一种高强抗结皮耐火浇注料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强抗结皮耐火浇注料及其制备方法，涉及耐火浇注料技术领域，解决了现有技术中耐火浇注料中添加有SiC，SiC氧化后产生的SiO2气体会使浇注料中形成部分气孔，影响浇注料的强度和体积密度的技术问题。本发明专利技术的高强抗结皮耐火浇注料，包括如下质量百分数的组分：废高铝电瓷50～80％，高铝矾土3～8％，碳化硅10～20％，α氧化铝微粉2～8％，硅微粉2～5％，铝酸盐水泥2～10％，复合防爆材料0.05～0.1％，外加剂0.2～0.5％，生物胶囊3～10％，其中，生物胶囊包括胶囊膜、芽孢杆菌和乳酸钙，芽孢杆菌和乳酸钙位于胶囊膜内并被胶囊膜包裹覆盖。相比于现有技术，本发明专利技术的高强抗结皮耐火浇注料使用生物胶囊后，可提升耐火浇注料的强度和体积密度。注料的强度和体积密度。

【技术实现步骤摘要】
一种高强抗结皮耐火浇注料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及耐火浇注料
，尤其涉及一种高强抗结皮耐火浇注料及其制备方法。

技术介绍

[0002]耐火浇注料是不定型耐火材料的主要品种，主要用于水泥料的生产，还应用于冶金工业窑炉、石油、化工、建材、电力、机械工业窑炉以及热工设备等。浇注料一般由耐火骨料、粉料、结合剂、外加剂、溶剂组成，耐火骨料的原材料一般为镁砂、石云石、珍珠岩、尖晶石等。耐火浇注料以浇注、震动或捣固的方法浇注成型，不需加热即可硬化，以施工方便、利用率高而广泛应用。
[0003]耐火浇注料在使用时，因R2O、SO3和氯化物等挥发性组分的循环富集易引起耐火浇注料的结皮，耐火浇注料的结皮脱落引发堵塞问题，严重影响着水泥窑窑口、窑门罩等部位工作衬的使用寿命。目前，为解决这些问题，普遍采用的方式是在水泥结合铝硅系耐火浇注料中添加适量的碳化硅，SiC氧化后产生SiO2气体，SiO2与材料中细的Al2O3反应在耐火材料表面形成釉面层，减轻水泥熟料的粘附与侵蚀，从而使得耐火材料具有抗结皮性，并可以提高耐火材料的抗热震性，这种浇注料即为高强抗结皮碳化硅浇注料。然而，SiC氧化后产生的SiO2气体会使浇注料中形成部分气孔，影响浇注料的强度和体积密度。
[0004]新材料为21世纪的重点发展领域，生物材料作为生命科学和材料科学的交叉学科，更是发展的重点。将生物材料应用到耐火浇注料中，提升耐火浇注料的强度和体积密度，可实现耐火材料的革新，具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提出一种高强抗结皮耐火浇注料及其制备方法，解决了现有技术中耐火浇注料中添加有SiC，SiC氧化后产生的SiO2气体会使浇注料中形成部分气孔，影响浇注料的强度和体积密度的技术问题。本专利技术优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]本专利技术的高强抗结皮耐火浇注料，包括如下质量百分数的组分：废高铝电瓷50～80％，高铝矾土3～8％，碳化硅10～20％，α氧化铝微粉2～8％，硅微粉2～5％，铝酸盐水泥2～10％，复合防爆材料0.05～0.1％，外加剂0.2～0.5％，生物胶囊3～10％，其中，所述生物胶囊包括胶囊膜、芽孢杆菌和乳酸钙，所述芽孢杆菌和所述乳酸钙位于所述胶囊膜内并被所述胶囊膜包裹覆盖；所述废高铝电瓷、所述高铝矾土、所述碳化硅、所述α氧化铝微粉、所述硅微粉、所述铝酸盐水泥、所述复合防爆材料、所述外加剂和所述生物胶囊的质量百分数之和为100％。
[0008]根据一个优选实施方式，所述生物胶囊中，所述胶囊膜的质量百分数为50～65％，所述芽孢杆菌的质量百分数为15～20％，所述乳酸钙的质量百分数为15～35％，并且所述
胶囊膜、所述芽孢杆菌和所述乳酸钙的质量百分数之和为100％。
[0009]根据一个优选实施方式，所述胶囊膜为活性硅酸盐
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脲醛树脂复合物，并且所述胶囊膜中，活性硅酸盐与脲醛树脂的质量比为10～15∶1～3。
[0010]根据一个优选实施方式，所述芽孢杆菌为苏云金芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌以及胶冻样芽孢杆菌中的一种或多种。
[0011]根据一个优选实施方式，所述芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌。
[0012]根据一个优选实施方式，所述废高铝电瓷的粒径不超过5mm，所述碳化硅的粒径不超过1mm。
[0013]根据一个优选实施方式，所述复合防爆材料为防爆纤维和金属铝粉中的一种或两种。
[0014]根据一个优选实施方式，所述外加剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、柠檬酸钠和聚羧酸减水剂中的一种或多种。
[0015]本专利技术中任一项技术方案所述的高强抗结皮耐火浇注料的制备方法，包括如下步骤：
[0016]制备生物胶囊；
[0017]将废高铝电瓷、高铝矾土、碳化硅、α氧化铝微粉、硅微粉、铝酸盐水泥、复合防爆材料和外加剂按配比进行预混合，搅拌均匀后再加入生物胶囊和重量为原料重量3～8％的水进行湿混，搅拌均匀得到耐火浇注料浆；
[0018]将所述耐火浇注料浆装模并在室温下放置8～24h，放置过程中，每隔1～2h向所述耐火浇注料浆表面喷洒正丁醇溶液；
[0019]待所述耐火浇注料浆完全硬化后脱模。
[0020]根据一个优选实施方式，制备所述生物胶囊包括如下步骤：
[0021]将活性硅酸盐、尿素和氯化铵溶解在水中，得到水相；
[0022]在水相中滴加混合了芽孢杆菌和乳酸钙的油相，乳化，形成O/W乳液；
[0023]加入甲醛，反应4～5h，制得所述生物胶囊。
[0024]本专利技术提供的高强抗结皮耐火浇注料及其制备方法至少具有如下有益技术效果：
[0025]本专利技术的高强抗结皮耐火浇注料，包括如下质量百分数的组分：废高铝电瓷50～80％，高铝矾土3～8％，碳化硅10～20％，α氧化铝微粉2～8％，硅微粉2～5％，铝酸盐水泥2～10％，复合防爆材料0.05～0.1％，外加剂0.2～0.5％，生物胶囊3～10％，生物胶囊包括胶囊膜、芽孢杆菌和乳酸钙，芽孢杆菌和乳酸钙位于胶囊膜内并被胶囊膜包裹覆盖，由于本专利技术的耐火浇注料具有碳化硅，碳化硅氧化后产生SiO2气体，一方面，SiO2气体与材料中的Al2O3反应在耐火材料表面形成釉面层，减轻水泥熟料的粘附与侵蚀，从而使得耐火材料具有抗结皮性，并可以提高耐火材料的抗热震性；另一方面，碳化硅氧化后产生的SiO2气体使得耐火浇注料形成大量的气孔，芽孢杆菌可在稳定封闭的环境中常年休眠，将芽孢杆菌和乳酸钙植入胶囊膜中，制备耐火浇注料过程中，将耐火浇注料浆在室温下放置8～24h，放置过程中，每隔1～2h向所述耐火浇注料浆表面喷洒正丁醇溶液，通过喷洒正丁醇溶液可打开胶囊膜，芽孢杆菌开始发芽、增殖并使用乳酸钙，芽孢杆菌通过代谢将钙和碳酸离子结合，形成碳酸钙，碳酸钙与耐火浇注料浆相容，将耐火浇注料浆中的气孔填实，形成致密结构，
从而可增强耐火浇注材料的强度和体积密度。
[0026]即本专利技术的高强抗结皮耐火浇注料及其制备方法，解决了现有技术中耐火浇注料中添加有SiC，SiC氧化后产生的SiO2气体会使浇注料中形成部分气孔，影响浇注料的强度和体积密度的技术问题。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。
[0028]本专利技术的高强抗结皮耐火浇注料，包括如下质量百分数的组分：废高铝电瓷50～80％，高铝矾土3～8％，碳化硅10～20％，α氧化铝微粉2～8％，硅微粉2～5％，铝酸盐水泥2～10％，复合防爆材料0.05～0.1％，外加剂0.2～0.5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强抗结皮耐火浇注料，其特征在于，包括如下质量百分数的组分：废高铝电瓷50～80％，高铝矾土3～8％，碳化硅10～20％，α氧化铝微粉2～8％，硅微粉2～5％，铝酸盐水泥2～10％，复合防爆材料0.05～0.1％，外加剂0.2～0.5％，生物胶囊3～10％，其中，所述生物胶囊包括胶囊膜、芽孢杆菌和乳酸钙，所述芽孢杆菌和所述乳酸钙位于所述胶囊膜内并被所述胶囊膜包裹覆盖；所述废高铝电瓷、所述高铝矾土、所述碳化硅、所述α氧化铝微粉、所述硅微粉、所述铝酸盐水泥、所述复合防爆材料、所述外加剂和所述生物胶囊的质量百分数之和为100％。2.根据权利要求1所述的高强抗结皮耐火浇注料，其特征在于，所述生物胶囊中，所述胶囊膜的质量百分数为50～65％，所述芽孢杆菌的质量百分数为15～20％，所述乳酸钙的质量百分数为15～35％，并且所述胶囊膜、所述芽孢杆菌和所述乳酸钙的质量百分数之和为100％。3.根据权利要求2所述的高强抗结皮耐火浇注料，其特征在于，所述胶囊膜为活性硅酸盐
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脲醛树脂复合物，并且所述胶囊膜中，活性硅酸盐与脲醛树脂的质量比为10～15∶1～3。4.根据权利要求2所述的高强抗结皮耐火浇注料，其特征在于，所述芽孢杆菌为苏云金芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌以及胶冻样芽孢杆菌中...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔娟，鲁志燕，黄波，郑杰，符耀钰，
申请(专利权)人：云南濮耐昆钢高温材料有限公司，
类型：发明
国别省市：