CN109133946A - 一种轻质保温耐火材料及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻质保温耐火材料,它包括如下重量份的成分:红砂50~90份,珍珠岩2~20份,高岭土2~20份,纸纤维1~30份,石棉绒纤维2~20份,酚醛树脂粉1~15份,粘土分散剂0.01~0.5份。制作方法包括以下步骤:第一步,在搅拌机中按上述重量比分别加入红砂、高岭土、珍珠岩、酚醛树脂粉、粘土分散剂,搅拌2~3分钟;第二步,加水并搅拌2~3分钟;将纸纤维和石棉绒纤维分三次,每隔1分钟加入搅拌,加完后再搅拌2~3分钟,然后加入水并搅拌4~6分钟后即得原料。本发明的一种轻质保温耐火材料及其制作方法,制作的耐火保温砖、板制品中含有大量的纤维状气孔,同时具有保温性和透气性,使用温度高,材料来源广泛、价格低廉,制作工艺简单。
Description
技术领域
本发明涉及耐火材料领域,尤其涉及一种轻质保温耐火材料及其 制作方法。
背景技术
高温工业窑炉为减少散热、提高热效率,通常在炉墙及炉顶采用 轻质耐火材料砌筑,尤其是炉顶采用轻质耐火材料可大幅度减轻炉顶 重量。在浇铸大型钢锭时,钢锭帽口需要轻质耐火材料对钢锭头部进 行保温,以减少钢锭凝固过程中产生缩孔疏松缺陷。常见的材料有: 硅酸铝纤维板、纤维毡,硅酸铝纤维板、纤维毡的最高使用温度 (1100℃)低、强度低,使用范围受到限制,轻质粘土转、高铝砖等 定型制品适用于大面积的墙体砌筑,其在形状复杂的部位及窑炉非拱 形炉顶部位不适用,并且上述材料的成本相对较高。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种轻质保温耐 火材料及其制作方法,制作的耐火保温砖、板制品中含有大量的纤维 状气孔,同时具有保温性和透气性,使用温度高,材料来源广泛、价 格低廉,制作工艺简单。
为达到上述目的,本发明通过以下技术方案来实现。
一种轻质保温耐火材料,它包括如下重量份的成分:红砂50~90 份,珍珠岩2~20份,高岭土2~20份,纸纤维1~30份,石棉绒纤维2~ 20份,酚醛树脂粉1~15份,粘土分散剂0.01~0.5份。
进一步的,所述红砂的粒度范围为0~1mm,所述红砂中的SiO2含量大于88%。
进一步的,所述酚醛树脂粉过100目的筛。
一种轻质保温耐火材料的其制作方法,它包括以下步骤:
第一步,在搅拌机中按上述重量比分别加入红砂、高岭土、珍珠 岩、酚醛树脂粉、粘土分散剂,搅拌2~3分钟;
第二步,在搅拌机中加入步骤一中原料总重量的20%的水并搅拌 2~3分钟;将纸纤维和石棉绒纤维均分为三等份,然后每隔1分钟加 入一份纸纤维和石棉绒纤维,3次加完,加完纸纤维和石棉绒纤维后 再搅拌2~3分钟,然后加入步骤一中原料总重量15%的水并搅拌4~6 分钟后即得原料。
进一步的,所述第二步中的原料在使用后的烘烤工艺为:50~80℃ 条件下烘烤12h~24h;80~110℃条件下烘烤12h~24h,180~200℃ 条件下烘烤4~8h。
进一步的,所述第二步中的原料烘烤后的容重为0.8~1.45g/cm3。
本发明的一种轻质保温耐火材料及其制作方法,制作的耐火保温 砖、板制品中含有大量的纤维状气孔,同时具有保温性和透气性,使 用温度高,材料来源广泛、价格低廉,制作工艺简单。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明,但不局限于说明书上的 内容。
一种轻质保温耐火材料包括如下重量份的成分:红砂50~90份, 珍珠岩2~20份,高岭土2~20份,纸纤维1~30份,石棉绒纤维2~20 份,酚醛树脂粉1~15份,粘土分散剂0.01~0.5份。
红砂:冶铸工业重要型砂材料之一,可作铸铁及各种有色金属铸 件用的型砂。一九六四年,一九八五年由机械工业部沈阳铸造研究所 分析鉴定,其化学组成及物理性能均符合部颁标准,可配制铸铁件及 各种有色金属件的型砂及蕊砂。现有最最有名的为南京红砂,特点: 砂质纯,含泥量适度,透气性强,粘度好,含硅高,水分少,颗粒细, 翻出的铸件光洁平整,质量稳定,被云南昆明工学院等院校选进合编 的《造型材料》一书的内容之一,85年又被江苏省列为“江苏之最” 产品印成画册向国内外发行,1991年荣获全国铸造材料金鼎奖。南京 红砂资源丰富,开采历史悠久。随着国民经济的不断发展,全国需求 量不断增加,生产规模随之逐渐扩大,产量不断上升,产品规格齐全: 现有40-60目,80-120目,100-160目等,并有散装和包装,销量逐年 增长,行销全过二十余个省、市、自治区,颇受用户欢迎,近年来, 通过上海开拓了国际市场。
红砂的粒度范围为0~1mm,SiO2含量88%以上。
高岭土是一种非金属矿产,是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘 土和粘土岩。因呈白色而又细腻,又称白云土。因江西省景德镇高岭 村而得名,其质纯的高岭土呈洁白细腻、松软土状,具有良好的可塑 性和耐火性等理化性质。其矿物成分主要由高岭石、埃洛石、水云母、 伊利石、蒙脱石以及石英、长石等矿物组成。高岭土用途十分广泛, 主要用于造纸、陶瓷和耐火材料,其次用于涂料、橡胶填料、搪瓷釉 料和白水泥原料,少量用于塑料、油漆、颜料、砂轮、铅笔、日用化 妆品、肥皂、农药、医药、纺织、石油、化工、建材、国防等工业部 门。性状:多无光泽,质纯时颜白细腻,如含杂质时可带有灰、黄、 褐等色。外观依成因不同可呈松散的土块状及致密状态岩块状。
物化性质:密度:2.54~2.60g/cm3。熔点:约1785℃。具有可 塑性,湿土能塑成各种形状而不致破碎,并能长期保持不变。
珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩,经急剧冷却而成的玻璃质岩 石,因其具有珍珠裂隙结构而得名。珍珠岩矿包括珍珠岩,黑曜岩和 松脂岩。三者的区别在于珍珠岩具有因冷凝作用形成的圆弧形裂纹, 称珍珠岩结构,含水量2~6%;松脂岩具有独特的松脂光泽,含水量6~ 10%;黑曜岩具有玻璃光泽与贝壳状断口,含水量一般小于2%。
纸纤维是由废旧纸屑(纸箱、纸卷、报纸、书纸等材料)经加工 设备,加工成纤维状的成品。根据不同的用途与需要可以加工成不同 的规格。废物合理利用既环保又有可观的附加值。常用与耐火材料中 如:喷补料等。
石棉绒纤维是天然纤维状的硅质矿物的泛称,是一种被广泛应用 于建材防火板的硅酸盐类矿物纤维,也是唯一的天然矿物纤维,它具 有良好的抗拉强度和良好的隔热性与防腐蚀性,不易燃烧,故被广泛 应用。石棉的种类很多,最常见的三种是温石棉(白石棉)、铁石棉 (褐石棉)及青石棉(蓝石棉),其中以温石棉含量最为丰富,用途 最广。
酚醛树脂也叫电木,又称电木粉。原为无色或黄褐色透明物,市 场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色,有颗粒、 粉末状。耐弱酸和弱碱,遇强酸发生分解,遇强碱发生腐蚀。不溶于 水,溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。苯酚醛或其衍生物缩聚而得。酚醛树脂一个重要的应用就是作为粘结剂。酚醛树脂是一种多功能,与 各种各样的有机和无机填料都能相容的物质。设计正确的酚醛树脂, 润湿速度特别快。并且在交联后可以为磨具、耐火材料,摩擦材料以 及电木粉提供所需要的机械强度,耐热性能和电性能。酚醛树脂粉过 100目以上的筛子。
分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质 的界面活性剂。可均一分散那些难于溶解于液体的无机,有机颜料的 固体及液体颗粒,同时也能防止颗粒的沉降和凝聚,形成安定悬浮液 所需的两亲性试剂。
粘土分散剂的优点:
1、易溶于水,耐酸、耐碱、耐硬水,具有优良的增溶、乳化、 分散等性能。
2、用作还原染料和分散染料的分散剂和填充剂,主要用于分散 染料、还原染料研磨时的加工剂与分散剂。具有磨效好,分散性、耐 热性、高温分散稳定好的优点。可使染料色光鲜艳,色力增高,着色 均匀。还可以与各类分散剂进行复配以适应各种分散染料和还原染料 的商品化要求。
3、发泡性低,能够改善涂料的流动性,具有稳定浆料粘度的优 异性能。主要用于涂布纸的涂料和水溶性涂料,用于白土,碳酸钙, 二氧化钛/钛白粉、滑石粉等无机颜填料的分散。
一种轻质保温耐火材料的制作方法,其步骤为:第一步,在搅拌 机中按上述重量比分别加入红砂、高岭土、珍珠岩、酚醛树脂粉、粘 土分散剂,搅拌2~3分钟;
第二步,加入步骤一中原料总重量的20%的洁净水搅拌2~3分钟; 将纸纤维和石棉绒纤维均分为三等份,然后每隔1分钟加入一份纸纤 维和石棉绒纤维,3次加完,加完纸纤维石棉绒纤维和后再搅拌2~3 分钟,然后加入步骤一中原料总重量15%的洁净水搅拌4~6分钟后即 可出料。
在实际使用中,只需要将步骤二中搅拌好的原料置于使用部位人 工按压、捣实、抹面,当使用面积较大时,用灰刀或薄钢片划出膨胀 /收缩缝。
烘烤曲线:50~80℃烘烤12h~24h(使用轻质到捣打料生产保温 板等制品时需带模具烘烤);80~110℃烘烤12h~24h,180~200℃烘 烤4~8h。
下面结合具体实施例说明。
实施例1:配料(重量比):0~1mm红砂(SiO2含量88%以上)加 入量80%,高岭土细粉加入量5%,珍珠岩加入量7%,废报纸纤维加入 量3%,石棉绒纤维加入量3%,酚醛树脂粉2%,粘土分散剂0.05%(额 外加入)。
搅拌加料顺序:先加入红砂、高岭土、珍珠岩、酚醛树脂粉、粘 土分散剂干搅拌2~3分钟;额外加入20%洁净水搅拌2~3分钟;每隔1 分钟加入废报纸纤维和石棉绒纤维,3次加完,加完废报纸纤维后搅 拌2~3分钟;额外加入15%洁净水搅拌4~6分钟后可出料。
施工方法:搅拌好的轻质捣打料置于使用部位人工按压、捣实、 抹面,使用面积较大时,用灰刀或薄钢片划出膨胀/收缩缝。
烘烤曲线:50~80℃烘烤12h~24h(使用轻质到捣打料生产保温 板等制品时需带模具烘烤);80~110℃烘烤12h~24h,180~200℃烘 烤4~8h。
制品典型特征:容重1.20~1.45g/cm3。
实施例2:配料(重量比):0~1mm红砂(SiO2含量88%以上)加 入量73%,高岭土细粉加入量5%,珍珠岩加入量10%,废报纸纤维加入 量5%,石棉绒纤维加入量4%,酚醛树脂粉加入量3%,粘土分散剂0.1% (额外加入)。
搅拌加料顺序:先加入红砂、高岭土、珍珠岩、酚醛树脂粉、粘 土分散剂干搅拌2~3分钟;额外加入20%洁净水搅拌2~3分钟;每隔1 分钟加入废报纸纤维和石棉绒纤维,3次加完,加完废报纸纤维后搅 拌2~3分钟;额外加入15%洁净水搅拌4~6分钟后可出料。
施工方法:搅拌好的轻质捣打料置于使用部位人工按压、捣实、 抹面,使用面积较大时,用灰刀或薄钢片划出膨胀/收缩缝。
烘烤曲线:50~80℃烘烤12h~24h(使用轻质到捣打料生产保温 板等制品时需带模具烘烤);80~110℃烘烤12h~24h,180~200℃烘 烤4~8h。
制品典型特征:容重1.00~1.20g/cm3。
实施例3:配料(重量比):0~1mm红砂(SiO2含量88%以上)加 入量70%,高岭土细粉加入量5%,珍珠岩加入量12%,废报纸纤维加入 量6%,石棉绒纤维加入量2%,酚醛树脂粉加入量5%,粘土分散剂0.1% (额外加入)。
搅拌加料顺序:先加入红砂、高岭土、珍珠岩、酚醛树脂粉、粘 土分散剂干搅拌2~3分钟;额外加入20%洁净水搅拌2~3分钟;每隔1 分钟加入废报纸纤维和石棉绒纤维,3次加完,加完废报纸纤维后搅 拌2~3分钟;额外加入15%洁净水搅拌4~6分钟后可出料。
施工方法:搅拌好的轻质捣打料置于使用部位人工按压、捣实、 抹面,使用面积较大时,用灰刀或薄钢片划出膨胀/收缩缝。
烘烤曲线:50~80℃烘烤12h~24h(使用轻质到捣打料生产保温 板等制品时需带模具烘烤);80~110℃烘烤12h~24h,180~200℃烘 烤4~8h。
制品典型特征:容重0.8~1.10g/cm3。
本发明的一种轻质保温耐火材料及其制作方法,制作的耐火保温 砖、板制品中含有大量的纤维状气孔,同时具有保温性和透气性,使 用温度高,材料来源广泛、价格低廉,制作工艺简单。
显然,本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的 举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技 术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或 变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术 方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之 列。
Claims (6)
1.一种轻质保温耐火材料,其特征在于:它包括如下重量份的成分:红砂50~90份,珍珠岩2~20份,高岭土2~20份,纸纤维1~30份,石棉绒纤维2~20份,酚醛树脂粉1~15份,粘土分散剂0.01~0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种轻质保温耐火材料,其特征在于:所述红砂的粒度范围为0~1mm,所述红砂中的SiO2含量大于88%。
3.根据权利要求1所述的一种轻质保温耐火材料,其特征在于:所述酚醛树脂粉过100目的筛。
4.根据权利要求1所述的一种轻质保温耐火材料的其制作方法,其特征在于:它包括以下步骤:
第一步,在搅拌机中按上述重量比分别加入红砂、高岭土、珍珠岩、酚醛树脂粉、粘土分散剂,搅拌2~3分钟;
第二步,在搅拌机中加入步骤一中原料总重量的20%的水并搅拌2~3分钟;将纸纤维和石棉绒纤维均分为三等份,然后每隔1分钟加入一份纸纤维和石棉绒纤维,3次加完,加完纸纤维和石棉绒纤维后再搅拌2~3分钟,然后加入步骤一中原料总重量15%的水并搅拌4~6分钟后即得原料。
5.根据权利要求4所述的一种轻质保温耐火材料的其制作方法,其特征在于:所述第二步中的原料在使用后的烘烤工艺为:50~80℃条件下烘烤12h~24h;80~110℃条件下烘烤12h~24h,180~200℃条件下烘烤4~8h。
6.根据权利要求5所述的一种轻质保温耐火材料的其制作方法,其特征在于:所述第二步中的原料烘烤后的容重为0.8~1.45g/cm3。
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