一种刚玉质微纳孔绝隔热耐火材料及其制备方法技术

本发明专利技术属耐火材料技术领域，具体涉及一种刚玉质微纳孔绝隔热耐火材料及其制备方法。该隔热耐火材料主要由基础料、添加料和水制成，制备过程绿色环保无污染，简单易控，材料主晶相为刚玉相，制品外观呈白色或淡黄色，气孔孔径分布在0.003～250μm间，平均孔径0.1～30μm，封闭的球状微纳米尺寸气孔结构保证了材料在较低体积密度、高强度下较佳的绝隔热性能。本发明专利技术通过调控各原料用量及工艺，使制得的耐火材料既满足了超低导热和轻量化的需求，还保证了较佳的力学性能。证了较佳的力学性能。证了较佳的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种刚玉质微纳孔绝隔热耐火材料及其制备方法


[0001]本专利技术属耐火材料
，具体涉及一种具有微纳米尺寸气孔结构、超低导热及体积密度、高气孔率、高强度并绿色可控制备的刚玉质微纳孔绝隔热耐火材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]高温工业是我国工业生产中的主要耗能产业，各类窑炉的热能利用率低是其能耗大的主要原因，若能按国家要求将平均热效率提高20％，可节约能源相当于2.2亿吨标煤。要提高工业窑炉的热效率，最重要的就是发展高效保温技术，采用先进隔热材料，加强窑体保温效果，减少散热损失。
[0003]目前，我国隔热材料虽在不断改进和完善，但仍然无法满足高温工业愈来愈苟刻的隔热环境与要求。现在窑炉用保温材料多采用耐火纤维制品或轻质隔热砖。耐火纤维的热性能虽然较好，但其对烧成气氛较敏感，易与还原和腐蚀性气体发生反应，使其失去良好的隔热性能；且其在高温环境中长期服役，组成颗粒易析晶且晶粒长大，引起应力集中，导致隔热层的粉化，缩短使用寿命；此外，陶瓷纤维还危害人体健康，欧盟已将其列为二级致癌物。
[0004]轻质隔热砖虽可克服耐火纤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种刚玉质微纳孔绝隔热耐火材料，其特征在于，所述刚玉质微纳孔绝隔热耐火材料由基础料、添加料和水制成；制品的化学组成中Al2O3的含量为75～99.9％，或者为85～99.9％，或者为90～99.9％，或者为98～99.9％，或者为98～99.9％，或者为99～99.9％；所述基础料由以下质量分数的组分组成：氧化铝质原料10～100％，铝硅质原料0～90％，和二氧化硅质原料0～20％，上述三种基础原料质量百分比之和为100％；所述添加料至少包括发泡组合物，使用或不使用添加剂；所述发泡料由发泡剂、无机固化剂、有机固化剂和泡孔调节剂组成，以基础料的质量为基准，发泡剂、无机固化剂、有机固化剂、泡孔调节剂的添加质量分别为0.01～10％、0.1～20％、0.1～2％、0.01～1％；使用添加剂时，所述添加剂选自分散剂、悬浮剂、烧结助剂、红外遮光剂中的一种或两种以上组合，以基础料的质量为基准，烧结助剂和红外遮光剂的添加质量均不大于10％；所述水的质量为基础料质量的20～200％或30～200％。2.根据权利要求1所述的刚玉质微纳孔绝隔热耐火材料，其特征在于，所述刚玉质微纳孔绝隔热耐火材料的平均孔径为0.1～30μm，总气孔率为30～92％，闭口型气孔率为15～65％，体积密度为0.3～2.0g/cm3，常温耐压强度为2～190MPa，常温热导率为0.03～0.18W/(m
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K)，350℃时的热导率为0.04～0.26W/(m
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K)，1100℃时的热导率为0.05～0.35W/(m
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K)。3.根据权利要求1所述的刚玉质微纳孔绝隔热耐火材料，其特征在于，所述氧化铝质原料为工业氧化铝、工业Al(OH)3、β
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Al2O3、γ
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Al2O3、δ
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Al2O3、χ
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Al2O3、κ
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Al2O3、ρ
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Al2O3、θ
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Al2O3、η
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Al2O3、α
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Al2O3、电熔刚玉、烧结刚玉、板状刚玉、氢氧化铝、勃姆石、水铝石、正丁醇铝、异丙醇铝、仲丁醇铝、六水合氯化铝、九水合硝酸铝中的一种或多种；所述氧化铝质原料中Al2O3的质量百分含量为65～99.9％；所述铝硅质原料为烧结莫来石、电熔莫来石、高岭土、铝矾土、铝硅系均质料、煤矸石、蓝晶石、红柱石、硅线石、叶蜡石、钾长石、钠长石、钙长石、钡长石、瓷石、碱石、云母、锂辉石、珍珠岩、蒙脱石、伊利石、埃洛石、迪开石、焦宝石、黏土、膨润土、广西白土、苏州土、木节土、粉煤灰、漂珠中的一种或多种；所述铝硅质原料中Al2O3的质量百分含量为18～90％，SiO2的质量百分含量为8～75％；所述二氧化硅质原料为α
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石英、β
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石英、α
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鳞石英、β
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鳞石英、α
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方石英、β
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方石英、脉石英、砂岩、石英岩、燧石、胶结硅石、河砂、海砂、白炭黑、硅藻土、硅微粉、稻壳、碳化稻壳、稻壳灰、正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷中的一种或多种；所述二氧化硅质原料中SiO2的质量百分含量为28～99％。4.根据权利要求1所述的刚玉质微纳孔绝隔热耐火材料，其特征在于，以基础料的质量为基准，分散剂的添加质量不大于1％，悬浮剂的添加质量均不大于10％；所述分散剂为聚羧酸类分散剂、聚羧酸醚分散剂、磺化蜜胺缩聚物、萘系分散剂、木质素磺酸盐类分散剂、氨基磺酸系分散剂、乙二胺四乙酸钠、三聚氰胺甲醛缩聚物、多聚磷酸钠、聚丙烯酸钠、柠檬酸钠、腐殖酸钠、磷酸钠、碳酸钠中的一种或多种；所述悬浮剂为膨润土、海泡石、凹凸棒、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、壳聚糖、韦兰胶、琼脂、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸胺、聚乙烯吡咯烷酮、干酪素、十六醇、蔗糖、糊精、微晶纤维素、纤维素纤维、纤维素纳米纤维、纤维素纳米晶、可溶性淀粉中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的刚玉质微纳孔绝隔热耐火材料，其特征在于，所述烧结助剂为ZnO、Fe2O3、V2O5、SiF4、AlF3、AlF3·
3H2O、MnO2、CuO、CuSO4、CaO、MgO、SrO、BaO、WO3、Er2O3、Cr2O3、La2O3、YbO、Y2O3、CeO2中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的刚玉质微纳孔绝隔热耐火材料，其特征在于，所述红外遮光剂为金红石、TiO2、TiC、K4TiO4、K2Ti6O
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭会师，李文凤，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：