CN109133946A

CN109133946A - 一种轻质保温耐火材料及其制作方法

Info

Publication number: CN109133946A
Application number: CN201811031894.5A
Authority: CN
Inventors: 黄波; 郑杰; 鲁志燕; 陈勇
Original assignee: Yunnan Prco Kunming High Temperature Materials Co Ltd
Current assignee: Yunnan Prco Kunming High Temperature Materials Co Ltd
Priority date: 2018-09-05
Filing date: 2018-09-05
Publication date: 2019-01-04

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

一种轻质保温耐火材料及其制作方法

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。

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)。

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)。

制品典型特征：容重0.8～1.10g/cm³。

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

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。