CN1119174A - 磷酸盐结合高铝可塑料及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种磷酸盐结合高铝可塑料，它包括：钠基膨润土5～10wt％，蓝晶石约5wt％，磷酸二氢铝4～9wt％，柠檬酸和草酸2～3wt％，多元醇型非离子表面活性剂0.2～0.4wt％以及高铝主原料，其生产方法为：先将骨料用水润湿，搅拌均匀后加入塑性剂和其它细粉，再加入结合剂、各种外加剂和剩余的水，搅匀后密封包装困料24～48小时后再搅拌，根据需要添加水分、密封包装即可，该可塑料可在保持较好物理性能的同时大大延长保存期，达到3～12个月。

Description

磷酸盐结合高铝可塑料及其生产方法
本发明涉及一种氧化铝为基的不定形耐火材料，是一种磷酸盐结合高铝可塑料。
可塑料作为不定形耐火材料，广泛应用于工业窑炉的炉顶、炉墙、炉盖等部位，以及炉衬的局部修补和某些金属部位的覆盖保护等，目前使用最广泛的是硅酸铝质耐火塑料，尤其是磷酸盐结合高铝可塑料，结合强度高，高温性能优越。目前的可塑料是将不同粒度的高铝骨料、细粉与软质钻土配合，用工业磷酸或磷酸二氢铝结合，加入添加剂草酸或糖蜜等，并加水混练而成，但其缺点是保存期不够长，可塑料会发生硬化过早失去可塑性，一般保存期达不到三个月，甚至不到一个日或更短，这给可塑料的生产、运输、仓贮等带来了一定困难，并直接影响到施工作业，为减少在保存过程中可塑料发生变化，日本专利申请昭63—156079公开了一种可塑料成份，是由1～8wt％的无水焦磷酸钠、1～10wt％的膨润土和5～10wt％水与耐火材料组成的可塑料，但生产方法和保存期并未提及。
本发明的目的是得到一种磷酸盐结合高铝可塑料，在保持较好的物理性能的同时，其保存期可大大延长。
本发明的另一个目的是得到一种上述可塑料的生产方法。
为实现上述目的，本发明是这样实现的：
一种磷酸盐结合高铝可塑料，它包括：钠基膨润土5～10wt％，蓝晶石约5wt％，磷酸二氢铝4～9wt％，柠檬酸和草酸2～3wt％，多元醇型非离子表面活性剂0.2～0.4wt％，以及高铝主原料。
上述高铝主原料可以是矾土、莫来石、烧结刚玉、焦宝石等。
上述高铝主原料的粒度组成为：3～1mm占37～45wt％，1～0.088mm占10～25wt％，＜0.088mm38～45wt％。
在柠檬酸和草酸占2～3wt％中，草酸为0.5～1.5wt％。
上述可塑料的生产方法，是按照配方先向骨料中加入5～10wt％的水，搅拌均匀后再加入塑性剂如膨润土和其它细粉，再加入结合剂磷酸二氢铝、各种外加剂和剩余的水搅拌均匀，将搅拌好的泥料密封包装困料24～48小时后，再进行搅拌，均匀后根据泥料的干湿情况适当添加水份后密封包装即可。
下面对本发明进行详细叙述。
本发明采用可塑性优良的钠基膨润土作为塑性剂，用磷酸二氢铝作结合剂，加入柠檬酸、草酸作为隐蔽剂，并添加了非离子表面活性剂，下面分别介绍各组分的作用：
钠基膨润土：5～10wt％、-320目，作为塑性剂，能提供良好的塑性，保证可塑料的可塑性，低于5％，材料的可塑性明显不足，保存期较短，10％以上，虽然材料的可塑性良好，保存期较长，但材料的高温性能会受到影响。
蓝晶石：约5％，作为膨胀剂。
磷酸二氢铝：4～9wt％，液体，作结合剂，使可塑料获得强度，常温下又赋予可塑料良好的可塑性，使保存期延长，但大于9wt％时，过剩的H3PO4会与活性较大的结合膨润土以及矾土细粉等发生反应生成不溶性磷酸铝，从而使可塑料失去可塑性而硬化。
柠檬酸和草酸：2～3wt％，作为隐蔽剂，可阻止结合剂与材料中的铁、氧化铁和氧化镁、氧化钙等杂质作用而使可塑性恶化，小于2％作用效果不好，大于3％，性能的改善不明显，而且成本提高过多。
为更好地实现本发明，在柠檬酸和草酸为2～3wt％的同时，草酸含量为0.5～1.5wt％。这是因为，实验表明，当其它条件相同的条件下，加入2％草酸的可塑料其保存期为2个月，而加入1％柠檬酸和1％草酸的可塑料的保存期为3个月。
多元醇型非离子表面活性剂：0.2～0.4wt％，液体，可以为聚山梨酯-80、司盘-80中的一种，可降低结合剂水溶液的表面张力，增加结合剂水溶液对耐火材料的润湿性，特别是增强了水溶液对粘土的润湿性，使粘土的可塑性得到充分发挥。低于0.2％，效果不明显，高于0.3％，进一步延长保存期的效果不明显，而且会使材料的成本增加。
高铝主原料依使用要求和成本等因素不同，可选用高铝矾土、莫来石、刚玉、焦宝石等。临界颗粒3mm较合适，粒度组成为3～1mm占37～45％，1～0.088mm占10～25％，＜0.088mm占38～45％，不规则颗粒作为可塑料的骨料较好。
为使可塑料具有良好的可塑性，必须使塑性剂膨润土获得充分的水分，根据不同的使用要求选择不同的原料，例如不同来源的膨润土，使可塑料中的掺入水有所不同，但水份总量会达到10％以上。
本发明的生产方法为骨料用水润湿以及二次搅拌、中间困料工艺，可改善可塑料的性能，延长保存期。具体地，是将所定配方的骨料加入5～10wt％的水，搅拌均匀，使水润湿颗粒，再加入塑性剂和其他细粉搅拌均匀，使细粉均匀地包裹在颗粒表面，再加入结合剂、各种外加剂和剩余的水，这样可提高材料中骨料和细粉之间的结合性。用轮辗机搅拌均匀，将该搅拌后的泥料用塑料袋包装困料24～48小时后进行第二次搅拌，根据泥料的干湿情况适当添加水份，用双层塑料袋包装好即可。
与现有技术相比，本发明得到的可塑料可在保持较好的物理性能的同时大大延长保存期，达到3～12月。表1给出了本发明实施例和对比例的配比和保存期，表2为本发明实施例1的性能测试结果。
目前，由于尚无保存期的衡量标准，本发明采用可塑性好坏的衡量标准即可塑性指数来间接衡量可塑料的保存期，一般地，可塑性指数在45％以上时，可塑料能正常使用，可塑性指数低于45％时，可塑性较差，可塑料正常施工会发生困难，因此本发明采用可塑性指数的降低率即可塑性指数降低到45％时的存放期做为衡量保存期的标准。
表1
Figure A9510825400061
表2
    项    目     性    能
体积密度(g/cm3)110℃×24h     2.34
抗折强度(Mpa)  350℃×3h烧后1000℃×3h烧后     4.48.9
耐压强度(Mpa)    350℃×3h烧后1000℃×3h烧后     22.031.5

Claims (5)

1.一种磷酸盐结合高铝可塑料，其特征是：它包括：纳基膨润土5～10wt％，蓝晶石约5wt％，磷酸二氢铝4～9wt％，柠檬酸和草酸2～3wt％，多元醇型非离子表面活性剂0.2～0.4wt％，以及高铝主原料。
2.根据权利要求1所述的可塑料，其特征是：所述的高铝主原料可以是矾土、莫来石、烧结刚玉、焦宝石等。
3.根据权利要求1、2所述的可塑料，其特征是：所述的高铝主原料的粒度组成为：3～1mm占37～45wt％，1～0.088mm占10～25wt％，＜0.088mm占38～45wt％。
4.根据权利要求1所述的可塑料，其特征是：所述的柠檬酸和草酸占2～3wt％中，草酸为0.5～1.5wt％。
5.一种根据权利要求1所述的可塑料的生产方法，其特征是：按所需配方先向骨料中加入5～10wt％的水，搅拌均匀后再加入塑性剂如膨润土和其它细粉，再加入结合剂磷酸二氢铝、各种外加剂和剩余的水搅拌均匀，将搅拌好的泥料密封包装困料24～48小时，再进行搅拌，均匀后根据泥料的干湿情况适当添加水份后密封包装即可。
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