一种耐火浇注料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种耐火浇注料及其制备方法。按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的骨料50%～80%、粒度＜0.075mm的骨料0～40%、粒度＜0.075mm的粉体0～20%、结合剂0.1%～20%；外加占上述原料总重0.1%～10%的减水剂和5%～10%的水；所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物或/和铯基铝硅酸盐地聚物。本发明专利技术耐火浇注料抗新能源正极材料前驱体侵蚀性能好，具有优异的高温力学性能和热震稳定性，极大地提高了耐火材料下体的使用寿命，同时也能够有效避免煅烧过程新能源正极材料的污染，制备的新能源正极材料品质高，性能佳。性能佳。

【技术实现步骤摘要】
substitution on the thermal evolution and ceramics formation of potassium
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based geopolymer,Ceramics International 36(2010)2395
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2400”所报道制备方法制备。
[0011]第二方面，本专利技术提供了一种耐火浇注料，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的骨料50％～80％、粒度＜0.075mm的骨料0～40％、粒度＜0.075mm的粉体0～20％、结合剂0.1％～20％；外加占上述原料总重0.1％～10％的减水剂和5％～10％的水；所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物或/和铯基铝硅酸盐地聚物。
[0012]根据上述的耐火浇注料，优选地，所述骨料为莫来石、红柱石、蓝晶石、硅线石、焦宝石、煤矸石、镁铝尖晶石中的至少一种。更加优选地，所述骨料为莫来石。
[0013]根据上述的耐火浇注料，优选地，所述粉体为莫来石、红柱石、蓝晶石、硅线石、焦宝石、煤矸石、钾长石、碳酸钾、氢氧化钾、氧化硅微粉、镁铝尖晶石中的至少一种。更加优选地，所述粉体为莫来石。
[0014]根据上述的耐火浇注料，优选地，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的莫来石50％、粒度＜0.075mm的莫来石35％、结合剂15％；外加占上述原料总重0.2％的减水剂和6％的水；所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物或/和铯基铝硅酸盐地聚物。
[0015]根据上述的耐火浇注料，优选地，所述减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂或六偏磷酸钠。
[0016]根据上述的耐火浇注料，优选地，所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物。
[0017]第三方面，本专利技术提供了上述第二方面所述耐火浇注料在制备电池正极材料煅烧用耐火容器中的应用。
[0018]根据上述的应用，优选地，所述电池为新能源电池。更加优选地，所述新能源电池为锂电池、钠电池。
[0019]根据上述的应用，优选地，所述正极材料包括钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝类似物、普鲁士白类似物、聚阴离子化合物。更加优选地，所述锂电池的正极材料包括钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂；所述钠电池的正极材料包括层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝类似物、普鲁士白类似物、聚阴离子化合物。
[0020]根据上述的应用，优选地，所述耐火容器为耐火匣钵。
[0021]第四方面，本专利技术提供了一种上述第二方面所述耐火浇注料的制备方法，包括以下步骤：
[0022](1)将骨料、粉体、结合剂、减水剂混合均匀，得到混合料；
[0023](2)向步骤(1)制备的混合料中加水，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料；
[0024](3)步骤(2)制备的湿混浇注料经浇筑、养护、烘干处理后在1000℃～1300℃煅烧1h～6h，得到耐火浇注料制品。
[0025]第五方面，本专利技术提供了一种耐火匣钵，所述耐火匣钵由上述第二方面所述耐火浇注料制备而成。
[0026]根据上述的耐火匣钵，优选地，所述耐火匣钵为电池正极材料煅烧用耐火匣钵。
[0027]根据上述的耐火匣钵，优选地，所述电池为新能源电池。更加优选地，所述新能源电池为锂电池、钠电池。
[0028]根据上述的耐火匣钵，优选地，所述正极材料包括钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝类似物、普鲁士白类似物、聚阴离子化合物。更加优选地，所述锂电池的正极材料包括钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂；所述钠电池的正极材料包括层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝类似物、普鲁士白类似物、聚阴离子化合物。
[0029]上述耐候匣钵的制备方法为：将骨料、粉体、结合剂、减水剂混合均匀，得到混合料；向混合料中加水，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料；湿混浇注料经浇筑、养护、烘干处理后在1000℃～1300℃煅烧1h～6h，得到耐火匣钵。
[0030]与现有技术相比，本专利技术取得的积极有益效果如下：
[0031](1)钾基铝硅酸盐地聚物或/和铯基铝硅酸盐地聚物为具有三维网络结构的胶凝相K/Cs{
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(SiO2)z
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AlO2}n
·
wH2O材料，本专利技术以钾基铝硅酸盐地聚物或/和铯基铝硅酸盐地聚物作为制备耐火浇注料的结合剂时，钾基铝硅酸盐地聚物、铯基铝硅酸盐地聚物能均匀地胶粘在耐火原料颗粒的表面，起到包裹耐火原料颗粒的作用，能够避免耐火原料与新能源电池正极材料前驱体(如Ni5Co2Mn3(OH)2/Li2CO3；Ni8Co1Mn1(OH)2/LiOH；Na2CO3/MnO2)在高温煅烧下分解形成的碱金属氧化物金属氧化物接触，避免碱金属氧化物与耐火原料发生界面反应，减少煅烧过程中新能源正极材料前驱体对耐火材料的侵蚀；而且，包裹在耐火原料颗粒表面的钾基铝硅酸盐地聚物在耐火材料煅烧过程中能够形成具有高熔点的KAlSiO4相或KAlSi2O6相，铯基铝硅酸盐地聚物在耐火材料煅烧过程中能够形成具有高熔点的CsAlSiO4相或CsAlSi2O6相，这些高熔点物相可极大地提高耐火浇注料抗新能源电池正极材料前驱体侵蚀性能、高温力学性能和热震稳定性，极大地提高了耐火材料下体的使用寿命，同时也能够有效避免煅烧过程新能源正极材料的污染，制备的新能源正极材料品质高，性能佳。
[0032](2)与铝酸钙水泥、水合莫来石或氧化镁
‑
氧化硅复合粉为结合剂的浇注料相比，本专利技术以钠基铝硅酸盐地聚物、钾基铝硅酸盐地聚物或铯基铝硅酸盐地聚物作为结合剂制备的湿混浇筑料可在24小时内实现施工、养护和脱模，施工效率高；与现有先进行机械压制，再进行高温煅烧制备耐火匣钵相比，施工便捷，劳动强度低，能耗低，污染小，适用性高；而且，本专利技术制备湿混浇注料经养护、脱模后常温抗折强度为5.3～7.8MPa，耐压强度为11.1～15.9MPa，脱模强度高；而且，在1000～1300℃煅烧后，强度高，其抗折强度能达到11.2～23.4MP，耐压强度能达到21.4～44.1MPa，热震稳定性好(3次风冷后残余强度保持率70％～80％)。
附图说明
[0033]图1为本专利技术实施例1制备的匣钵耐火材料试样照片；
[0034]图2为为本专利技术实施例1制备的匣钵耐火材料试样的背散射电子显微图片。
具体实施方式
[0035]以下通过具体的实施例对本专利技术作进一步详细说明，但并不限制本专利技术的范围。
[0036]下列实施例中未注明具体条件的实验方法，均采用本
常规技术，或按照生产厂商所建议的条件；所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常
规产品。
[0037]为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本专利技术的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本专利技术的技术方案。
[0038]实施例1：
[0039]一种耐火浇注本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.地聚物在制备耐火浇注料中的应用，所述地聚物为钾基铝硅酸盐地聚物或/和铯基铝硅酸盐地聚物。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述耐火浇注料为电池正极材料煅烧用耐火浇注料。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述地聚物作为耐火浇注料的结合剂使用，所述电池为新能源电池。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述新能源电池为锂电池、钠电池；所述正极材料包括钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝类似物、普鲁士白类似物、聚阴离子化合物。5.一种耐火浇注料，其特征在于，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的骨料50%～80%、粒度＜0.075mm的骨料0～40%、粒度＜0.075mm的粉体0～20%、结合剂0.1%～20%；外加占上述原料总重0.1%～10%的减水剂和5%～10%的水；所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物或/和...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈留刚，张洪睿，李烨，张阳，李建伟，马炎，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：