CN107445576A - 一种用于工业熔炉的陶瓷纤维保温材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于工业熔炉的陶瓷纤维保温材料，所述保温材料由如下按质量组份组成：硅酸铝陶瓷纤维45‐55份，硅氮碳陶瓷纤维15‐22份，三氧化二铝2‐6份，氧化锆4‐9份，粘结剂12‐18份，表面活性剂1‐5份，填充剂15‐28份。本保温材料通过以硅酸铝陶瓷纤维以及硅氮碳陶瓷纤维为基体材料，往其中加入三氧化二铝以及氧化锆进行物性改进，同时加入粘结剂、表面活性剂以及填充剂，使保温材料成型，使得本保温材料导热系数低，可以达到0.015的水平，保温效果好，可以保持热量80％都不损失。
Description
技术领域
本发明涉及保温材料技术领域，尤其涉及一种用于工业熔炉的陶瓷纤维保温材料。
背景技术
耐高温涂料技术大致有两大系列，有机系列和无机系列，其中有机系列的耐高温涂料多半以有机硅为载体，其最高温度一般不能超过400摄氏度，超过此温度就会发生碳化或者软化，而无机系列的耐高温涂料皆是能承受至少1000摄氏度的高温。
工业熔炉一般用于将金属物进行熔融，例如：金属铝。但是，在熔融金属铝的过程中，需要大量的热，且当温度达到熔融金属温度时，温度将非常高。为了使在金属熔融时的热量减少散失，一般要在坩埚的外层包裹一层保温层，减少热量的流失。由于，熔融温度特别高，所以有机材料就不能应用，只能使用无机保温材料。
现有的无机保温材料在应用在工业熔炉时，虽然材料不至于碳化或者软化，但是其保温效果不好，其导热系数会达到0.035W/m.K，且只能保证70％热量不损失。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于工业熔炉的陶瓷纤维保温材料。
一种用于工业熔炉的陶瓷纤维保温材料，所述保温材料由如下按质量组份组成：
优选地，所述保温材料由如下按质量组份组成：
优选地，所述保温材料由如下按质量组份组成：
优选地，所述粘结剂为硅酸凝胶、水泥或者铝溶胶中的一种。
优选地，所述粘结剂为水泥。
优选地，所述表面活性剂为钛酸酯或者铝酸酯。
优选地，所述表面活性剂为钛酸酯。
优选地，所述填充剂为滑石粉、石墨粉、玻璃粉、石棉粉、云母粉以及石英粉中的一种。
优选地，所述填充剂为石棉粉。
本发明的有益效果在于：本保温材料通过以硅酸铝陶瓷纤维以及硅氮碳陶瓷纤维为基体材料，往其中加入三氧化二铝以及氧化锆进行物性改进，同时加入粘结剂、表面活性剂以及填充剂，使保温材料成型，使得本保温材料导热系数低，可以达到0.015的水平，保温效果好，可以保持热量80％都不损失。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
实施例1
用于工业熔炉的陶瓷纤维保温材料，保温材料由如下按质量组分组成：
用于工业熔炉的陶瓷纤维保温材料的制备方法：
准确称取配方量的硅酸铝陶瓷纤维、硅氮碳陶瓷纤维、三氧化二铝、氧化锆、硅酸凝胶、铝酸酯以及滑石粉；
将硅酸铝陶瓷纤维以及硅氮碳陶瓷纤维分别加入气流粉碎机中进行粉碎，粉碎至粒径为20μm；
将硅酸铝陶瓷纤维粉末以及硅氮碳陶瓷纤维粉末分别过600目；
将过筛后的硅酸铝陶瓷纤维粉末以及硅氮碳陶瓷纤维粉末加入至水中，用搅拌机进行搅拌，搅拌速度为70r/min，搅拌18min，得到混料浆液a；
将三氧化二铝以及氧化锆加入至混料浆液a中，搅拌速度为180r/min，搅拌时间为3min，得到混料浆液b；
然后将硅酸凝胶、铝酸酯以及滑石粉加入混料浆液b，在分散剂中进行分散，分散剂转速为80r/min，分散时间为8min，得到混料浆液c；
将混料浆液c倒入带孔的金属模具中，采用真空抽滤，抽出水分，然后进行机械压制得到湿坯；
常温放置24h，然后放入至烘箱中干燥，烘箱温度为80℃，烘干时间为8h，得到干坯；
将干坯放入至马弗炉中，逐渐升温，不断热解，升温速度为30℃/min，升至1000℃，保温2h；
保温时间后，然后自然冷却，冷却至室温，得到保温材料。
实施例2
用于工业熔炉的陶瓷纤维保温材料，保温材料由如下按质量组分组成：
用于工业熔炉的陶瓷纤维保温材料的制备方法：
准确称取配方量的硅酸铝陶瓷纤维、硅氮碳陶瓷纤维、三氧化二铝、氧化锆、水泥、铝酸酯以及石墨粉；
将硅酸铝陶瓷纤维以及硅氮碳陶瓷纤维分别加入气流粉碎机中进行粉碎，粉碎至粒径为18μm；
将硅酸铝陶瓷纤维粉末以及硅氮碳陶瓷纤维粉末分别过750目；
将过筛后的硅酸铝陶瓷纤维粉末以及硅氮碳陶瓷纤维粉末加入至水中，用搅拌机进行搅拌，搅拌速度为50/min，搅拌22min，得到混料浆液a；
将三氧化二铝以及氧化锆加入至混料浆液a中，搅拌速度为165r/min，搅拌时间为4min，得到混料浆液b；
然后将水泥、铝酸酯以及石墨粉加入混料浆液b，在分散剂中进行分散，分散剂转速为110r/min，分散时间为6min，得到混料浆液c；
将混料浆液c倒入带孔的金属模具中，采用真空抽滤，抽出水分，然后进行机械压制得到湿坯；
常温放置21h，然后放入至烘箱中干燥，烘箱温度为95℃，烘干时间为6h，得到干坯；
将干坯放入至马弗炉中，逐渐升温，不断热解，升温速度为36℃/min，升至940℃，保温2.5h；
保温时间后，然后自然冷却，冷却至室温，得到保温材料。
实施例3
用于工业熔炉的陶瓷纤维保温材料，保温材料由如下按质量组分组成：
用于工业熔炉的陶瓷纤维保温材料的制备方法：
准确称取配方量的硅酸铝陶瓷纤维、硅氮碳陶瓷纤维、三氧化二铝、氧化锆、铝溶胶、钛酸酯以及玻璃粉；
将硅酸铝陶瓷纤维以及硅氮碳陶瓷纤维分别加入气流粉碎机中进行粉碎，粉碎至粒径为14μm；
将硅酸铝陶瓷纤维粉末以及硅氮碳陶瓷纤维粉末分别过800目；
将过筛后的硅酸铝陶瓷纤维粉末以及硅氮碳陶瓷纤维粉末加入至水中，用搅拌机进行搅拌，搅拌速度为40r/min，搅拌24min，得到混料浆液a；
将三氧化二铝以及氧化锆加入至混料浆液a中，搅拌速度为140r/min，搅拌时间为6min，得到混料浆液b；
然后将铝溶胶、钛酸酯以及玻璃粉加入混料浆液b，在分散剂中进行分散，分散剂转速为120r/min，分散时间为5min，得到混料浆液c；
将混料浆液c倒入带孔的金属模具中，采用真空抽滤，抽出水分，然后进行机械压制得到湿坯；
常温放置20h，然后放入至烘箱中干燥，烘箱温度为100℃，烘干时间为5h，得到干坯；
将干坯放入至马弗炉中，逐渐升温，不断热解，升温速度为30℃/min，升至800℃，保温3h；
保温时间后，然后自然冷却，冷却至室温，得到保温材料。
实施例4
用于工业熔炉的陶瓷纤维保温材料，保温材料由如下按质量组分组成：
用于工业熔炉的陶瓷纤维保温材料的制备方法：
准确称取配方量的硅酸铝陶瓷纤维、硅氮碳陶瓷纤维、三氧化二铝、氧化锆、水泥、钛酸酯以及石棉粉；
将硅酸铝陶瓷纤维以及硅氮碳陶瓷纤维分别加入气流粉碎机中进行粉碎，粉碎至粒径为15μm；
将硅酸铝陶瓷纤维粉末以及硅氮碳陶瓷纤维粉末分别过650目；
将过筛后的硅酸铝陶瓷纤维粉末以及硅氮碳陶瓷纤维粉末加入至水中，用搅拌机进行搅拌，搅拌速度为65/min，搅拌20min，得到混料浆液a；
将三氧化二铝以及氧化锆加入至混料浆液a中，搅拌速度为150r/min，搅拌时间为5min，得到混料浆液b；
然后将水泥、钛酸酯以及石棉粉加入混料浆液b，在分散剂中进行分散，分散剂转速为90r/min，分散时间为7min，得到混料浆液c；
将混料浆液c倒入带孔的金属模具中，采用真空抽滤，抽出水分，然后进行机械压制得到湿坯；
常温放置23h，然后放入至烘箱中干燥，烘箱温度为85℃，烘干时间为7h，得到干坯；
将干坯放入至马弗炉中，逐渐升温，不断热解，升温速度为32℃/min，升至850℃，保温3h；
保温时间后，然后自然冷却，冷却至室温，得到保温材料。
实施例5
用于工业熔炉的陶瓷纤维保温材料，保温材料由如下按质量组分组成：
用于工业熔炉的陶瓷纤维保温材料的制备方法：
准确称取配方量的硅酸铝陶瓷纤维、硅氮碳陶瓷纤维、三氧化二铝、氧化锆、水泥、铝酸酯以及云母粉；
将硅酸铝陶瓷纤维以及硅氮碳陶瓷纤维分别加入气流粉碎机中进行粉碎，粉碎至粒径为17μm；
将硅酸铝陶瓷纤维粉末以及硅氮碳陶瓷纤维粉末分别过680目；
将过筛后的硅酸铝陶瓷纤维粉末以及硅氮碳陶瓷纤维粉末加入至水中，用搅拌机进行搅拌，搅拌速度为58/min，搅拌21min，得到混料浆液a；
将三氧化二铝以及氧化锆加入至混料浆液a中，搅拌速度为156r/min，搅拌时间为4min，得到混料浆液b；
然后将水泥、铝酸酯以及云母粉加入混料浆液b，在分散剂中进行分散，分散剂转速为104r/min，分散时间为6min，得到混料浆液c；
将混料浆液c倒入带孔的金属模具中，采用真空抽滤，抽出水分，然后进行机械压制得到湿坯；
常温放置22h，然后放入至烘箱中干燥，烘箱温度为89℃，烘干时间为6h，得到干坯；
将干坯放入至马弗炉中，逐渐升温，不断热解，升温速度为35℃/min，升至880℃，保温2.8h；
保温时间后，然后自然冷却，冷却至室温，得到保温材料。
上述实施例的填充剂还可以为滑石粉、石墨粉、玻璃粉、石棉粉、云母粉以及石英粉中的的组合。
将实施例1-5的陶瓷纤维保温材料，应用于工业熔炉上，测定并计算导热系数以及保温率。
| 测试项目 | 导热系数(w/m.k) | 保温率(％) |
| 实施例1 | 0.018 | 81 |
| 实施例2 | 0.021 | 82 |
| 实施例3 | 0.016 | 83 |
| 实施例4 | 0.017 | 82 |
| 实施例5 | 0.016 | 84 |
根据性能测试表中的数据可以看出，实施例1-5复合材料不但导热系数低，而且保温率非常高，大大提高了陶瓷纤维保温材料的综合性能。
以上是对本发明所提供的具体实施例。
说明书对本发明进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的结构原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种用于工业熔炉的陶瓷纤维保温材料，其特征在于，所述保温材料由如下按质量组份组成：
2.根据权利要求1所述的保温材料，其特征在于，所述保温材料由如下按质量组份组成：
3.根据权利要求1所述的保温材料，其特征在于，所述保温材料由如下按质量组份组成：
4.根据权利要求1‐3任一所述的保温材料，其特征在于：所述粘结剂为硅酸凝胶、水泥或者铝溶胶中的一种。
5.根据权利要求4所述的保温材料，其特征在于：所述粘结剂为水泥。
6.根据权利要求1‐3任一所述的保温材料，其特征在于：所述表面活性剂为钛酸酯或者铝酸酯。
7.根据权利要求6所述的保温材料，其特征在于：所述表面活性剂为钛酸酯。
8.根据权利要求1‐3任一所述的保温材料，其特征在于：所述填充剂为滑石粉、石墨粉、玻璃粉、石棉粉、云母粉以及石英粉中的一种。
9.根据权利要求8所述的保温材料，其特征在于：所述填充剂为石棉粉。
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