CN102674855B - 一种可塑修补料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于不定型耐火材料领域，具体涉及一种可塑修补料及其制备方法，该可塑修补料包括主料和外加剂，其中主料的组成按质量百分比为：粒度为3-0.074mm的高铝质或氧化铝质颗粒55-65%，粒度<0.074mm的高铝质或氧化铝质粉体15-25%，粒度<5μm的α-Al₂O₃粉体15-20%，增塑剂2-4%；外加剂按上述主料总质量为100%，各外加剂组分的质量百分比为：表面活性剂0.8-1.2％，保存剂2-3%，以及酸性结合剂6-10%。该可塑修补料无粘土，增塑剂添加量少，使用性能优异，可塑性好，粘附性好，保存时间长，具有较高的常温及中温强度，材料体积密度及气孔率适宜，可满足热工设备修补需要。

Description

一种可塑修补料及其制备方法

技术领域

本发明属于不定型耐火材料领域，具体涉及一种可塑修补料及其制备方法。

背景技术

可塑修补料作为不定型耐火材料，广泛应用于工业窑炉的炉顶、炉墙、炉盖等部位的修补，以及炉衬的局部修补等。可塑修补料具有高温强度高，热震性能优良，导热系数较低，施工方式灵活等优点。

目前，国内外可塑修补料中通常使用粘土类物质作为增塑剂，以提供良好的塑性，保证可塑修补料在常温下具有良好的可塑性。公开号为CN1048705C的题为“磷酸盐结合高铝可塑料及其生产方法”的中国专利公开了一种磷酸盐结合高铝可塑料，它的组成为：重量百分含量计，钠基膨润土5～10%，蓝晶石5%，其余为高铝主原料，外加：磷酸二氢铝4～9%，柠檬酸和草酸2～3%，多元醇型非离子表面活性剂0.2～0.4%。但是使用生粘土易造成耐火材料在常温下强度低、线变化性能较差的问题。并且，粘土类增塑剂在可塑料中的添加量较低时，材料的可塑性明显不足；而添加量较高时，虽然材料的可塑性良好，但由于粘土类增塑剂中Na、K等碱金属元素含量较高，在高温时容易形成低熔点物质，使得可塑料在高温下烧成收缩变大、液相量增多，导致材料容易开裂，体积稳定性变差，抗冲刷性不好，使用寿命降低。

为解决上述问题，公开号为CN1450025A的题为“无粘土耐火可塑料”的中国专利公开了一种无粘土耐火可塑料，包括耐火骨料、粉料以及化学结合剂，组分中还含有无定形Al₂O₃细粉5-10%（重量百分比）。采用高活性无定形Al₂O₃细粉替代生粘土获得可塑性的耐火材料。但是无定形Al₂O₃细粉用量较大，同时以无定形Al₂O₃细粉为增塑剂的可塑料做修补料使用时，一项重要的技术指标粘附性能没有在专利中提及。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明的目的在于提供一种可塑修补料及其制备方法，该可塑修补料无粘土，增塑剂添加量少，使用性能优异，可塑性好，粘附性好，保存时间长，具有较高的常温及中温强度，材料体积密度及气孔率适宜，可满足热工设备修补需要。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种可塑修补料，其中，该可塑修补料包括主料和外加剂，其中主料的组成按质量百分比为：粒度为3-0.074mm的高铝质或氧化铝质颗粒55-65%，粒度<0.074mm的高铝质或氧化铝质粉体15-25%，粒度<5μm的α-Al₂O₃粉体15-20%，增塑剂2-4%；外加剂按上述主料总质量为100%，各外加剂组分的质量百分比为：表面活性剂0.8-1.2％，保存剂2-3％，以及酸性结合剂6-10%。

所述高铝质原料为莫来石或高铝矾土。

所述氧化铝质原料为烧结刚玉或电熔刚玉。

所述增塑剂为EVA胶粉，是醋酸乙烯酯/乙烯共聚物，其粒度为：0.5-8μm，堆积密度为：0.49-0.59g/cm³。

所述酸性结合剂为磷酸溶液、磷酸二氢铝溶液中的至少一种。

所述保存剂为草酸、柠檬酸及糖蜜中的至少一种。

所述表面活性剂为聚丙烯酸钠、三聚磷酸钠及六偏磷酸钠中的至少一种。

经110℃×24h烘烤后，所述可塑修补料的抗折强度为11.69-13.26MPa，耐压强度为49.58-68.07MPa，体积密度为2.56-2.74g/cm³,气孔率为16.98%-22.92%；110℃×24h烘烤后的可塑修补料，再经1100℃×3h热处理后，可塑修补料的抗折强度为：19.73-23.77MPa，耐压强度为76.33-82.52MPa，体积密度为2.74-2.78g/cm³，气孔率为27.03-27.31%。

所述可塑修补料的粘附率为98%以上，保存期为10个月以上。

一种如权利要求1所述的可塑修补料的制备方法，其中，

首先，按如下质量百分比将主料混合均匀：粒度为3-0.074mm的高铝质或氧化铝质颗粒55-65%，粒度<0.074mm的高铝质或氧化铝质粉体15-25%，粒度<5μm的α-Al₂O₃粉体15-20%，增塑剂2-4%；

然后，加入外加剂，外加剂按上述主料总质量为100%，各外加剂组分的质量百分比为：表面活性剂0.8-1.2％，保存剂2-3％，以及酸性结合剂6-10%，混练均匀得到可塑修补料。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明的可塑修补料为磷酸（盐）结合高铝质或氧化铝质可塑修补料体系，其结合强度高，高温性能优越；

2、本发明的可塑修补料中不含粘土类物质；

3、本发明采用醋酸乙烯酯与乙烯共聚的胶粉作为增塑剂，其中不含有碱金属元素等杂质，不会在高温下生成低熔点物质，并可赋予可塑修补料优异的粘附性和可塑性，保证了可塑修补料在常温及高温下的使用性能，同时，在保证使用要求的条件下，本发明中胶粉在可塑修补料中的添加量少，可降低生产成本；

4、本发明采用的表面活性剂，可降低酸性结合剂溶液的表面张力，增加结合剂对各原料的润湿性；

5、本发明采用的保存剂，可延长耐火可塑料的保存期，使可塑修补料在较长时间内都具有良好的可塑性；

6、本发明的可塑修补料不含粘土类增塑剂，且增塑剂添加量较少，具有常温附着性强，可塑性好，施工性能优异，常温及高温物理性能良好的特点。

具体实施方式

下面，结合实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1

以重量百分比计，将粒度为3-0.074mm的矾土55%，粒度<0.074mm的莫来石25%，粒度<5μm的α-Al₂O₃粉体18%，EVA胶粉2％，混合均匀后，外加三聚磷酸钠0.8%，外加草酸2%，外加磷酸溶液6%，混练均匀得到可塑修补料。

其中，EVA胶粉（Ethylene-vinyl acetate），是醋酸乙烯酯/乙烯共聚物，由醋酸乙烯酯与乙烯共聚而制成。

实施例2

以重量百分比计，将粒度为3-0.074mm的莫来石60%，粒度<0.074mm的矾土17％，粒度<5μm的α-Al₂O₃粉体20%，EVA胶粉3%，混合均匀后，外加六偏磷酸钠0.8%、三聚磷酸钠0.3%，外加柠檬酸3％，外加磷酸二氢铝溶液8％，混练均匀得到可塑修补料。

实施例3

以重量百分比计，将粒度为3-0.074mm的电熔刚玉65%，粒度<0.074mm的电熔刚玉15％，粒度<5μm的α-Al₂O₃粉体16％，EVA胶粉4％，混合均匀后，外加聚丙烯酸钠0.5%、三聚磷酸钠0.4%、六偏磷酸钠0.3%，外加草酸1%、糖蜜1.5%，外加磷酸溶液5.5%以及磷酸二氢铝溶液4.5％，混练均匀得到可塑修补料。

实施例4

以重量百分比计，将粒度为3-0.074mm的烧结刚玉62%，粒度<0.074mm的烧结刚玉20%，粒度<5μm的α-Al₂O₃粉体15％，EVA胶粉3％，混合均匀后，外加六偏磷酸钠1.0%，外加糖蜜2%、柠檬酸0.5%，外加磷酸溶液3.5%以及磷酸二氢铝溶液4%，混练均匀得到可塑修补料。

实施例1-4所制备的可塑修补料的实测性能指标为：经110℃×24h烘烤后可塑修补料的抗折强度为11.69-13.26MPa，耐压强度为49.58-68.07MPa，体积密度为2.56-2.74g/cm³,气孔率为16.98%-22.92%；110℃×24h烘烤后的可塑修补料，经1100℃×3h热处理后，可塑修补料的抗折强度为：19.73-23.77MPa，耐压强度为76.33-82.52MPa，体积密度为2.74-2.78g/cm³，气孔率为27.03-27.31%。可塑修补料粘附率98%以上，保存期10个月以上。

Claims (9)

1.一种可塑修补料，其特征在于：该可塑修补料包括主料和外加剂，其中主料的组成按质量百分比为：粒度为3-0.074mm的高铝质或氧化铝质颗粒55-65%，粒度＜0.074mm的高铝质或氧化铝质粉体15-25%，粒度＜5μm的α-Al₂O₃粉体15-20%，增塑剂2-4%；外加剂按上述主料总质量为100%，各外加剂组分的质量百分比为：表面活性剂0.8-1.2%，保存剂2-3%，以及酸性结合剂6-10%，

其中，所述的增塑剂为EVA胶粉，是醋酸乙烯酯/乙烯共聚物，

所述的表面活性剂为聚丙烯酸钠、三聚磷酸钠及六偏磷酸钠中的至少一种。

2.如权利要求1所述的可塑修补料，其特征在于：所述高铝质原料为莫来石或高铝矾土。

3.如权利要求1所述的可塑修补料，其特征在于：所述氧化铝质原料为烧结刚玉或电熔刚玉。

4.如权利要求1所述的可塑修补料，其特征在于：所述EVA胶粉的粒度为：0.5-8μm，堆积密度为：0.49-0.59g/cm³。

5.如权利要求1所述的可塑修补料，其特征在于：所述酸性结合剂为磷酸溶液、磷酸二氢铝溶液中的至少一种。

6.如权利要求1所述的可塑修补料，其特征在于：所述保存剂为草酸、柠檬酸及糖蜜中的至少一种。

7.如权利要求1所述的可塑修补料，其特征在于：经110℃×24h烘烤后，所述可塑修补料的抗折强度为11.69-13.26MPa，耐压强度为49.58-68.07MPa，体积密度为2.56-2.74g/cm³,气孔率为16.98%-22.92%；110℃×24h烘烤后的可塑修补料，再经1100℃×3h热处理后，可塑修补料的抗折强度为：19.73-23.77MPa，耐压强度为76.33-82.52MPa，体积密度为2.74-2.78g/cm³，气孔率为27.03-27.31%。

8.如权利要求1所述的可塑修补料，其特征在于：所述可塑修补料的粘附率为98%以上，保存期为10个月以上。

9.一种如权利要求1所述的可塑修补料的制备方法，其特征在于：

首先，按如下质量百分比将主料混合均匀：粒度为3-0.074mm的高铝质或氧化铝质颗粒55-65%，粒度<0.074mm的高铝质或氧化铝质粉体15-25%，粒度<5μm的α-Al₂O₃粉体15-20%，增塑剂2-4%；

然后，加入外加剂，外加剂按上述主料总质量为100%，各外加剂组分的质量百分比为：表面活性剂0.8-1.2%，保存剂2-3%，以及酸性结合剂6-10%，混练均匀得到可塑修补料；

其中，所述的增塑剂为EVA胶粉，是醋酸乙烯酯/乙烯共聚物，

所述的表面活性剂为聚丙烯酸钠、三聚磷酸钠及六偏磷酸钠中的至少一种。