氧化镁轻质隔热保温砖的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种氧化镁轻质隔热保温砖的制备方法，属于保温砖技术领域。本发明专利技术所述的氧化镁轻质隔热保温砖的制备方法，以镁砂为主料，利用凝胶注模方法结合发泡工艺制得氧化镁轻质隔热保温砖。本发明专利技术制备的产品不仅具有优异的耐火度、抗侵蚀性，还具有较高的气孔率、较低的导热系数，具有优良的保温隔热性能。

【技术实现步骤摘要】
氧化镁轻质隔热保温砖的制备方法
本专利技术涉及一种氧化镁轻质隔热保温砖的制备方法，属于保温隔热材料

技术介绍
镁质耐火材料是一种重要的高级耐火材料，属于碱性耐火材料，一般具有较高的耐火度高，对碱性物质具有很好的抗侵蚀性，在炼钢炉、玻璃窑、水泥窑、有色金属冶炼炉和碱性耐火材料的煅烧等方面具有广泛的应用。现有技术在制备镁质耐火材料时，一般采用干压工艺生产，不能实现较高的气孔率，想要达到轻质隔热的功能很困难；有的使用泥浆浇注工艺，但是采用泥浆浇注制得的产品的性能并不理想，存在着体积密度高、导热系数高、产品干燥收缩率高、成型合格率低等难点。CN104402456A公开了一种自发泡注模凝胶成型多孔陶瓷的方法，其通过配制含有柠檬酸、乳酸、乙酸等弱酸性水基料浆A和含有碳酸氢铵、碳酸钙、碳酸镁等碳酸盐水基料浆B，经过球磨配置得到A、B两组分水基悬浮料浆；料浆经除气过程，加入引发剂、催化剂过程，加入表面活性剂过程之后，将组分A、B在减半的情况下进行混合发泡，两者发生化学反应生成不阻凝的CO2泡沫料浆，将泡沫料浆浇入非吸水模具中，凝胶固化后形成多孔凝胶坯体；坯体经过脱模、干燥、烧结等工艺过程得到多孔陶瓷。该专利技术操作简便，简单实用，适合制备孔径尺寸分布在200～5000μm范围内的多孔陶瓷材料。该专利中利用酸碱中和的原理，生成大量的二氧化碳气体，然后形成小气泡，进而形成多孔陶瓷。但在氧化镁保温砖领域并不适用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种氧化镁轻质隔热保温砖的制备方法，其制备的产品不仅具有优异的耐火度、抗侵蚀性，还具有较高的气孔率、较低的导热系数，具有优良的保温隔热性能。本专利技术所述的氧化镁轻质隔热保温砖的制备方法，以镁砂为主料，利用凝胶注模方法结合发泡工艺制得氧化镁轻质隔热保温砖。优选的，镁砂为电熔镁砂或烧结镁砂。镁砂的粒度配比如下：其中，D1、D2、D3、D4分别代表镁砂的粒径。通过对镁砂进行颗粒级配调整，符合紧密堆积原理，减少成型时的层裂风险，提高成型合格率。原料配比以质量百分含量计量如下：镁砂70-99％，辅料1-30％。优选的，辅料为1000目-2000目的工业煅烧氧化铝或铝矾土。所述的氧化镁轻质隔热保温砖的制备方法，包括以下步骤：(1)按照质量百分比配料，将1mm≤D1≤2mm、75μm≤D2＜1mm、10μm≤D3＜75μm、1μm≤D4＜10mm的镁砂以及辅料在混料机中搅拌混合10-60分钟；(2)向步骤(1)所得的混合料中加入40-70％的水、4-10％的丙烯酰胺、0.5-3％的交联剂、0.1-1％的分散剂，继续搅拌混合30-40分钟；(3)向步骤(2)所得的混合料中加入0.05-0.2％的发泡剂，搅拌发泡10-30分钟，得到发泡料浆；(4)向步骤(3)所得的发泡料浆中加入0.2-2％的引发剂、0.02-0.1％的催化剂、0.05-0.2％的硅酸钠，搅拌1-3分钟；(5)将步骤(4)所得的料浆注入模具中，并放入到50-70℃的加热室中保温固化1-3小时，然后脱模并升温至60-90℃干燥24-72小时；(6)进入电炉烧成，升温速度为30-50℃/h，并在1400-1480℃保温2-5小时。上述所用的水、有机单体、引发剂等的用量是以步骤(1)镁砂和辅料混合后的总质量为基准。优选的，交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺。优选的，分散剂为D3021。优选的，引发剂为过硫酸铵；催化剂为三乙醇胺；发泡剂为十二烷基苯磺酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。所述的三乙醇胺不仅起到催化剂的作用，还能起到调节pH的作用。在步骤(3)中加入了硅酸钠，其中的钠在低温下即可发生熔融，形成液态物质，增加产品的流动性，而其中的硅不发生反应，使得烧结后的产品形成封闭式气孔，提高隔热性能。现有技术在制备镁质耐火材料时，想要轻质的产品很困难，一般采用干压工艺生产，不能实现较高的气孔率，想要达到轻质隔热的功能很困难；也有使用泥浆浇注工艺的，但是采用泥浆浇注制得的产品的性能并不理想，存在着体积密度高、导热系数高、产品干燥收缩率高、成型合格率低等难点。而本专利技术采用凝胶注模方法结合发泡工艺，在制备氧化镁轻质隔热保温砖时，只需要在常温下加入原料，发泡时在压力的作用下料浆充满模具的各边和各角，使得产品的成型尺寸完整；简单加热后液体发生聚凝反应而固化，固化后的坯体具有较高的强度，尺寸稳定、合格率高、还可以进行切割成所需要的形状；同时由于采用了发泡工艺，气孔率增加、体积密度降低，产品的导热系数降低，增强了产品的保温隔热性能。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术所用的原料为常规原料，来源广；(2)本专利技术采用凝胶注模方法结合发泡工艺，在制备氧化镁轻质隔热保温砖时，只需要在常温下加入原料，简单加热后液体容易发生固化，使得坯体的强度提高，气孔率增加；(3)本专利技术制备的产品体积密度为0.6-0.75g/cm3，室温耐压强度为5.6-6.5MPa，0.1MPa荷重软化开始温度为1400-1420℃，导热系数为0.20-0.30W/(m.k)；(4)本专利技术简单易行，利于工业化生产，具有显著的经济效益。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但其并不限制本专利技术的实施。实施例1一种氧化镁轻质隔热保温砖的制备方法，包括以下步骤：(1)按照质量百分比配料，将1mm≤D1≤2mm15％、75μm≤D2＜1mm30％、10μm≤D3＜75μm35％、1μm≤D4＜10mm20％的镁砂以及5μm氧化铝在混料机中搅拌混合10-60分钟；镁砂以及氧化铝的质量比值为94：6；(2)向步骤(1)所得的混合料中加入60％的水、7.5％的丙烯酰胺、1.2％的N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、0.2％的D3021分散剂，继续搅拌混合30分钟；(3)向步骤(2)所得的混合料中加入0.2％的十二烷基苯磺酸钠，搅拌发泡10分钟，得到发泡料浆；(4)向步骤(3)所得的发泡料浆中加入0.5％的过硫酸铵、0.04％的三乙醇胺、0.05％的硅酸钠，搅拌发泡1分钟；(5)将步骤(4)所得的料浆注入模具中，并立即放入到60℃的加热室中保温固化2小时，然后脱模并升温至80℃干燥48小时；(6)进入电炉烧成，升温速度为50℃/h，并在1480℃保温3小时。上述所用的水、有机单体、引发剂等的用量是以步骤(1)镁砂和辅料混合后的总质量为基准。制得的氧化镁轻质隔热保温砖物理性能如下：体积密度0.6g/cm3；室温耐压强度5.8MPa；0.1MPa荷重软化开始温度1400℃；导热系数0.22W/(m.k)。实施例2一种氧化镁轻质隔热保温砖的制备方法，包括以下步骤：(1)按照质量百分比配料，将1mm≤D1≤2mm30％本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化镁轻质隔热保温砖的制备方法，其特征在于：以镁砂为主料，利用凝胶注模方法结合发泡工艺制得氧化镁轻质隔热保温砖。/n

【技术特征摘要】
1.一种氧化镁轻质隔热保温砖的制备方法，其特征在于：以镁砂为主料，利用凝胶注模方法结合发泡工艺制得氧化镁轻质隔热保温砖。


2.根据权利要求1所述的氧化镁轻质隔热保温砖的制备方法，其特征在于：镁砂为电熔镁砂或烧结镁砂。


3.根据权利要求1所述的氧化镁轻质隔热保温砖的制备方法，其特征在于：镁砂的粒度配比如下：



其中，D1、D2、D3、D4分别代表镁砂的粒径。


4.根据权利要求1所述的氧化镁轻质隔热保温砖的制备方法，其特征在于：原料配比以质量百分含量计量如下：镁砂70-99％，辅料1-30％。


5.根据权利要求4所述的氧化镁轻质隔热保温砖的制备方法，其特征在于：辅料为氧化铝或铝矾土。


6.根据权利要求1所述的氧化镁轻质隔热保温砖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按照质量百分比配料，将1mm≤D1≤2mm、75μm≤D2＜1mm、10μm≤D3＜75μm、1μm≤D4＜10mm的镁砂以及辅料在混料机中搅拌混合10-60...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昂，王海啸，韩伟，向帅，
申请(专利权)人：山东嘉腾实业有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37