CN104973872A - 一种铝镁尖晶石耐火材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝镁尖晶石耐火材料，它是由下述重量份的原料组成的：铝镁尖晶石71-80、硬脂酸钙1-1.5、聚乙二醇400 6-8、酚醛树脂4-10、剑麻纤维10-12、2-巯基苯并咪唑0.6-1、正硅酸乙酯26-30、5-7mol/l的硝酸溶液3-4、冰醋酸2-3、干酪素0.7-1、聚丙烯2-3、环烷酸皂0.1-0.2、氟硅酸钠1-1.3，本发明的正硅酸乙酯在催化剂冰醋酸加入的条件下水解为硅烷醇溶胶，将硅烷醇溶胶与纤维乳液混合，通过蒸发溶剂，得到含碳、硅的杂合物，最后经过高温碳化，纤维乳液提供碳源，得到碳硅复合助剂，该碳硅复合助剂的化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐热震、重量轻、强度高。

Description

一种铝镁尖晶石耐火材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐火材料，尤其涉及一种铝镁尖晶石耐火材料及其制备方法。

背景技术

耐火材料是指耐火度不低于1580℃的一类无机非金属材料。耐火度是指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。但仅以耐火度来定义已不能全面描述耐火材料了，1580℃并不是绝对的。现定义为凡物理化学性质允许其在高温环境下使用的材料称为耐火材料。耐火材料广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域，在冶金工业中用量最大，占总产量的50%-60%。

碳复合耐火材料是由两种或是两种以上不同性质的耐火氧化物和碳素材料及非氧化物材料为原料，含碳有机物作为结合剂而制成的一种多相复合耐火材料。采用的氧化物主要有MgO、Al2O3、ZrO2 和MgAl2O4, 碳主要是天然石墨，非氧化物主要为Al、Si、Mg 等金属，AlSi、AlMg 类的合金以及SiC、B4C 一类的化合物，然后通过添加树脂或沥青等结合剂加以成型，即可得到由氧化物、碳、非氧化合物以及结合剂组成的复合耐火材料。

发明内容

本发明目的就是提供一种铝镁尖晶石耐火材料及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种铝镁尖晶石耐火材料，它是由下述重量份的原料组成的：

铝镁尖晶石71-80、硬脂酸钙1-1.5、聚乙二醇400 6-8、酚醛树脂4-10、剑麻纤维10-12、2-巯基苯并咪唑0.6-1、正硅酸乙酯26-30、5-7mol/l的硝酸溶液3-4、冰醋酸2-3、干酪素0.7-1、聚丙烯2-3、环烷酸皂0.1-0.2、氟硅酸钠1-1.3。

一种铝镁尖晶石耐火材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将硬脂酸钙加入到聚乙二醇400中，加热到76-80℃，保温搅拌5-10分钟，加入干酪素，搅拌至常温，得干酪素醇液；

（2）将剑麻纤维加入到浓度为5-7%的亚硫酸氢钾溶液中浸润3-4小时，取出后烘干，加入硝酸溶液，搅拌混合20-30分钟，加入食用碱，调节PH为中性，加入干酪素醇液，搅拌均匀，得干酪素纤维液；

（3）将上述正硅酸乙酯加入到8-10倍的无水乙醇中，搅拌溶解，将溶解液滴加到上述干酪素纤维液中，滴加完毕后，加入冰醋酸，在40-45℃下反应10-12小时，依次用无水乙醇和蒸馏水对产物进行洗涤，过滤，真空煅烧：真空度为8-10Pa，升温速率为80-100℃/min，升温到1260-1300℃后保温焙烧 10-12 h，得碳硅复合助剂；

（4）将聚丙烯加热软化，加入酚醛树脂、2-巯基苯并咪唑、环烷酸皂，搅拌混合10-20分钟，滴加氨水，调节PH为7-9，加入氟硅酸钠，搅拌均匀，脱水，得树脂粘结剂；

（5）将铝镁尖晶石干混辗2-3 分钟，加入树脂粘结剂，混辗6-10分钟，加入剩余各原料，调整温度为80-90℃，混辗16-20分钟，热压成型，在埋炭气氛下于1200-1400℃条件下烧成。

与现有技术相比，本发明的优点是：

本发明的正硅酸乙酯在催化剂冰醋酸加入的条件下水解为硅烷醇溶胶，将硅烷醇溶胶与纤维乳液混合，通过蒸发溶剂，得到含碳、硅的杂合物，最后经过高温碳化，纤维乳液提供碳源，得到碳硅复合助剂，该碳硅复合助剂的化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐热震、重量轻、强度高。

本发明的树脂粘结剂可以很好的调节粘度，具有良好的抗氧化性，与聚丙烯共混，可以提高酚醛树脂的耐高温性，提高烧结性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细描述：

实施例1：

一种铝镁尖晶石耐火材料，它是由下述重量份的原料组成的：

铝镁尖晶石80、硬脂酸钙1.5、聚乙二醇400 8、酚醛树脂10、剑麻纤维12、2-巯基苯并咪唑0.6、正硅酸乙酯30、7mol/l的硝酸溶液3、冰醋酸2、干酪素0.7、聚丙烯2、环烷酸皂0.2、氟硅酸钠1.3。

一种铝镁尖晶石耐火材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将硬脂酸钙加入到聚乙二醇400中，加热到80℃，保温搅拌10分钟，加入干酪素，搅拌至常温，得干酪素醇液；

（2）将剑麻纤维加入到浓度为5%的亚硫酸氢钾溶液中浸润4小时，取出后烘干，加入硝酸溶液，搅拌混合30分钟，加入食用碱，调节PH为中性，加入干酪素醇液，搅拌均匀，得干酪素纤维液；

（3）将上述正硅酸乙酯加入到10倍的无水乙醇中，搅拌溶解，将溶解液滴加到上述干酪素纤维液中，滴加完毕后，加入冰醋酸，在45℃下反应12小时，依次用无水乙醇和蒸馏水对产物进行洗涤，过滤，真空煅烧：真空度为10Pa，升温速率为100℃/min，升温到1300℃后保温焙烧 12 h，得碳硅复合助剂；

（4）将聚丙烯加热软化，加入酚醛树脂、2-巯基苯并咪唑、环烷酸皂，搅拌混合20分钟，滴加氨水，调节PH为9，加入氟硅酸钠，搅拌均匀，脱水，得树脂粘结剂；

（5）将铝镁尖晶石干混辗2分钟，加入树脂粘结剂，混辗10分钟，加入剩余各原料，调整温度为90℃，混辗20分钟，热压成型，在埋炭气氛下于1400℃条件下烧成。

性能测试：

将本发明的耐火材料按GB/T13244 检测抗氧化性（1000℃×3h），脱碳层厚度为4.2mm；按YB/T376.1 检测1100℃水冷的抗热震性，试样可以经受9次的试验不出现裂纹；高温抗折强度为7.6MPa。

Claims (2)

1.一种铝镁尖晶石耐火材料，其特征在于它是由下述重量份的原料组成的：

铝镁尖晶石71-80、硬脂酸钙1-1.5、聚乙二醇400 6-8、酚醛树脂4-10、剑麻纤维10-12、2-巯基苯并咪唑0.6-1、正硅酸乙酯26-30、5-7mol/l的硝酸溶液3-4、冰醋酸2-3、干酪素0.7-1、聚丙烯2-3、环烷酸皂0.1-0.2、氟硅酸钠1-1.3。

2.一种如权利要求1所述的铝镁尖晶石耐火材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将硬脂酸钙加入到聚乙二醇400中，加热到76-80℃，保温搅拌5-10分钟，加入干酪素，搅拌至常温，得干酪素醇液；

（2）将剑麻纤维加入到浓度为5-7%的亚硫酸氢钾溶液中浸润3-4小时，取出后烘干，加入硝酸溶液，搅拌混合20-30分钟，加入食用碱，调节PH为中性，加入干酪素醇液，搅拌均匀，得干酪素纤维液；

（3）将上述正硅酸乙酯加入到8-10倍的无水乙醇中，搅拌溶解，将溶解液滴加到上述干酪素纤维液中，滴加完毕后，加入冰醋酸，在40-45℃下反应10-12小时，依次用无水乙醇和蒸馏水对产物进行洗涤，过滤，真空煅烧：真空度为8-10Pa，升温速率为80-100℃/min，升温到1260-1300℃后保温焙烧 10-12 h，得碳硅复合助剂；

（4）将聚丙烯加热软化，加入酚醛树脂、2-巯基苯并咪唑、环烷酸皂，搅拌混合10-20分钟，滴加氨水，调节PH为7-9，加入氟硅酸钠，搅拌均匀，脱水，得树脂粘结剂；

（5）将铝镁尖晶石干混辗2-3 分钟，加入树脂粘结剂，混辗6-10分钟，加入剩余各原料，调整温度为80-90℃，混辗16-20分钟，热压成型，在埋炭气氛下于1200-1400℃条件下烧成。