CN104671806B - 一种纳米二氧化硅抗结皮喷涂料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种纳米二氧化硅抗结皮喷涂料的制备方法，步骤包括稀释纳米二氧化硅，与阳离子交换树脂搅拌混匀，中和，调至碱性，加热装瓶。采用本发明可在施工条件困难的情况下方便快捷地对回转窑内部浇注料进行修补和涂层，并具有良好的抗结皮性能和抗热震性能。

Description

一种纳米二氧化硅抗结皮喷涂料的制备方法
技术领域
本发明涉及水泥窑用抗结皮材料领域，特别是涉及一种纳米二氧化硅抗结皮喷涂料的制备方法。
背景技术
在水泥制造过程中，回转窑中的各种杂质，包括重金属离子、硫、氯、碱等，在回转窑中循环富集，极易在窑尾系统形成结皮而发生堵塞，影响水泥回转窑的正常运行，从而影响生产效率。常见解决方法是使用抗结皮浇注料作为内衬，然而抗结皮浇注料施工困难，浇注难度大，不易用于修补，而喷涂料一般为高铝质，不具备抗结皮功能。
中国专利CN102815955B公开了一种水泥窑用抗结皮喷涂料，由焦宝石、碳化硅、广西白泥、α氧化铝微粉、高铝细粉、纯铝酸钙水泥、锂辉石、叶腊石和聚丙烯纤维组成，可达到良好的抗结皮效果，施工速度快，但是由于碳化硅作为骨料，在温度上升到1200℃时，其抗氧化能力大大下降，材料表面的SiO2薄膜开始和CaO反应出现液相并粘结物料，抗结皮性能失效。
发明内容
为了解决而抗结皮耐火材料施工麻烦，结皮性能差的问题，我们提出了一种纳米二氧化硅抗结皮喷涂料的制备方法，采用本发明可以达到施工方便快捷，抗结皮性能优异的效果。
本发明是通过以下技术方案实现的：
为实现上述目的，本发明提供一种纳米二氧化硅抗结皮喷涂料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)将纳米二氧化硅用去阳离子水稀释成含二氧化硅为3～12％的溶液；
(2)加入氢型的强酸型阳离子交换树脂，控制pH≤5；
(3)搅拌同时向反应器内加入碱金属硅酸盐溶液至pH为6-7，搅拌均匀；
(4)调节pH值至9-10，加入α氧化铝微粉、镁铝尖晶石微粉和纯铝酸钙水泥，搅拌同时以1.5-2.5℃/min的速度加热至40-60℃；
(5)装瓶，喷涂，冷却后即得抗结皮涂层；
所述纳米二氧化硅、α氧化铝微粉、镁铝尖晶石微粉和纯铝酸钙水泥质量比为：1：0.1-0.5：0.1-0.5：0.2-1。
以纳米二氧化硅作为骨料，在常温下，与硅溶胶聚结从而产生强度，能有效粘结在需修补浇注料或回转窑内壁；中温条件下，纳米二氧化硅在材料表面产生一层薄膜，起到抗结皮的作用，同时纳米二氧化硅与镁铝尖晶石及α氧化铝发生反应生成堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)产生陶瓷结合，提供中温强度以及良好的抗结皮性；高温条件下，生成更多堇青石，在薄膜周围形成致密保护，使得材料在具有抗结皮性能的同时，有优异的抗热震性。
优选地，上述抗结皮涂层厚度为60-80μm。
优选地，上述α氧化铝微粉、镁铝尖晶石微粉和纯铝酸钙水泥的纯度不低于99％。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，能在施工条件困难的情况下方便快捷地对回转窑内部浇注料进行修补和涂层，并具有良好的抗结皮性能和抗热震性能。
具体实施方式
下面结合实施例，更具体地说明本发明的内容。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通或改变都落入本发明保护范围；且下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
实施例1：
一种纳米二氧化硅抗结皮喷涂料的制备方法，步骤如下：
(1)将纳米二氧化硅用去阳离子水稀释成含二氧化硅为8％的溶液；
(2)加入氢型的强酸型阳离子交换树脂，控制pH≤5；
(3)搅拌同时向反应器内加入碱金属硅酸盐溶液至pH为6.7，搅拌均匀；
(4)调节pH值至10，加入α氧化铝微粉、镁铝尖晶石微粉和纯铝酸钙水泥，搅拌同时以2℃/min的速度加热至50℃；
(5)装瓶，喷涂，冷却后即得抗结皮涂层。
其中纳米二氧化硅、α氧化铝微粉、镁铝尖晶石微粉和纯铝酸钙水泥质量比为：1：0.2：0.2：0.5。
实施例2：
一种纳米二氧化硅抗结皮喷涂料的制备方法，步骤如下：
(1)将纳米二氧化硅用去阳离子水稀释成含二氧化硅为10％的溶液；
(2)加入氢型的强酸型阳离子交换树脂，控制pH≤5；
(3)搅拌同时向反应器内加入碱金属硅酸盐溶液至pH为6.7，搅拌均匀；
(4)调节pH值至10，加入α氧化铝微粉、镁铝尖晶石微粉和纯铝酸钙水泥，搅拌同时以2℃/min的速度加热至50℃；
(5)装瓶，喷涂，冷却后即得抗结皮涂层。
其中纳米二氧化硅、α氧化铝微粉、镁铝尖晶石微粉和纯铝酸钙水泥质量比为：1：0.3：0.3：0.5。
实施例3：
一种纳米二氧化硅抗结皮喷涂料的制备方法，步骤如下：
(1)将纳米二氧化硅用去阳离子水稀释成含二氧化硅为12％的溶液；
(2)加入氢型的强酸型阳离子交换树脂，控制pH≤5；
(3)搅拌同时向反应器内加入碱金属硅酸盐溶液至pH为6.7，搅拌均匀；
(4)调节pH值至10，加入α氧化铝微粉、镁铝尖晶石微粉和纯铝酸钙水泥，搅拌同时以2℃/min的速度加热至60℃；
(5)装瓶，喷涂，冷却后即得抗结皮涂层。
其中纳米二氧化硅、α氧化铝微粉、镁铝尖晶石微粉和纯铝酸钙水泥质量比为：1：0.4：0.4：0.6。
对比例：
市购碳化硅抗结皮浇注料，随机取样10份进行抗结皮性能测试。
检测标准：
在普通耐火砖表明喷涂本纳米二氧化硅抗结皮喷涂料，以20％的硫酸钾和10％的硫酸钙作为结皮料，使用带有喷涂料的耐火砖上下夹住结皮料，分别以520℃、815℃和1200℃热处理3小时，检测其抗粘结性。
结果如表1所示。
表1：
由表1可知，本发明制造的纳米二氧化硅抗结皮喷涂料能在各温度条件下保持良好的抗结皮性能。

Claims (3)

1.一种纳米二氧化硅抗结皮喷涂料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
（1）将纳米二氧化硅用去阳离子水稀释成含二氧化硅为3～12％的溶液；
（2）加入氢型的强酸型阳离子交换树脂，控制pH≤5；
（3）搅拌同时向反应器内加入碱金属硅酸盐溶液至pH为6-7，搅拌均匀；
（4）调节pH值至9-10，加入α氧化铝微粉、镁铝尖晶石微粉和纯铝酸钙水泥，
搅拌同时以1.5-2.5℃/min的速度加热至40-60℃；
（5）装瓶，喷涂，冷却后即得抗结皮涂层；
所述纳米二氧化硅、α氧化铝微粉、镁铝尖晶石微粉和纯铝酸钙水泥质量比为：1：0.1-0.5：0.1-0.5：0.2-1。
2.如权利要求1所述的一种纳米二氧化硅抗结皮喷涂料的制备方法，其特征在于，所述抗结皮涂层厚度为60-80μm。
3.如权利要求1所述的一种纳米二氧化硅抗结皮喷涂料的制备方法，其特征在于，所述α氧化铝微粉、镁铝尖晶石微粉和纯铝酸钙水泥的纯度不低于99%。
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