專利名稱：一種氧化鋁輕質澆注料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于輕質澆注料技術領域，具體涉及一種氧化鋁輕質澆注料及其制備方法。
背景技術：
節(jié)能減排是經濟保持可持續(xù)發(fā)展的重要措施之一，隨著對節(jié)能減排的要求日益提高，輕質保溫材料的研究也日益為人們所關注。高質量的輕質耐火制品要求高溫性能好、常溫強度大、導熱系數(shù)低和隔熱性能好，進而對輕質材料的制備方法提出了更高的要求。在輕質隔熱澆注料方面，許多學者研制了蛭石、珍珠巖、陶粒、超輕氧化鋁和?；⒅闈沧⒘?，這些輕質澆注料導熱率較低，可作為保溫材料使用。然而，這類輕質澆注料都需要使用輕質骨料作為主要原料，天然輕質原料的資源有限，人工合成輕質原料成本較高，污染環(huán)境，因此，該類型輕質澆注料原料依賴性高，成本高，工藝較為復雜。目前，在各種輕質澆注料中，氧化鋁質輕質澆注料以其高耐火度、高強度和優(yōu)良隔熱節(jié)能效果的優(yōu)點成為了當今重點發(fā)展的輕質澆注料。“一種氧化鋁空心球輕質隔熱耐火澆注料”(CN 101723687 A)專利技術，公開了以氧化鋁空心球和合成莫來石顆粒為主要原料制備氧化鋁質輕質隔熱澆注料的方法，該方法所制備的澆注料雖耐火度高，但存在以下缺點(1)原料氧化鋁空心球合成工藝復雜，價格昂貴；(2)大量使用鋁酸鹽水泥，降低了其使用溫度，增加了其制備成本。“絕熱澆注料用粉末組合物和使用其的絕熱澆注料”(CN102336575 A)的專利技術，公開了一種絕熱澆注料用粉末組合物和使用其的絕熱澆注料的方法，該方法雖導熱較低，但存在以下缺點(I)使用原料均為空心顆粒，屬二次工藝，工藝復雜，成本高；(2)需高鋁水泥結合，降低了其使用溫度，且增加了其制備成本
發(fā)明內容
本發(fā)明旨在克服已有技術的缺陷，目的是提供一種生產成本低、工藝簡單、節(jié)能環(huán)保和易于大規(guī)模生產的氧化鋁質輕質澆注料的制備方法。用該方法所制備的氧化鋁質輕質澆注料氣孔率高、平均孔徑小、耐火度高、高溫強度大、導熱率低和抗鋼渣侵蝕能力強
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是先以8(T90wt%的a -Al2O3細粉和10 20wt%的P -Al2O3微粉為原料或以80 90wt%的工業(yè)氧化鋁細粉和10 20wt%的P -Al2O3微粉為原料，外加所述原料f 5wt%的擬薄水鋁石微粉和5 10wt%的膨脹劑，混合均勻，再外加所述原料O. riwt%的減水劑和15 30wt%的水，混合3 15min，制得混合料；然后向混合料中加入所述原料O. riwt%的發(fā)泡劑所制成的泡沫，攪拌3 5min，澆注振動成型，成型后的坯體在11(T150°C條件下干燥12 36h，即得氧化鋁輕質澆注料。在上述技術方案中Q-Al2O3細粉的粒度彡O. 15mm;工業(yè)氧化鋁細粉的粒度(O. 15mm ； P -Al2O3微粉的粒度彡O. 088mm ;擬薄水鋁石微粉的粒度彡O. 088mm ;膨脹劑為藍晶石、紅柱石和硅線石中的一種，粒度< O. 088mm ;減水劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉和木質素磺酸鈉中的一種以上。
由于采用上述技術方案，本發(fā)明采用的主要原料為普通氧化鋁細粉，無需使用要耗費大量能源所生產的氧化鋁空心球，工藝簡單，成本較低，易于大規(guī)模生產；采用無水泥的擬薄水鋁石微粉與P -Al2O3微粉在常溫下都能與水反應形成鏈狀或網絡狀結合物，使?jié)沧⒘喜粌H具有較好的中低溫性能，且高溫性能也得到增強；另由于加入一定量的泡沫，能形成較多閉合氣孔，優(yōu)化了其多孔結構，增強了其隔熱性能和力學性能。本發(fā)明所制備的氧化鋁輕質澆注料顯氣孔率為25 40%，體積密度1. 6^2. 5g/cm3,抗折強度為1. (Γ5. OMPa0經155(Tl650°C條件下燒成，保溫時間為3飛h，得到顯氣孔率為23 45%、體積密度為1. 6^2. 6g/cm3和抗折強度為5. (Γ20. OMPa的氧化鋁輕質澆注料，能很好地滿足目前熱工工業(yè)生產要求。因此，本發(fā)明具有無需輕質骨料、無水泥結合、生產成本低、工藝簡單、節(jié)能環(huán)保和易大規(guī)模生產的優(yōu)點，所制備的氧化鋁輕質澆注料氣孔率高、平均孔徑小、耐火度高、高溫強度大、導熱率低和抗鋼渣侵蝕能力強。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發(fā)明做進一步的描述，并非對本發(fā)明保護范圍的限制。為避免重復，先本具體實施方式
將所涉及的技術參數(shù)統(tǒng)一描述如下，實施例中將不贅述
a -Al2O3細粉的粒度≤O. 15mm ;工業(yè)氧化鋁細粉的粒度≤O. 15mm ； P -Al2O3微粉的粒度< O. 088mm ;擬薄水鋁石微粉的粒度< O. 088mm ;膨脹劑為藍晶石、紅柱石和硅線石的粒度均均分別< O. 088mm。實施例1
一種氧化鋁輕質澆注料及其制備方法。先以8(T82wt%的a -Al2O3細粉和18 20wt%的P - Al2O3微粉為原料，外加所述原料f 2wt%的擬薄水鋁石微粉和5飛wt%的藍晶石，混合均勻，再外加所述原料O. 30 0. 40wt%的三聚磷酸鈉、O. 25 0. 35wt%的六偏磷酸鈉、O. Γθ. 2的木質素磺酸鈉和15 19wt%的水,混合3 15min,制得混合料；然后向混合料中加入所述原料O. Γ0. 3wt%的發(fā)泡劑所制成的泡沫，攪拌3 5min，澆注振動成型，成型后的坯體在ll(Tl5(rC條件下干燥12 36h，即得氧化鋁輕質澆注料。采用本實施例所述技術方案，得到顯氣孔率為25 29%、體積密度為2. 5g/cm3和抗折強度為4. 2^5. OMPa的氧化鋁輕質澆注料。經155(Tl650°C條件下燒成，保溫時間為3 5h，得到顯氣孔率為23 28%、體積密度為2. 3 2. 6g/cm3和抗折強度為16 20. OMPa的氧化鋁輕質澆注料。實施例2
一種氧化鋁輕質澆注料及其制備方法。先以82 85wt%的a -Al2O3細粉和15 18wt%的P -Al2O3微粉為原料，外加所述原料2 3wt%的擬薄水鋁石微粉和8 10wt%的紅柱石，混合均勻，再外加所述原料O. 30 0. 40wt%的三聚磷酸鈉、O. 20 0. 30wt%的六偏磷酸鈉和19 23wt%的水，混合3 15min,制得混合料；然后向混合料中加入所述原料O. 3^0. 5wt%的發(fā)泡劑所制成的泡沫，攪拌3 5min，澆注振動成型，成型后的坯體在ll(Tl5(TC條件下干燥12 36h，即得氧化鋁輕質澆注料。
采用本實施例所述技術方案，得到顯氣孔率為29 33%、體積密度為2. (Γ2. 2g/cm3和抗折強度為3. (Γ4. 2MPa的氧化鋁輕質澆注料。經155(Tl650°C條件下燒成，保溫時間為3 5h，得到顯氣孔率為28 36%、體積密度為2. 0 2. 3g/cm3和抗折強度為12 17MPa的氧化鋁輕質澆注料。實施例3
一種氧化鋁輕質澆注料及其制備方法。先以85 87wt%的a -Al2O3細粉和13 15wt%的P -Al2O3微粉為原料，外加所述原料3 4wt%的擬薄水鋁石微粉和6 8wt%的硅線石，混合均勻，再外加所述原料O. 2^0. 3wt%的六偏磷酸鈉、O. 2^0. 3的木質素磺酸鈉和23 27wt%的水，混合3 15min,制得混合料；然后向混合料中加入所述原料O. 5^0. 7wt%的發(fā)泡劑所制成的泡沫，攪拌3 5min，澆注振動成型，成型后的坯體在ll(Tl5(TC條件下干燥12 36h，即得氧化鋁輕質澆注料。采用本實施例所述技術方案，得到顯氣孔率為33 37%、體積密度為1. 8^2. Og/cm3和抗折強度為1. 8^3. OMPa的氧化鋁輕質澆注料。經155(Tl650°C條件下燒成，保溫時間為3 5h，得到顯氣孔率為36 41%、體積密度為1. 8^2. Og/cm3和抗折強度為8 12MPa的氧化鋁輕質澆注料。實施例4
一種氧化鋁輕質澆注料及其制備方法。先以87 90wt%的a -Al2O3細粉和l(Tl3wt%的P -Al2O3微粉為原料，外加所述原料4 5wt%的擬薄水鋁石微粉和8 10wt%的硅線石，混合均勻，再外加所述原料O. 1(T0. 20wt%的三聚磷酸鈉、O. 2 O. 3的木質素磺酸鈉和27 30wt%的水，混合3 15min,制得混合料；然后向混合料中加入所述原料O. 7 lwt%的發(fā)泡劑所制成的泡沫，攪拌3 5min，澆注振動成型，成型后的坯體在ll(Tl5(TC條件在干燥12 36h，即得氧化鋁輕質澆注料。

采用本實施例所述技術方案，得到顯氣孔率為37 40%、體積密度為1. 6 1. 8g/cm3和抗折強度為1. (Γ2. OMPa的氧化鋁輕質澆注料。經155(T1650°C條件下燒成，保溫時間為3 5h，得到顯氣孔率為41 45%、體積密度為1. 6 1. 8g/cm3和抗折強度為5. 0 9. OMPa的氧化鋁輕質澆注料。實施例5
一種氧化鋁輕質澆注料及其制備方法。先以8(T82wt%的工業(yè)氧化鋁細粉和18 20wt%的P -Al2O3微粉為原料，外加所述原料f 2wt%的擬薄水鋁石微粉和5飛wt%的藍晶石，混合均勻；再加入所述原料O. 8(Tl. 00wt%的三聚磷酸鈉和15 19wt%的水，混合3 15min，制得混合料；然后向混合料中所述原料O. Γ0. 3wt%的發(fā)泡劑所制成的泡沫，攪拌3 5min，澆注振動成型，成型后的坯體在11(T150°C條件下干燥12 36h，即得氧化鋁輕質澆注料。采用本實施例所述技術方案，得到顯氣孔率為25 29%、體積密度為2. 2^2. 5g/cm3和抗折強度為4. 2^5. OMPa的氧化鋁輕質澆注料。經155(Tl650°C條件下燒成，保溫時間為3 5h，得到顯氣孔率為23 28%、體積密度為2. 3 2. 6g/cm3和抗折強度為16 20. OMPa的氧化鋁輕質澆注料。實施例6
一種氧化鋁輕質澆注料及其制備方法。先以82 85wt%的工業(yè)氧化鋁細粉和15 18wt%的P -Al2O3微粉為原料，外加所述原料2 3wt%的擬薄水鋁石微粉和8 10wt%的紅柱石，混合均勻，再外加所述原料O. 6(T0. 80wt%的六偏磷酸鈉和19 24wt%的水，混合:Tl5min，制得混合料；然后向混合料中加入所述原料O. 3^0. 5wt%的發(fā)泡劑所制成的泡沫,攪拌3 5min,澆注振動成型，成型后的坯體在11(T150°C條件下干燥12 36h，即得氧化鋁輕質澆注料。采用本實施例所述技術方案，得到顯氣孔率為29 33%、體積密度為2. (Γ2. 2g/cm3和抗折強度為3. (Γ4. 2MPa的氧化鋁輕質澆注料。經155(Tl650°C條件下燒成，保溫時間為3 5h，得到顯氣孔率為28 36%、體積密度為2. 0 2. 3g/cm3和抗折強度為12 17MPa的氧化鋁輕質澆注料。實施例7
一種氧化鋁輕質澆注料及其制備方法。先以85 87wt%的工業(yè)氧化鋁細粉和13 15wt%的P -Al2O3微粉為原料，外加所述原料3 4wt%的擬薄水鋁石微粉和6 8wt%的硅線石，混合均勻，再外加所述原料O. 3^0. 6的木質素磺酸鈉和23 28wt%的水，混合3 15min，制得混合料；然后向混合料中加入所述原料O. 5^0. 7wt%的發(fā)泡劑所制成的泡沫，攪拌3 5min，澆注振動成型，成型后的坯體在11(T150°C條件下干燥12 36h，即得氧化鋁輕質澆注料。采用本實施例所述技術方案，得到顯氣孔率為33 37%、體積密度為1. 8^2. Og/cm3和抗折強度為1. 8^3. OMPa 的氧化鋁輕質澆注料。經155(Tl650°C條件下燒成，保溫時間為3 5h，得到顯氣孔率為36 41%、體積密度為1. 8^2. Og/cm3和抗折強度為8 12MPa的氧化鋁輕質澆注料。實施例8
一種氧化鋁輕質澆注料及其制備方法。先以87、0wt%的工業(yè)氧化鋁細粉和l(Tl3wt%的P -Al2O3微粉為原料，外加所述原料4 5wt%的擬薄水鋁石微粉和8 10wt%的硅線石，混合均勻，再外加所述原料O. 1(T0. 30wt%的三聚磷酸鈉和27 30wt%的水，混合:Tl5min，制得混合料；然后向混合料中加入所述原料O. 7^1wt%的發(fā)泡劑所制成的泡沫，攪拌3 5min，澆注振動成型，成型后的坯體在11(T150°C條件下干燥12 36h，即得氧化鋁輕質澆注料。采用本實施例所述技術方案，得到顯氣孔率為37 40%、體積密度為1. 6 1. 8g/cm3和抗折強度為1. (Γ2. OMPa的氧化鋁輕質澆注料。經155(T1650°C條件下燒成，保溫時間為3 5h，得到顯氣孔率為41 45%、體積密度為1. 6 1. 8g/cm3和抗折強度為5. 0 9. OMPa的氧化鋁輕質澆注料。本具體實施方式
采用的主要原料為普通氧化鋁細粉，無需使用要耗費大量能源所生產的氧化鋁空心球，工藝簡單，成本較低，易于大規(guī)模生產；采用無水泥的擬薄水鋁石微粉與P -Al2O3微粉在常溫下都能與水反應形成鏈狀或網絡狀結合物，使?jié)沧⒘喜粌H具有較好的中低溫性能，且高溫性能也得到增強；另由于加入一定量的泡沫，能形成較多閉合氣 L，優(yōu)化了其多孔結構，增強了其隔熱性能和力學性能。本具體實施方式
所制備的氧化鋁輕質澆注料顯氣孔率為25 40%，體積密度1.6 2. 5g/cm3，抗折強度為1. 0 5· OMPa0經155(Tl650°C條件下燒成，保溫時間為3 5h，得到顯氣孔率為23 45%、體積密度為1. 6^2. 6g/cm3和抗折強度為5. (Γ20. OMPa的氧化鋁輕質澆注料，能很好地滿足目前熱工工業(yè)生產要求。因此，本具體實施方式
具有無需輕質骨料、無水泥結合、生產成本低、工藝簡單、節(jié)能環(huán)保和易大規(guī)模生產的優(yōu)點，所制備的氧化鋁輕質澆注料氣孔率高、平均孔徑小、耐火度高、高溫強度大、導熱率低和抗鋼渣侵蝕能力強。
權利要求
1.一種氧化鋁輕質澆注料的制備方法，其特征在于先以8(T90wt%的a -Al2O3細粉和 10 20wt%的P -Al2O3微粉為原料或以80 90wt%的工業(yè)氧化鋁細粉和10 20wt%的P -Al2O3 微粉為原料，外加所述原料f 5wt%的擬薄水鋁石微粉和5 10wt%的膨脹劑，混合均勻，再外加所述原料O. riwt%的減水劑和15 30wt%的水，混合3 15min，制得混合料；然后向混合料中加入所述原料O. riwt%的發(fā)泡劑所制成的泡沫，攪拌3 5min，澆注振動成型，成型后的坯體在11(T150°C條件下干燥12 36h，即得氧化鋁輕質澆注料。
2.根據(jù)權利要求1所述氧化鋁輕質澆注料的制備方法，其特征在于所述C1-Al2O3細粉所述氧化鋁輕質澆注料的制備方法，其特征在于所述工業(yè)氧化鋁細所述氧化鋁輕質澆注料的制備方法，其特征在于所述P -Al2O3微粉所述氧化鋁輕質澆注料的制備方法，其特征在于所述擬薄水鋁石微的粒度< O. 15_。
3.根據(jù)權利要求粉的粒度彡O. 15mm。
4.根據(jù)權利要求的粒度< O. 088mm。
5.根據(jù)權利要求粉的粒度彡O. 088mm。
6.根據(jù)權利要求1所述的氧化鋁輕質澆注料的制備方法，其特征在于所述膨脹劑為藍晶石、紅柱石和娃線石中的一種，粒度< O. 088mm。
7.根據(jù)權利要求1所述的氧化鋁輕質澆注料的制備方法，其特征在于所述減水劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉和木質素磺酸鈉中的一種以上。
8.根據(jù)權利要求Γ7項中任一項所述的氧化鋁輕質澆注料的制備方法所制備的氧化鋁輕質澆注料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氧化鋁輕質澆注料及其制備方法。其技術方案是先以80~90wt%的α-Al2O3細粉和10~20wt%的ρ-Al2O3微粉為原料或以80~90wt%的工業(yè)氧化鋁細粉和10~20wt%的ρ-Al2O3微粉為原料，外加原料1~5wt%的擬薄水鋁石微粉和5~10wt%的膨脹劑，混合均勻，再外加所述原料0.1~1wt%的減水劑和15~30wt%的水，混合3~15min，制得混合料；然后向混合料中加入所述原料0.1~1wt%的發(fā)泡劑所制成的泡沫，攪拌3~5min，澆注振動成型，在110~150℃條件下干燥12~36h，即得氧化鋁輕質澆注料。本發(fā)明具有生產成本低、工藝簡單、節(jié)能環(huán)保和易于大規(guī)模生產的優(yōu)點，所制備的產品氣孔率高、平均孔徑小、耐火度高、高溫強度大、導熱率低和抗鋼渣侵蝕能力強。
文檔編號C04B35/101GK103044044SQ20131001646
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權日2013年1月17日
發(fā)明者趙雷, 陳輝, 王璽堂, 方偉, 陳歡, 李淑靜, 雷中心, 龔仕順 申請人:武漢科技大學