通过采用上述技术方案，在养护过程中，将养护室的温度设定在30～40℃、相对湿度设定为大于90％，养护时间设定为4h，可满足结合剂的硬化条件，保证养护后的生坯强度。在干燥过程中，将生坯干燥温度设定为100～110℃，干燥时间设定为24h，可充分去除生坯中的水分，保证干燥后生坯的水分残留小于1％。在烧制过程中，将烧制温度设定在1300℃，保温时间设定为3h，可进一步保证烧制后轻质隔热砖的低导热系数。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术提供的轻质隔热砖的制备方法，根据泡沫的特性优选工艺参数和条件，分步控制，泡沫的稳定性得到了有效保证，所制备的轻质隔热砖具有体积密度小、导热系数低、隔热效果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻质隔热砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/na)以85～95wt％的瘠性料、5～15wt％的粘性料为原料进行混料，加所述原料37～41wt％的水磨制成颗粒呈球状的料浆；/nb)将所述原料0.5～1wt％的发泡剂发泡后制成粒径均匀的泡沫；/nc)将所述泡沫加入所述料浆搅拌均匀后，再加所述原料3～5wt％的结合剂，再次搅拌得到均质料浆；/nd)将所述均质料浆浇注到模具中形成生坯；/ne)将所述生坯进行养护，养护结束后脱模干燥，干燥后烧制成轻质隔热砖。/n

【技术特征摘要】
1.一种轻质隔热砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)以85～95wt％的瘠性料、5～15wt％的粘性料为原料进行混料，加所述原料37～41wt％的水磨制成颗粒呈球状的料浆；
b)将所述原料0.5～1wt％的发泡剂发泡后制成粒径均匀的泡沫；
c)将所述泡沫加入所述料浆搅拌均匀后，再加所述原料3～5wt％的结合剂，再次搅拌得到均质料浆；
d)将所述均质料浆浇注到模具中形成生坯；
e)将所述生坯进行养护，养护结束后脱模干燥，干燥后烧制成轻质隔热砖。


2.根据权利要求1所述的轻质隔热砖的制备方法，其特征在于，所述瘠性料预烧后经过研磨处理，粒度为200目。


3.根据权利要求1所述的轻质隔热砖的制备方法，其特征在于，所述颗粒呈球状的料浆的粒度为500目。


4.根据权利要求1所述的轻质隔热砖的制备方法，其特征在于，所述发泡剂制成的所述泡沫的中位直径小于100μm。


5.根据权利要求1所述的轻质隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立涛，
申请(专利权)人：北京诠道科技有限公司，山东诠道科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11