CN110407595A - 一种复合防爆高强耐火浇注料 - Google Patents

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鲁志燕
符耀钰
黄波
陈勇
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Abstract

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种复合防爆高强耐火浇注料，以质量百分数计，包括：5‑8mm的铝矾土16‑22％，3‑5mm的铝矾土18‑22％，1‑3mm的铝矾土13‑32％，≤0.088mm的铝矾土粉18‑22％，≤0.088mm的硅线石粉4‑8％，硅微粉2‑6％，α‑Al2O3微粉2‑5％，水泥1‑6％，防爆添加剂0.08‑0.2％，三聚磷酸钠0.02‑0.04％。所述防爆添加剂由金属铝粉和防爆纤维组成。本发明复合防爆高强耐火浇注料便于施工、抗爆裂性能稳定、使用寿命长，可满足不同类型工业窑路。且特制的防爆纤维可以降低浇注料内部出现的局部温差，进一步降低了浇注料受热爆裂的可能性。

Description

一种复合防爆高强耐火浇注料
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种复合防爆高强耐火浇注料。
背景技术
不定形耐火材料工艺流程短、生产能耗低、使用方便、适用范围广，广泛应用于冶金、水泥建材等行业各种结构复杂、施工环境恶劣的工业窑炉上。高强耐火浇注料作为不定形耐火浇注料的一种，具有结构强度高、耐碱侵蚀、耐磨、耐高温、流动性好等特性，该类浇注料属于水泥结合，一般在工业窑炉上的使用温度为700℃～1300℃，由于施工过程采用较长的下料管，为加快施工速度，现场施工时加水量普遍较高，导致浇注料在烘烤过程中容易出现爆裂。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种复合防爆高强耐火浇注料，以质量百分数计，包括：5-8mm的铝矾土16-22％，3-5mm的铝矾土18-22％，1-3mm的铝矾土13-32％，≤0.088mm的铝矾土粉18-22％，≤0.088mm的硅线石粉4-8％，硅微粉2-6％，α-Al2O3微粉2-5％，水泥1-6％，防爆添加剂0.08-0.2％，三聚磷酸钠0.02-0.04％。所述防爆添加剂由金属铝粉和防爆纤维组成。
进一步的，所述防爆添加剂由金属铝粉和防爆纤维以质量比，金属铝粉：防爆纤维＝1：0.9-1.2组成。
进一步的，所述防爆纤维采用下述方法制备得到：
S1.将高强且耐高温的芯纤维单丝或芯纤维束拉直，呈绷紧的状态。
S2.在芯纤维或纤维束的外层采用涂覆的方式涂上一层功能胶。
S3.在功能胶外侧以缠绕的方式缠绕10-30微米厚的外纤维单丝或外纤维束后，得到所述防爆纤维。
进一步的，所述芯纤维单丝或芯纤维束为：导热碳纤维。
进一步的，所述外纤维单丝或外纤维束为：高强碳纤维或高强玻璃纤维。
进一步的，所述功能胶包括内层胶和外层胶。所述内层胶为丙烯酰胺胶体，所述外层胶为导热硅胶。
进一步的，所述功能胶的涂覆方法为：首先在芯纤维单丝或芯纤维束外侧涂覆210-300微米的丙烯酰胺凝胶。然后在80-90℃的环境中固化处理30-50分钟。之后在固化处理的丙烯酰胺凝胶外层涂覆3-8微米厚的导热硅胶。最后在40-50℃的环境中固化处理1-2分钟。
进一步的，所述防爆纤维的长度为3-20cm。所述功能胶涂覆芯纤维单丝或芯纤维束中央60-70％的区域，并保持芯纤维单丝或芯纤维束两端裸露。
本发明至少具有以下优点之一：
1.本发明复合防爆高强耐火浇注料便于施工、抗爆裂性能稳定、使用寿命长，可满足不同类型工业窑路。
2.本发明采用特制的防爆纤维可以在具有较好的防爆功能的基础上，使浇注料内部形成稳定的导热线路，从而降低出现的局部温差，进一步降低了浇注料受热爆裂的可能性。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种复合防爆高强耐火浇注料，以质量百分数计，包括：6mm的铝矾土20％，4mm的铝矾土20％，2mm的铝矾土28％，≤0.088mm的铝矾土粉18％，≤0.088mm的硅线石粉4％，硅微粉4％，α-Al2O3微粉3％，水泥2.87％，防爆添加剂0.1％，三聚磷酸钠0.03％。所述防爆添加剂由金属铝粉和防爆纤维组成。
所述防爆添加剂由金属铝粉和防爆纤维以质量比，金属铝粉：防爆纤维＝1：1组成。
实施例2
一种复合防爆高强耐火浇注料，以质量百分数计，包括：8mm的铝矾土22％，5mm的铝矾土18％，3mm的铝矾土30％，≤0.088mm的铝矾土粉18％，≤0.088mm的硅线石粉5％，硅微粉2％，α-Al2O3微粉2.76％，水泥2％，防爆添加剂0.2％，三聚磷酸钠0.04％。所述防爆添加剂由金属铝粉和防爆纤维组成。
所述防爆添加剂由金属铝粉和防爆纤维以质量比，金属铝粉：防爆纤维＝1：1.2组成。
实施例3
一种复合防爆高强耐火浇注料，以质量百分数计，包括：5-8mm的铝矾土16％，3-5mm的铝矾土22％，1-3mm的铝矾土14.9％，≤0.088mm的铝矾土粉22％，≤0.088mm的硅线石粉8％，硅微粉6％，α-Al2O3微粉5％，水泥6％，防爆添加剂0.08％，三聚磷酸钠0.02％。所述防爆添加剂由金属铝粉和防爆纤维组成。
所述防爆添加剂由金属铝粉和防爆纤维以质量比，金属铝粉：防爆纤维＝1：0.9组成。
实施例4
基于实施例1-3所述复合防爆高强耐火浇注料，所述防爆纤维采用下述方法制备得到：
S1.将高强且耐高温的芯纤维束拉直，呈绷紧的状态。所述芯纤维束为：导热碳纤维。
S2.在芯纤维或纤维束的外层采用涂覆的方式涂上一层功能胶。所述功能胶包括内层胶和外层胶。所述内层胶为导热硅胶，所述外层胶为丙烯酰胺胶体。所述功能胶的涂覆方法为：首先在芯纤维单丝或芯纤维束外侧涂覆260微米的丙烯酰胺凝胶。然后在85℃的环境中固化处理40分钟。之后在固化处理的丙烯酰胺凝胶外层涂覆5微米厚的导热硅胶。最后在45℃的环境中固化处理1.5分钟。
S3.在功能胶外侧以缠绕的方式缠绕20微米厚的外纤维单丝后，得到所述防爆纤维。所述外纤维单丝为：高强碳纤维。
实施例5
基于实施例1-3所述复合防爆高强耐火浇注料，所述防爆纤维采用下述方法制备得到：
S1.将高强且耐高温的芯纤维束拉直，呈绷紧的状态。所述芯纤维束为：导热碳纤维。
S2.在芯纤维或纤维束的外层采用涂覆的方式涂上一层功能胶。所述功能胶包括内层胶和外层胶。所述内层胶为导热硅胶，所述外层胶为丙烯酰胺胶体。所述功能胶的涂覆方法为：首先在芯纤维单丝或芯纤维束外侧涂覆300微米的丙烯酰胺凝胶。然后在80℃的环境中固化处理50分钟。之后在固化处理的丙烯酰胺凝胶外层涂覆8微米厚的导热硅胶。最后在40℃的环境中固化处理2分钟。
S3.在功能胶外侧以缠绕的方式缠绕30微米厚的外纤维束后，得到所述防爆纤维。所述外纤维束为：高强玻璃纤维。
实施例6
基于实施例1-3所述复合防爆高强耐火浇注料，所述防爆纤维采用下述方法制备得到：
S1.将高强且耐高温的芯纤维单丝拉直，呈绷紧的状态。所述芯纤维单丝为：导热碳纤维。
S2.在芯纤维或纤维束的外层采用涂覆的方式涂上一层功能胶。所述功能胶包括内层胶和外层胶。所述内层胶为丙烯酰胺胶体，所述外层胶为导热硅胶。所述功能胶的涂覆方法为：首先在芯纤维单丝或芯纤维束外侧涂覆210微米的丙烯酰胺凝胶。然后在90℃的环境中固化处理30分钟。之后在固化处理的丙烯酰胺凝胶外层涂覆3微米厚的导热硅胶。最后在50℃的环境中固化处理1分钟。
S3.在功能胶外侧以缠绕的方式缠绕10微米厚的外纤维单丝后，得到所述防爆纤维。所述外纤维单丝为：高强碳纤维。
采用实施例4-6所述方法制备得到的防爆纤维，自身团聚倾向弱，可以在浇注料内形成良好的分散。此外，在浇注料受热时，芯纤维单丝或芯纤维束可以起到快速传热的作用，避免浇注料局部过度受热形成温从而经发爆裂现象。中间涂覆的丙烯酰胺胶体在受热时收缩，并逐步热解，一方面吸收了热量，另一方面可在浇注料内部形成空隙，从而提高浇注料的透气能力，增强浇注料保温能力的同时使其具有抗应变的空间，可有效释放浇注料的内应力，降低浇注料受热爆裂的可能性。外层的高强碳纤维在浇注料内与浇注料固化在一起，一方面起到稳定丙烯酰胺胶体收缩后形成的空隙，另一方面可以有效增加浇注料的强度，增强抗爆能力。
实施例7
基于实施例4-6所述复合防爆高强耐火浇注料，所述防爆纤维的长度为3-20cm，优选为5cm。所述功能胶涂覆芯纤维单丝或芯纤维束中央60-70％的区域，优选为64％，并保持芯纤维单丝或芯纤维束两端裸露。采用该涂覆位置和涂覆面积可有效提高防爆纤维与固化后的浇注料纸件的连接性，是的防爆纤维的芯纤维和外纤维，即使在功能胶收缩后，也可以分别与浇注料形成有效固化固定，从而起到应有的作用。
本发明至少具有以下优点之一：
1.本发明复合防爆高强耐火浇注料便于施工、抗爆裂性能稳定、使用寿命长，可满足不同类型工业窑路。
2.本发明采用特制的防爆纤维可以在具有较好的防爆功能的基础上，使浇注料内部形成稳定的导热线路，从而降低出现的局部温差，进一步降低了浇注料受热爆裂的可能性。
应该注意到并理解，在不脱离本发明权利要求所要求的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。

Claims (8)

1.一种复合防爆高强耐火浇注料，其特征在于，以质量百分数计，包括：5-8mm的铝矾土16-22％，3-5mm的铝矾土18-22％，1-3mm的铝矾土13-32％，≤0.088mm的铝矾土粉18-22％，≤0.088mm的硅线石粉4-8％，硅微粉2-6％，α-Al2O3微粉2-5％，水泥1-6％，防爆添加剂0.08-0.2％，三聚磷酸钠0.02-0.04％；所述防爆添加剂由金属铝粉和防爆纤维组成。
2.根据权利要求1所述复合防爆高强耐火浇注料，其特征在于，所述防爆添加剂由金属铝粉和防爆纤维以质量比，金属铝粉：防爆纤维＝1：0.9-1.2组成。
3.根据权利要求1所述复合防爆高强耐火浇注料，其特征在于，所述防爆纤维采用下述方法制备得到：
S1.将高强且耐高温的芯纤维单丝或芯纤维束拉直，呈绷紧的状态；
S2.在芯纤维或纤维束的外层采用涂覆的方式涂上一层功能胶；
S3.在功能胶外侧以缠绕的方式缠绕10-30微米厚的外纤维单丝或外纤维束后，得到所述防爆纤维。
4.根据权利要求3所述复合防爆高强耐火浇注料，其特征在于，所述芯纤维单丝或芯纤维束为：导热碳纤维。
5.根据权利要求3所述复合防爆高强耐火浇注料，其特征在于，所述外纤维单丝或外纤维束为：高强碳纤维或高强玻璃纤维。
6.根据权利要求3所述复合防爆高强耐火浇注料，其特征在于，所述功能胶包括内层胶和外层胶；所述内层胶为丙烯酰胺胶体，所述外层胶为导热硅胶。
7.根据权利要求6所述复合防爆高强耐火浇注料，其特征在于，所述功能胶的涂覆方法为：所述功能胶的涂覆方法为：首先在芯纤维单丝或芯纤维束外侧涂覆210-300微米的丙烯酰胺凝胶。然后在80-90℃的环境中固化处理30-50分钟。之后在固化处理的丙烯酰胺凝胶外层涂覆3-8微米厚的导热硅胶。最后在40-50℃的环境中固化处理1-2分钟。
8.根据权利要求3所述复合防爆高强耐火浇注料，其特征在于，所述防爆纤维的长度为3-20cm；所述功能胶涂覆芯纤维单丝或芯纤维束中央60-70％的区域，并保持芯纤维单丝或芯纤维束两端裸露。
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