CN103073310A

CN103073310A - 无机硅酸盐隔热耐火材料及其制备方法

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Publication number: CN103073310A
Application number: CN2013100185963A
Authority: CN
Inventors: 赵莉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-01-18
Filing date: 2013-01-18
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2033-01-18
Also published as: CN103073310B

Abstract

一种无机硅酸盐隔热耐火材料及其制备方法，包括如下重量份的组分：凹凸棒土5～20份，海泡石50～80份，水500～700份，陶瓷纤维5～20份，膨润土5～20份，琥珀酸磺酸钠5～20份，双氢磷酸铝5～20份，硅酸钠5～20份，轻质碳酸镁1～10份，氧化钛1～10份，膨胀珍珠岩15～70份，水泥5～20份，甲基硅酸钠15～20份。其制备方法：将水、琥珀酸磺酸钠、陶瓷纤维以转速为20～30rpm搅拌5～8分钟；再加入海泡石，以50～70rpm的转速搅拌30～35分钟后加入双氢磷酸铝、凹凸棒土、膨润土、硅酸钠、轻质碳酸镁、氧化钛， 25～30分钟后加入余下组分，搅拌10～15分钟后得所需浆料。

Description

无机硅酸盐隔热耐火材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及硅酸盐耐火材料，具体地指一种无机硅酸盐隔热耐火材料及其制备方法。

背景技术

目前，有机隔热耐火材料由于有机材料自身的原因使其不燃性较差，容易燃烧，在使用时全得不到保障，而且有机材料燃烧后会释放有毒气体，从而给人们的身体带来危害。

现有的无机隔热耐火材料如粘土砖、镁铬砖、硅藻土砖、石棉板等或使用温度存在局限，范围较窄，或材料密度偏大，或导热系数偏大，隔热保温性能不佳，很难同时保证使用温度与性能。

现在由于钢铁、陶瓷、玻璃、石化等高温工业中的应用需求，要求隔热耐火材料的使用温度广，可在不同工况下使用，同时隔热保温性能达到国家标准，在高温燃烧时不会产生对环境有害的气体和物质，不污染环境。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有背景技术的不足之处，而提供一种无机硅酸盐隔热耐火材料及其制备方法，以满足使用温度较高时对隔热耐火材料的性能要求。

本发明的目的是通过如下技术方案来达到的：无机硅酸盐隔热耐火材料，它包括如下重量份的组分：凹凸棒土5～20份，海泡石50～80份，水500～700份，陶瓷纤维5～20份，膨润土5～20份，琥珀酸磺酸钠5～20份，双氢磷酸铝5～20份，硅酸钠5～20份，轻质碳酸镁1～10份，氧化钛1～10份，膨胀珍珠岩15～70份，水泥5～20份，甲基硅酸钠15～20份。

上述方案中，所述水的温度范围为70～85℃。

上述方案中，所述双氢磷酸铝为液态或固态。

本发明较好的技术方案：无机硅酸盐隔热耐火材料，它包括如下重量份的组分：凹凸棒土8～15份，海泡石55～70份，水550～650份，陶瓷纤维10～15份，膨润土8～15份，琥珀酸磺酸钠6～15份，双氢磷酸铝5～15份，硅酸钠10～15份，轻质碳酸镁5～8份，氧化钛1～8份，膨胀珍珠岩20～50份，水泥10～20份，甲基硅酸钠15～20份。

本发明更好的技术方案：无机硅酸盐隔热耐火材料，它包括如下重量份的组分：凹凸棒土18份，海泡石70份，水620份，陶瓷纤维12份，膨润土10份，琥珀酸磺酸钠8份，固态双氢磷酸铝5份或液态双氢磷酸铝12份，硅酸钠15份，轻质碳酸镁4份，氧化钛1份，膨胀珍珠岩50份，水泥10份，甲基硅酸钠15份。

上述方案中材料组分均可由市场获得，其中水泥为市场所售42.5号水泥。

无机硅酸盐隔热耐火材料的制备方法，它包括如下步骤：首先将水、琥珀酸磺酸钠、陶瓷纤维加入搅拌釜中搅拌，搅拌时间为5～8分钟，转速为20～30rpm；然后向搅拌釜中加入海泡石，以50～70rpm的转速搅拌30～35分钟后再将双氢磷酸铝、凹凸棒土、膨润土、硅酸钠、轻质碳酸镁、氧化钛加入搅拌釜搅拌，搅拌25～30分钟后将膨胀珍珠岩、甲基硅酸钠、水泥加入搅拌釜，搅拌10～15分钟后得所需浆料。

上述方案中，所述双氢磷酸铝为液态。

其中，所使用的搅拌机为卧式搅拌机。

本发明所提供的无机硅酸盐隔热耐火材料有着大量的微型气孔，故其热导率从室温至1200℃ 均保持在较低水平，再加上优良的高温体积稳定性等性能使其可在钢铁、陶瓷、玻璃、石化等高温工业中应用。同时，它具有优良的复合性能，可与>1200℃的其他耐火材料组成复合型隔热耐火结构。它的使用温度广，可在﹣40℃～1200℃的工况使用，尤其在800～1200℃的高温设备、管道以及工业窑炉中使用，其隔热保温性能优越。容重小、导热系数较低，隔热性能优越，安全不燃，燃烧性能达到GB8624-2006中的A1级。在高温燃烧时不会产生对环境有害的气体和物质，无放射性，不污染环境，不伤害人体，材料可以回收重复利用，不会产生工业废渣，绿色环保。其施工方法简单，产品可以粘贴、喷涂，由于产品本身粘接力强，可以减少施工的辅助材料等用量，如挂钩等，综合费用较低。其制备方法适合标准化、规范化和规模化生产。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

现列出部分现有的隔热耐火材料的技术性能参数，见表1：

表1 现有隔热耐火材料的技术性能参数表

由表1可知，现有的隔热耐火材料或使用温度存在局限，范围较窄，或材料密度偏大，或导热系数偏大，隔热保温性能不佳，很难同时保证使用温度与性能。

将本发明所得的无机硅酸盐隔热耐火材料的技术性能参数列出，与国家标准作一比较，见表2：

表2 本发明的技术性能指标表

由表2可以看出，本发明所得的无机硅酸盐隔热耐火材料的使用温度广，可在﹣40℃～1200℃的工况使用，其隔热保温性能优越。容重小、导热系数较低，隔热性能优越，燃烧性能达到GB8624-2006中的A1级。另外，氯离子、氟离子含量为0.0173%，远低于国家标准，在高温燃烧时不会产生对环境有害的气体和物质，不污染环境。

本发明更好的技术方案：无机硅酸盐隔热耐火材料包括如下重量份的组分：凹凸棒土18份，海泡石70份，水620份，陶瓷纤维12份，膨润土10份，琥珀酸磺酸钠8份，固态双氢磷酸铝5份或液态双氢磷酸铝12份，硅酸钠15份，轻质碳酸镁4份，氧化钛1份，膨胀珍珠岩50份，水泥10份，甲基硅酸钠15份。

首先将80℃的水、琥珀酸磺酸钠、陶瓷纤维加入搅拌釜中搅拌，搅拌时间为6分钟，转速为25rpm；然后向搅拌釜中加入海泡石，以60rpm的转速搅拌30分钟后再将液态双氢磷酸铝、凹凸棒土、膨润土、硅酸钠、轻质碳酸镁、氧化钛加入搅拌釜搅拌，搅拌30分钟后将膨胀珍珠岩、甲基硅酸钠、水泥加入搅拌釜，搅拌12分钟后得所需浆料。

将上述方案所得的无机硅酸盐隔热耐火材料的技术性能参数列出，与国家标准作一比较，见表3：

表3 本发明的技术性能指标表

由表3可以看出：由表3可以看出，本发明所得的无机硅酸盐隔热耐火材料的使用温度广，可在﹣40℃～1200℃的工况使用，其隔热保温性能优越。容重小、导热系数较低，隔热性能优越，燃烧性能达到GB8624-2006中的A1级。另外，氯离子、氟离子含量为0.0173%，远低于国家标准，在高温燃烧时不会产生对环境有害的气体和物质，不污染环境。

实施例1：无机硅酸盐隔热耐火材料包括如下重量份的组分：凹凸棒土5份，海泡石50份，85℃的水500份，陶瓷纤维5份，膨润土5份，琥珀酸磺酸钠5份，液态双氢磷酸铝5份，硅酸钠5份，轻质碳酸镁4份，氧化钛5份，膨胀珍珠岩30份，水泥10份，甲基硅酸钠16份。

无机硅酸盐隔热耐火材料的制备方法包括如下步骤：首先将85℃的水、琥珀酸磺酸钠、陶瓷纤维加入搅拌釜中搅拌，搅拌时间为5～8分钟，转速为20～30rpm；然后向搅拌釜中加入海泡石，以50～70rpm的转速搅拌30～35分钟后再将液态双氢磷酸铝、凹凸棒土、膨润土、硅酸钠、轻质碳酸镁、氧化钛加入搅拌釜搅拌，搅拌25～30分钟后将膨胀珍珠岩、甲基硅酸钠、水泥加入搅拌釜搅拌10～15分钟得所需浆料。

实施例2：

无机硅酸盐隔热耐火材料包括如下重量份的组分：凹凸棒土13份，海泡石55份，82℃的水550份，陶瓷纤维9份，膨润土12份，琥珀酸磺酸钠13份，液态双氢磷酸铝12份，硅酸钠5份，轻质碳酸镁1份，氧化钛5份，膨胀珍珠岩15份，水泥15份，甲基硅酸钠15份。

无机硅酸盐隔热耐火材料的制备方法包括如下步骤：首先将82℃的水、琥珀酸磺酸钠、陶瓷纤维加入搅拌釜中搅拌，搅拌时间为5～8分钟，转速为20～30rpm；然后向搅拌釜中加入海泡石，以50～70rpm的转速搅拌30～35分钟后再将液态双氢磷酸铝、凹凸棒土、膨润土、硅酸钠、轻质碳酸镁、氧化钛加入搅拌釜搅拌，搅拌25～30分钟后将膨胀珍珠岩、甲基硅酸钠、水泥加入搅拌釜搅拌10～15分钟得所需浆料。

实施例3：

无机硅酸盐隔热耐火材料包括如下重量份的组分：凹凸棒土15份，海泡石55份，80℃的水550份，陶瓷纤维15份，膨润土16份，琥珀酸磺酸钠15份，液态双氢磷酸铝14份，硅酸钠15份，轻质碳酸镁8份，氧化钛1份，膨胀珍珠岩45份，水泥5份，甲基硅酸钠20份。

无机硅酸盐隔热耐火材料的制备方法包括如下步骤：首先将80℃的水、琥珀酸磺酸钠、陶瓷纤维加入搅拌釜中搅拌，搅拌时间为5～8分钟，转速为20～30rpm；然后向搅拌釜中加入海泡石，以50～70rpm的转速搅拌30～35分钟后再将液态双氢磷酸铝、凹凸棒土、膨润土、硅酸钠、轻质碳酸镁、氧化钛加入搅拌釜搅拌，搅拌25～30分钟后将膨胀珍珠岩、甲基硅酸钠、水泥加入搅拌釜搅拌10～15分钟得所需浆料。

实施例4：

无机硅酸盐隔热耐火材料包括如下重量份的组分：凹凸棒土17份，海泡石60份，80℃的水600份，陶瓷纤维15份，膨润土15份，琥珀酸磺酸钠15份，液态双氢磷酸铝14份，硅酸钠17份，轻质碳酸镁5份，氧化钛7份，膨胀珍珠岩30份，水泥12份，甲基硅酸钠18份。

实施例5：

无机硅酸盐隔热耐火材料包括如下重量份的组分：凹凸棒土20份，海泡石60份，80℃的水650份，陶瓷纤维10份，膨润土16份，琥珀酸磺酸钠18份，固态双氢磷酸铝16份，硅酸钠12份，轻质碳酸镁8份，氧化钛7份，膨胀珍珠岩60份，水泥15份，甲基硅酸钠15份。

无机硅酸盐隔热耐火材料的制备方法包括如下步骤：首先将80℃的水、琥珀酸磺酸钠、陶瓷纤维加入搅拌釜中搅拌，搅拌时间为5～8分钟，转速为20～30rpm；然后向搅拌釜中加入海泡石，以50～70rpm的转速搅拌30～35分钟后再将固态双氢磷酸铝、凹凸棒土、膨润土、硅酸钠、轻质碳酸镁、氧化钛加入搅拌釜搅拌，搅拌25～30分钟后将膨胀珍珠岩、甲基硅酸钠、水泥加入搅拌釜搅拌10～15分钟得所需浆料。

实施例6：

无机硅酸盐隔热耐火材料包括如下重量份的组分：凹凸棒土15份，海泡石65份，78℃的水700份，陶瓷纤维12份，膨润土15份，琥珀酸磺酸钠15份，固态双氢磷酸铝18份，硅酸钠15份，轻质碳酸镁10份，氧化钛3份，膨胀珍珠岩45份，水泥15份，甲基硅酸钠20份。

无机硅酸盐隔热耐火材料的制备方法包括如下步骤：首先将78℃的水、琥珀酸磺酸钠、陶瓷纤维加入搅拌釜中搅拌，搅拌时间为5～8分钟，转速为20～30rpm；然后向搅拌釜中加入海泡石，以50～70rpm的转速搅拌30～35分钟后再将固态双氢磷酸铝、凹凸棒土、膨润土、硅酸钠、轻质碳酸镁、氧化钛加入搅拌釜搅拌，搅拌25～30分钟后将膨胀珍珠岩、甲基硅酸钠、水泥加入搅拌釜搅拌10～15分钟得所需浆料。

实施例7：

无机硅酸盐隔热耐火材料包括如下重量份的组分：凹凸棒土8份，海泡石70份，75℃的水620份，陶瓷纤维20份，膨润土20份，琥珀酸磺酸钠12份，固态双氢磷酸铝20份，硅酸钠17份，轻质碳酸镁4份，氧化钛5份，膨胀珍珠岩40份，水泥20份，甲基硅酸钠18份。

无机硅酸盐隔热耐火材料的制备方法包括如下步骤：首先将75℃的水、琥珀酸磺酸钠、陶瓷纤维加入搅拌釜中搅拌，搅拌时间为5～8分钟，转速为20～30rpm；然后向搅拌釜中加入海泡石，以50～70rpm的转速搅拌30～35分钟后再将固态双氢磷酸铝、凹凸棒土、膨润土、硅酸钠、轻质碳酸镁、氧化钛加入搅拌釜搅拌，搅拌25～30分钟后将膨胀珍珠岩、甲基硅酸钠、水泥加入搅拌釜搅拌10～15分钟得所需浆料。

实施例8：

无机硅酸盐隔热耐火材料包括如下重量份的组分：凹凸棒土17份，海泡石75份，75℃的水600份，陶瓷纤维9份，膨润土12份，琥珀酸磺酸钠20份，固态双氢磷酸铝14份，硅酸钠14份，轻质碳酸镁5份，氧化钛5份，膨胀珍珠岩45份，水泥15份，甲基硅酸钠16份。

实施例9：

无机硅酸盐隔热耐火材料包括如下重量份的组分：凹凸棒土15份，海泡石80份，70℃的水650份，陶瓷纤维15份，膨润土10份，琥珀酸磺酸钠15份，液态双氢磷酸铝16份，硅酸钠20份，轻质碳酸镁5份，氧化钛5份，膨胀珍珠岩35份，水泥10份，甲基硅酸钠18份。

无机硅酸盐隔热耐火材料的制备方法包括如下步骤：首先将70℃的水、琥珀酸磺酸钠、陶瓷纤维加入搅拌釜中搅拌，搅拌时间为5～8分钟，转速为20～30rpm；然后向搅拌釜中加入海泡石，以50～70rpm的转速搅拌30～35分钟后再将液态双氢磷酸铝、凹凸棒土、膨润土、硅酸钠、轻质碳酸镁、氧化钛加入搅拌釜搅拌，搅拌25～30分钟后将膨胀珍珠岩、甲基硅酸钠、水泥加入搅拌釜搅拌10～15分钟得所需浆料。

实施例10：

无机硅酸盐隔热耐火材料包括如下重量份的组分：凹凸棒土18份，海泡石70份，水620份，陶瓷纤维12份，膨润土10份，琥珀酸磺酸钠8份，固态双氢磷酸铝5份或液态双氢磷酸铝12份，硅酸钠15份，轻质碳酸镁4份，氧化钛1份，膨胀珍珠岩50份，水泥10份，甲基硅酸钠15份。

无机硅酸盐隔热耐火材料的制备方法包括如下步骤：首先将水、琥珀酸磺酸钠、陶瓷纤维加入搅拌釜中搅拌，搅拌时间为6分钟，转速为25rpm；然后向搅拌釜中加入海泡石，以60rpm的转速搅拌30分钟后再将双氢磷酸铝、凹凸棒土、膨润土、硅酸钠、轻质碳酸镁、氧化钛加入搅拌釜搅拌，搅拌30分钟后将膨胀珍珠岩、甲基硅酸钠、水泥加入搅拌釜，搅拌12分钟后得所需浆料。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims

1.一种无机硅酸盐隔热耐火材料，它包括如下重量份的组分：凹凸棒土5～20份，海泡石50～80份，水500～700份，陶瓷纤维5～20份，膨润土5～20份，琥珀酸磺酸钠5～20份，双氢磷酸铝5～20份，硅酸钠5～20份，轻质碳酸镁1～10份，氧化钛1～10份，膨胀珍珠岩15～70份，水泥5～20份，甲基硅酸钠15～20份。

2.根据权利要求1所述的无机硅酸盐隔热耐火材料，其特征在于：它包括如下重量份的组分：凹凸棒土8～15份，海泡石55～70份，水550～650份，陶瓷纤维10～15份，膨润土8～15份，琥珀酸磺酸钠6～15份，双氢磷酸铝5～15份，硅酸钠10～15份，轻质碳酸镁5～8份，氧化钛1～8份，膨胀珍珠岩20～50份，水泥10～20份，甲基硅酸钠15～20份。

3.根据权利要求1所述的无机硅酸盐隔热耐火材料，其特征在于：它包括如下重量份的组分：凹凸棒土18份，海泡石70份，水620份，陶瓷纤维12份，膨润土10份，琥珀酸磺酸钠8份，固态双氢磷酸铝5份或液态双氢磷酸铝12份，硅酸钠15份，轻质碳酸镁4份，氧化钛1份，膨胀珍珠岩50份，水泥10份，甲基硅酸钠15份。

4.根据权利要求1～3任一项所述的无机硅酸盐隔热耐火材料，其特征在于：所述水的温度范围70～85℃。

5.根据权利要求1～3任一项所述的无机硅酸盐隔热耐火材料，其特征在于：所述双氢磷酸铝为液态。

6.一种权利要求1所述的无机硅酸盐隔热耐火材料的制备方法，它包括如下步骤：首先将水、琥珀酸磺酸钠、陶瓷纤维加入搅拌釜中搅拌，搅拌时间为5～8分钟，转速为20～30rpm；然后向搅拌釜中加入海泡石，以50～70rpm的转速搅拌30～35分钟后再将双氢磷酸铝、凹凸棒土、膨润土、硅酸钠、轻质碳酸镁、氧化钛加入搅拌釜搅拌，搅拌25～30分钟后将膨胀珍珠岩、甲基硅酸钠、水泥加入搅拌釜，搅拌10～15分钟后得所需浆料。

7.根据权利要求6所述无机硅酸盐隔热耐火材料的制备方法，其特征在于：它包括如下重量份的组分：凹凸棒土8～15份，海泡石55～70份，水550～650份，陶瓷纤维10～15份，膨润土8～15份，琥珀酸磺酸钠6～15份，双氢磷酸铝5～15份，硅酸钠10～15份，轻质碳酸镁5～8份，氧化钛1～8份，膨胀珍珠岩20～50份，水泥10～20份，甲基硅酸钠15～20份。

8.根据权利要求6所述无机硅酸盐隔热耐火材料的制备方法，其特征在于：它包括如下重量份的组分：凹凸棒土18份，海泡石70份，水620份，陶瓷纤维12份，膨润土10份，琥珀酸磺酸钠8份，固态双氢磷酸铝5份或液态双氢磷酸铝12份，硅酸钠15份，轻质碳酸镁4份，氧化钛1份，膨胀珍珠岩50份，水泥10份，甲基硅酸钠15份。

9.根据权利要求6或7或8所述无机硅酸盐隔热耐火材料的制备方法，其特征在于：所述双氢磷酸铝为液态。