【技术实现步骤摘要】
本申请涉及耐火材料，更具体地说，它涉及一种高强度不定型耐火材料及其制备方法。
技术介绍
1、不定型耐火材料又称为散状耐火材料，它是由耐火骨料、粉料、结合剂以及外加剂按照一定比例混合而成，不定形状、不经烧制，呈松散状、浆状或泥膏状，可供直接使用的新型耐火材料，可以制成预制块使用或构成无接缝的整体构筑物。
2、由于不定型耐火材料的基本组成是粒状和粉状的耐火物料，为了使耐火物料结合成整体，就需要加入一定量的结合剂。不同结合剂的结合方式与结合机理不尽相同，对耐火材料的性能影响也各不相同，进而使耐火材料具备不同的性能和用途。
3、一般来说，按照结合剂在不定型耐火材料中的结合形式来分，可以分为粘着结合、凝聚结合、化学结合、水化结合、陶瓷结合这几种基本结合形式。这几种基本结合各有优劣点，有的是低温粘结性能好，有的是高温粘结性能好，但随着热工技术的不断发展，对不定型耐火材料的性能提出了更高的要求。例如对于粘结性能来讲，需要在低温和高温条件下都要具备较佳的粘结性能和力学性能，因此如何改善结合剂对不定型耐火材料高、低温的粘结性能是技术人员亟待解决的难题。
技术实现思路
1、为了进一步提升结合剂对不定型耐火材料高、低温的粘结性能，本申请提供一种高强度不定型耐火材料及其制备方法。
2、第一方面，本申请提供一种高强度不定型耐火材料的制备方法，采用如下的技术方案：
3、一种高强度不定型耐火材料的制备方法，包括如下步骤：
4、s1：按重量份计，取60-
5、s2：向反应釜内加入500g海藻酸钠、30g纳米二氧化硅、75g硼酸钠、1500g去离子水混合均匀，在40℃温度下混合20min制得中间液；
6、s3：继续向中间液内加入20g烷基酰胺、15g聚乙烯醇、5g氯化铝，升温至80℃继续搅拌1.5h，然后脱水至黏稠状后制得低温结合剂；
7、s4：向搅拌釜内加入150g氧化镁、100g刚玉粉、30g四丁基氢氧化磷、10g去离子水，在室温条件下混合30min制得高温结合剂；
8、s5：按质量比1:(0.05-0.1):(0.1-0.15)取基料、低温结合剂、高温结合剂配制即得。
9、通过采用上述技术方案，本申请采用高铝矾土、微硅粉、石英砂、氧化铝、氧化锆、碳化硅多种耐火骨料、粉体复配作为基料，具有较好的耐火隔热性能。并且在低温阶段采用低温结合剂，能够充分扩散、润湿基料的颗粒表面，固化过程中产生机械互锁效应和界面粘附作用，使基料组分粘聚为稳定的塑性体系。并且，低温结合剂中海藻酸钠与硼酸钠之间通过氢键构成长链状连接臂，同时纳米二氧化硅作为物理交联点分别与若干长链状连接臂结合，再加上烷基酰胺和聚乙烯醇的支化作用，最终构成杂化交联网络结构，在基料颗粒之间形成具有较高柔韧性和机械强度的粘附层，起到非常好的固化粘结作用，在低温阶段获得较好的力学性能。
10、在高温阶段，高温结合剂中的氧化镁、刚玉等组分具有较高的表面活性，分散后可以起到填充作用，有利于减水、改善流动相以及提高致密度，在中、高温环境下能够形成镁橄榄石、莫来石相等高熔点结合相，提升了在高温条件下的粘结效果。
11、本申请通过低温结合剂与高温结合剂复配使用，获得较佳的低温、高温粘结性能，力学性能优异，应用更加广泛。
12、优选的，所述步骤s1中，高铝矾土由平均粒径为2mm以下、2-5mm和5-10mm的高铝矾土级配组成。
13、进一步优选的，所述s1中，高铝矾土由平均粒径为2mm以下、2-5mm和5-10mm的高铝矾土按质量比3.5:2:1级配组成。
14、通过采用上述技术方案，优化和调整高铝矾土的粒径级配，获得更加稳定的粘结状态和耐火性能，整体综合性能更好。
15、优选的，所述步骤s3中，低温结合剂的粘度为10-20pa·s。
16、通过采用上述技术方案，试验和筛选低温粘合剂的粘度，使得低温粘合剂在基料中获得更好的扩散和润湿效果，提高粘附层的粘结效果。
17、优选的，所述步骤s3中，烷基酰胺为乙酰胺、n-甲基甲酰胺中的一种或多种。
18、进一步优选的，所述步骤s3中，烷基酰胺由乙酰胺、n-甲基甲酰胺按摩尔比1:2组成。
19、通过采用上述技术方案，优化和调整烷基酰胺的种类配比，调整长链连接臂的交联状态和空间分布形态，从而调控最终粘结层与基料整体的柔韧性和机械强度。
20、优选的，所述步骤s5中，是按质量比1:0.075:0.12取基料、低温结合剂、高温结合剂配制即得。
21、通过采用上述技术方案，进一步实验和筛选基料、低温结合剂和高温结合剂的组成配比，在温度梯度环境下构成稳定的多级粘结作用，使不定型耐火材料应用过程中获得更好的力学性能。
22、优选的，所述步骤s1中，基料的水分含量小于1％。
23、通过采用上述技术方案，控制基料的水分，有利于提升致密度，进一步改善不定型耐火材料固化后的力学性能。
24、优选的，所述步骤s2中，纳米二氧化硅的平均粒径为30nm。
25、通过采用上述技术方案，优化和调整纳米二氧化硅的平均粒径，进一步改善杂化交联网络结构的粘结效果，平衡粘附层的柔韧性和机械强度。
26、第二方面，本申请提供一种高强度不定型耐火材料，由上述的制备方法制得，可以用于高炉、回转窑、钢包等热工设备，具有非常好的低温和高温力学性能。
27、综上所述，本申请具有以下有益效果：
28、1、本申请采用多种活性组分的基料复配低温结合剂与高温结合剂使用，能够在低温阶段和高温阶段分别发挥粘附结合、化学结合、陶瓷结合、凝聚结合等多种复杂结合作用，使得不定型耐火材料在使用过程中获得较佳的低温和高温力学性能。
29、2、本申请优化和调整低温结合剂的粘度、烷基酰胺的种类组成，以及基料、低温结合剂与高温结合剂的配比，进一步提升粘结效果和力学性能。
30、3、采用本申请的制备方法制得的高强度不定型耐火材料，可以用于高炉、回转窑、钢包等热工设备，具有较佳的冷态和热态机械性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高强度不定型耐火材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高强度不定型耐火材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，高铝矾土由平均粒径为2mm以下、2-5mm和5-10mm的高铝矾土级配组成。
3.根据权利要求2所述的一种高强度不定型耐火材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，高铝矾土由平均粒径为2mm以下、2-5mm和5-10mm的高铝矾土按质量比3.5:2:1级配组成。
4.根据权利要求1所述的一种高强度不定型耐火材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，低温结合剂的粘度为10-20Pa·s。
5.根据权利要求1所述的一种高强度不定型耐火材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，烷基酰胺为乙酰胺、N-甲基甲酰胺中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一种高强度不定型耐火材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，烷基酰胺由乙酰胺、N-甲基甲酰胺按摩尔比1:2组成。
7.根据权利要求1所述的一种高强度不定型耐火材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中，是按
8.根据权利要求1所述的一种高强度不定型耐火材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，基料的水分含量小于1％。
9.根据权利要求1所述的一种高强度不定型耐火材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，纳米二氧化硅的平均粒径为30nm。
10.一种高强度不定型耐火材料，其特征在于，由权利要求1-9任一所述的制备方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种高强度不定型耐火材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高强度不定型耐火材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，高铝矾土由平均粒径为2mm以下、2-5mm和5-10mm的高铝矾土级配组成。
3.根据权利要求2所述的一种高强度不定型耐火材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，高铝矾土由平均粒径为2mm以下、2-5mm和5-10mm的高铝矾土按质量比3.5:2:1级配组成。
4.根据权利要求1所述的一种高强度不定型耐火材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，低温结合剂的粘度为10-20pa·s。
5.根据权利要求1所述的一种高强度不定型耐火材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，烷基酰胺为乙酰胺、n-甲基...
【专利技术属性】
技术研发人员：张经伟，张高岭，李文帅，张银星，闫超卫，
申请(专利权)人：巩义市振华炉料有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。