一种耐侵蚀轻量耐火喷涂料及其制备方法技术

本发明专利技术属于耐火材料技术领域，公开了一种耐侵蚀轻量耐火喷涂料及其制备方法。其制备方法包括以下步骤：步骤1，将六铝酸钙颗粒、镁铝尖晶石细粉、氧化铝纤维、木质素磺酸钙和铝酸钙水泥混合搅拌，得到预混料；步骤2，向预混料中加入硼砂搅拌，得到混合料；步骤3，向混合料中加入水搅拌，得到前驱体料；步骤4，向前驱体料中加入草酸钠搅拌，再加入水搅拌，得到耐侵蚀轻量耐火喷涂料。本发明专利技术制备工艺简单，制备的喷涂料易施工、烧结快、早期强度高，结合性能好，且兼具导热系数低和耐侵蚀的特点，广泛适用于碱性工作环境下高温工业窑炉的内衬材料。用于碱性工作环境下高温工业窑炉的内衬材料。

【技术实现步骤摘要】
一种耐侵蚀轻量耐火喷涂料及其制备方法


[0001]本专利技术属于耐火材料
，具体涉及一种耐侵蚀轻量耐火喷涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]耐火喷涂料是不定形耐火材料的重要组成部分，根据结合体系不同，可以分为干式喷涂料和湿式喷涂料，广泛应用于高温工业窑炉内衬的施工与修补等。不同于定形制品或预制件等，耐火喷涂料无预成型过程，主要依靠材料自身的结合体系形成“粘附”，在窑炉服役的高温条件下才能产生烧结强度，因此耐火喷涂料需要满足以下几项要求：
[0003](1)回弹率低。喷涂料通过喷射设备附着于高温窑炉的内衬，但部分仍会回弹掉落，降低耐火喷涂料的回弹率一直以来都是研究工作的重点。
[0004](2)烧结性能好。喷涂料不论充当内衬或修补材料，都需要能够快速烧结，而且与基体形成良好的烧结融合与整体性。
[0005](3)结合性能强。耐火喷涂料结合剂的选择需要根据主体材质而确定，良好的结合性能是喷涂料早期强度的重要保障。
[0006](4)抗剥落性优。喷涂料在高温窑炉服役过程中，由于结合剂的逸出易于产生孔隙或裂纹引发结构剥落。
[0007](5)兼具良好的隔热保温效果和耐侵蚀。喷涂料宜选择材质轻、比重小的主体材料，既能兼具良好的隔热效果，同时还可以降低材料自重，防止早期的回弹脱落，而隔热保温与耐侵蚀性存在一定的对立，喷涂料保持一定的孔隙率虽有利于隔热保温，但损害了其抗侵蚀能力。
[0008]专利CN115124367A公开了一种水泥窑用抗酸碱腐蚀喷涂料及其制备方法，通过添加超微粉料和造孔剂，使喷涂料具有密度大、开孔率相对较高的优点，保证其抗酸碱腐蚀性能，而且重量不会太大，不影响水泥窑的正常使用，但开孔对喷涂料的抗剥落性会产生显著的负面影响。专利CN101492305A公开了一种莫来石耐火喷涂料，以莫来石、纯铝酸钙水泥和硅灰等为原料，通过添加防爆剂形成连通气孔，达到快干防爆的目的，但连通气孔的形成会大幅降低喷涂料的耐侵蚀性能。可见，同时满足以上要求具有很大的难度。

技术实现思路

[0009]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种耐侵蚀轻量耐火喷涂料及其制备方法，制备工艺简单，制备的喷涂料易施工、烧结快、早期强度高，结合性能好，且兼具导热系数低和耐侵蚀的特点，广泛适用于碱性工作环境下高温工业窑炉的内衬材料。
[0010]为解决本专利技术所提出的技术问题，本专利技术提供一种耐侵蚀轻量耐火喷涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0011]步骤1，将六铝酸钙颗粒、镁铝尖晶石细粉、氧化铝纤维、木质素磺酸钙和铝酸钙水
泥混合搅拌，得到预混料；
[0012]步骤2，向预混料中加入硼砂搅拌，得到混合料；
[0013]步骤3，向混合料中加入水搅拌，得到前驱体料；
[0014]步骤4，向前驱体料中加入草酸钠搅拌，再加入水搅拌，得到耐侵蚀轻量耐火喷涂料。
[0015]上述方案中，所述六铝酸钙颗粒、镁铝尖晶石细粉、氧化铝纤维、木质素磺酸钙和铝酸钙水泥的质量比为100︰(25～30)︰(12～18)︰(0.5～1.5)︰(6～10)。
[0016]上述方案中，所述硼砂的添加量为预混料质量的2.5～4.5％。
[0017]上述方案中，所述草酸钠的添加量为前驱体料质量的0.5～1.5％。
[0018]上述方案中，步骤3中水的添加量为混合料质量的2～3％；步骤4的水的添加量为前驱体料质量的2～4％。
[0019]上述方案中，步骤1至步骤4中的搅拌速率为40～50r/min。
[0020]上述方案中，步骤1的搅拌时间为15～20min，步骤2的搅拌时间为5～6min，步骤3的搅拌时间为3～5min；步骤4中加入草酸钠后的搅拌时间为3～5min，加入水后的搅拌时间为2～3min。
[0021]上述方案中，所述六铝酸钙颗粒的粒度级配为，粒径0.1～0.3mm、粒径0.8～1mm、粒径1.3～1.5mm的颗粒质量比为100︰(15～30)︰(10～15)；所述六铝酸钙颗粒的CaO含量为8～10％，球形度为0.8～0.85。
[0022]上述方案中，所述镁铝尖晶石细粉的粒度为70～80μm，Al2O3含量为70～75％。
[0023]上述方案中，所述氧化铝纤维的Al2O3含量为80～90％，长度为1～4mm，直径为15～20μm。
[0024]上述方案中，所述木质素磺酸钙、铝酸钙水泥、硼砂、草酸钠均为工业纯。
[0025]本专利技术还提供一种耐侵蚀轻量耐火喷涂料，它是由上述方法制备得到的。
[0026]上述方案中，所述耐侵蚀轻量耐火喷涂料的回弹率为2～3％，110℃
×
12h干燥后体积密度为2.38～2.65g/cm3，110℃
×
12h干燥后常温耐压强度为40～45MPa，1400℃
×
3h烧后导热系数为1.6～1.8W/(m
·
K)，1400℃
×
1h高温抗折强度8.5～12.8MPa，1100℃
×
3h静态坩埚法抗渣性试验侵蚀指数为1.8～2.5％。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0028](1)本专利技术通过“分步添加”的手段，即先将瘠性料充分预混，然后再加入结合剂等并结合快速搅拌的工艺，一方面调节原料组分的硬化，增强各组分原料的充分接触，另一方面降低喷涂料泌水性，提高喷涂料的可塑性和结合力。
[0029](2)本专利技术以球形六铝酸钙颗粒为骨料，通过级配间断分布形成骨料空间架构，实现喷涂料的轻量化，且六铝酸钙导热系数低、镁铝尖晶石与六铝酸钙均具备良好的抗化学侵蚀性能，有效提高喷涂料的抗侵蚀能力。
[0030](3)本专利技术以铝酸钙水泥的水化产生良好的早期强度，并以氧化铝纤维为“桥接”，镶嵌于铝酸钙水泥水化产物的“碎片”结构之中起到衔接作用，同时有利于水分等气体的排出，降低喷涂料的回弹率，提高了喷涂料的施工性能。
[0031](4)本专利技术利用硼砂水解形成B(OH)4–
基团长链产生化学结合，提高喷涂料的结合性能；并且在高温服役条件下产生液相，通过硼酸铝等陶瓷相的原位形成，促进材料的快速
烧结与融合，有效提高了喷涂料的高温抗剥落性能。
[0032](5)本专利技术利用草酸钠的引入调节水泥的硬化速率，延长喷涂料的施工时间；此外，草酸钠在高温下与氧化铝纤维的溶蚀反应促进六铝酸钙球形料的连接，提高骨料
‑
基质的烧结结合强度，进一步提高喷料的抗侵蚀性能。
[0033]因此，本专利技术具有制备工艺简单的特点，制备的耐侵蚀轻量耐火喷涂料易施工、烧结快、早期强度高，结合性能好，且兼具导热系数低和耐侵蚀的特点，广泛适用于碱性工作环境下高温工业窑炉的内衬材料。
具体实施方式
[0034]为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐侵蚀轻量耐火喷涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将六铝酸钙颗粒、镁铝尖晶石细粉、氧化铝纤维、木质素磺酸钙和铝酸钙水泥混合搅拌，得到预混料；步骤2，向预混料中加入硼砂搅拌，得到混合料；步骤3，向混合料中加入水搅拌，得到前驱体料；步骤4，向前驱体料中加入草酸钠搅拌，再加入水搅拌，得到耐侵蚀轻量耐火喷涂料。2.根据权利要求1所述的耐侵蚀轻量耐火喷涂料的制备方法，其特征在于，所述六铝酸钙颗粒、镁铝尖晶石细粉、氧化铝纤维、木质素磺酸钙和铝酸钙水泥的质量比为100︰(25～30)︰(12～18)︰(0.5～1.5)︰(6～10)。3.根据权利要求1所述的耐侵蚀轻量耐火喷涂料的制备方法，其特征在于，所述硼砂的添加量为预混料质量的2.5～4.5％；所述草酸钠的添加量为前驱体料质量的0.5～1.5％。4.根据权利要求1所述的耐侵蚀轻量耐火喷涂料的制备方法，其特征在于，步骤3中水的添加量为混合料质量的2～3％；步骤4的水的添加量为前驱体料质量的2～4％。5.根据权利要求1所述的耐侵蚀轻量耐火喷涂料的制备方法，其特征在于，步骤1至步骤4中的搅拌速率为40～50r/min；步骤1的搅拌时间为15～20min，步骤2的搅拌时间为5～6min，步骤3的搅拌时间为3～5min；步骤4中加入草酸钠后的搅拌时间为3～5min，加入水后的搅拌时间为2～3min。6.根据权利要求1所述的耐侵蚀轻量耐火喷涂料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金凤，程水明，张忠，蔡玮，夏昌勇，
申请(专利权)人：中国一冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：