用于生产耐火材料的制品制造技术

一种用于生产耐火材料的制品，特征在于其包含一种或多种粒状耐火成分和一种或多种粘合剂，其中所述粒状耐火成分的平均粒径＞０．３μｍ和所述粘合剂选自：０．０５－５０重量％平均粒径为１０ｎｍ－０．３μｍ的选自由氧化铝、二氧化钛、二氧化锆、和／或上述氧化物的混合氧化物构成的组的极细的粒状粘合剂，０－２０重量％的无机粘合剂，０－２０重量％的水硬性凝结粘合剂，０－１５重量％有机无硅粘合剂，和所述制品还包含０－３５重量％的水，其中所述粒状耐火成分的比例等于１００，制品中其它原料的百分比以粒状成分为基准。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于生产耐火材料的制品以及它的产品。本专利技术进一 步涉及通过该制品获得的生坯。本专利技术更进一步涉及利用该制品或生坯制 备耐火材料的方法。
技术介绍
耐火材料是陶瓷产品，其可用于在各种工厂中防高温。耐火材料的主 要服务对象是钢铁、玻璃、水泥和有色金属工业。根据产品和使用的工艺， 耐火材料可以分为定形和不定形产品。为了生产定形产品(例如砖)，对具有不同粒子大小的原材料进行加工以 生产挤压组合物，并将该挤压组合物沿轴向地或等静压地挤压，有时要在 合适的挤压模具中于非常高的挤压压力下挤压。随后，将加工完的压紧物 转到下一个工序(例如干燥和焙烧)。生产成形组分的另一种技术是将己经加工好的用于生产泥釉(slip)的原材料浇铸。将泥釉引入适当的浇铸模具并使其在模具中固结以形成固体。 从模具分离后，生坯可以转到下一步工序(例如干燥和焙烧)。就不定型耐火产品而言，将原材料加工以达到期望的密实度，并在工 地作为生产耐火层(衬层)的可浇铸的、喷射的或捣打组合物。在耐火原材料的加工过程中，可以使用各种添加剂和助剂。粘合剂在 这里非常重要。就定形产品而言，粘合剂确保生坯具有足够的强度以使它们可以被装 卸并传送到后续工序。同样地，在不定型耐火材料中，适当的粘合剂起着重要作用。它们在 固化后赋予初始组合物所需的强度，从而使得耐火衬层的无损伤安装成为 可能。常规的有机粘合剂例如纤维素衍生物、亚硫酸盐废液、焦油、沥青、树脂，特别是酚醛树脂，在温度高于约25(TC时会分解或挥发并由此增加气孔率和腐蚀敏感性。此外，这导致在< iooo'c的温度存在"强度缺口"(strength gap)。在这个温度范围中，材料具有很小的机械强度，如果有的话。 当使用常规的无机粘合剂例如磷酸、盐的水溶液、水玻璃和硅溶胶时， 杂质的引入会导致熔化或焙烧生产的产品(例如与耐火材料接触的钢铁)中 有不期望有的污染物。此外，也会发生耐火材料耐腐蚀性和热机械性能的 退化。就水硬性粘合剂(例如水泥，特别是基于铝酸钙和水合氧化铝的耐火水 泥)而言，缺点是它们在〈100(TC的范围内会分解，由此导致机械强度大大 地减少(发生强度缺口)。在材料微观结构中杂质CaO的引入会导致耐腐蚀 性和热机械性能的退化。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种制品，这种制品不会出现生产耐火材料的现 有技术中的上述缺点。因此，特别地，该制品使得减少传统粘合剂的用量 或完全省却这些粘合剂成为可能。本专利技术提供一种用于生产耐火材料的制品，其包含一种或多种粒状耐 火成分和一种或多种粘合剂，其中-所述粒状耐火成分的平均粒径〉0.3lim和 -所述粘合剂选自-0.05-50重量％的平均粒径为10 nm-0.3 pm的极细的粒状粘合 剂，该粘合剂选自由氧化铝、二氧化钛、二氧化锆和/或上述氧 化物的混合氧化物组成的组， -0-20重量％的无机粘合剂， -0-20重量％的水硬性凝结粘合剂， -0-15重量％的有机无硅粘合剂，并且 -所述制品还包含0-35重量°/。的水，其中-所述粒状耐火成分的比例等于IOO，并且所述制品中其它原料的百分 比以所述粒状成分为基准。表述"粒状耐火成分的比例等于100，并且制品中其它原料的百分比以 粒状组分为基准"可以理解为组合物中各成分的比例不是以所述组合物本 身为基准，而是以粒状耐火成分的比例为基准，该比例设为100。例如粒状耐火成分在组合物中的量是150g，极细粒状粘合剂的量是30wt，相当于 45 g。根据本专利技术的制品中粒状成分和极细的粒状粘合剂的和优选为至少70 重量％，特别优选为至少85重量y。，以制品的总量为基准。本专利技术的制品中极细的粒状粘合剂的平均粒径为10 nm-0.3 nm。就粗 料而言，在添加相同量时可达到生坯强度极大的降低。已经发现在未来的 耐火材料中极小直径是非常有利的。平均粒径为40-300 nm的颗粒被认为是 非常适合的。如果颗粒呈现出聚集形态，所述平均粒径是平均聚集直径。 平均粒径或平均聚集直径可以借助于例如动力学光散射的手段测定。极细的粒状粘合剂的比例优选为0.1-20重量％，特别优选为0.1-3重量%。优选其中含有氧化铝或二氧化钛或二氧化锆作为极细的粒状粘合剂的 根据本专利技术的制品。所述极细粒状粘合剂还可以是氧化铝与二氧化钛、或 氧化铝与二氧化锆、或氧化铝与氧化铝和二氧化钛的混合氧化物、或氧化 铝与氧化铝和二氧化锆的混合氧化物、或氧化铝与二氧化钛和二氧化锆的 混合氧化物；或氧化铝与二氧化钛与二氧化锆；或二氧化钛与二氧化锆、 或二氧化钛与氧化铝和二氧化钛的混合氧化物、或二氧化钛与氧化铝和二 氧化锆的混合氧化物、或二氧化钛与二氧化钛和二氧化锆的混合氧化物； 或二氧化锆与氧化铝和二氧化钛的混合氧化物、或二氧化锆与氧化铝和二 氧化锆的混合氧化物、或二氧化锆与二氧化钛和二氧化锆的混合氧化物的 组合。原则上，金属氧化物的来源没有限制，只要平均粒径在10 nm-0.3 pm 的范围即可。因此，例如，由沉积或溶胶-凝胶过程生产的产品可以存在于 所述制品中。这包括例如，勃姆石形态的可分散氧化铝(例如Sasol生产的 Disperal HP 14/2)。特别地，已经发现用含有热解法的氧化铝、二氧化钛或二氧化锆的制 品生产耐火材料是有利的。此时，热解法氧化物是氧化铝、二氧化钛和铝-钛混合氧化物，它们可 以通过火焰水解和/或火焰氧化得到，并可以通过在火焰(通常是氢/氧火焰) 中水解和/或氧化气相金属化合物来生产。此时，细碎的、无孔的初级颗粒 最先形成，在该反应接下来的过程中它们在一起生长形成聚集物，并且后者可以进一步聚集成块。该初级颗粒基本上无孔，并且在它们的表面具有酸性或碱性位点。这些初级颗粒的BET表面积范围为5-600 m2/g，同时氧 化铝、二氧化钛、二氧化锆以及它们的混合氧化物的BET表面积通常为 20-200 m2/g。热解法金属氧化物具有高纯度。特别地，本专利技术的制品可以包含一种 或多种其中碱金属含量和碱土金属含量不超过0.01重量％和/或Si02含量 不超过0.2重量％的热解法金属氧化物。特别优选其中含有0.05-20重量％ BET表面积为40-180 m2/g并且平均 数聚集直径为40-300 nm的热解法氧化铝作为单一的极细粒状粘合剂的本 专利技术制品。极优选其中含有0.1-10重量％ BET表面积为50-150 m2/g优选为 50-130 m2/g并且平均数聚集直径为60-150 nm的热解法氧化铝作为单一的 极细粒状粘合剂的本专利技术制品。存在于本专利技术制品中的粒状耐火成分可以优选选自由氧化铝、氧化镁、 铝酸镁、二氧化锆、氧化钙、二氧化硅、硅酸镁、硅酸钙、硅酸锆、多铝 红柱石、铝酸钙、碳化硅、氮化硅、赛隆(SiALON)、氮化铝、氮氧化铝和 氧化铬构成的组。粒状耐火成分的平均粒径优选不超过10mm。为了改善耐火材料的性能，本专利技术的制品可以包含添加剂，例如铝、 硅、镁的金属粉末，这些金属的合金，碳化硼，硼化物，氮化铝，金属纤 维，聚合物纤维或碳纤维。通常，这些添加剂的比例为0.1-10重量％，以 制品的粒状成分为基准。此外，可以添加比例< 30重量％ (以制品中粒状 成分为基准)的游离碳(例如石墨和工业炭黑)以改善性能。本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产耐火材料的制品，特征在于其包含一种或多种粒状耐火成分和一种或多种粘合剂，其中　－所述粒状耐火成分的平均粒径＞０．３μｍ和　－所述粘合剂选自：　－０．０５－５０重量％平均粒径为１０ｎｍ－０．３μｍ选自由氧化铝、二 氧化钛、二氧化锆、和／或上述氧化物的混合氧化物构成的组的极细粒状粘合剂，　－０－２０重量％的无机粘合剂，　－０－２０重量％的水硬性凝结粘合剂，　－０－１５重量％有机无硅粘合剂，和　－所述制品还包含０－３５重量％的水， 其中　－所述粒状耐火成分的比例等于１００，所述制品中其它原料的百分比以所述粒状成分为基准。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T冯里蒙利平斯基，C托恩特拉普，W洛茨，C巴茨佐恩，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]