CN112266660A - 利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料及其制备方法和应用，所述的耐火纤维涂料以耐火纤维废料为主料，添加辅料后外加结合剂以及分散剂制得。本发明制备的耐火纤维涂料具有质量轻、抗风蚀性能强、执震稳定性好的特点，使用温度高，可达到1500℃，高抗风速能力能够达到40m/s，无须烘炉，是一种新型节能环保的材料，所用原材料为旧窑炉拆下的废旧耐火纤维或耐火纤维制品加工中的边角料，可将资源有效回收综合利用。本发明生产工艺简单，易施工，施工环境良好，综合成本低，具有推广应用价值，可带来良好的经济和社会效益。

Description

利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料及其制备方法和应用。
背景技术
工业窑炉和烟道等设备，因处于高温环境中，需要安装耐火衬里。目前主要选用耐火砖、浇注料和耐火纤维等材料，根据使用温度不同，选用不同耐温等级的材料。各类轻质耐火砖、轻质浇注料和耐火纤维材料因其质量轻、导热系数低，而被广泛用于各类工业窑炉和烟道等设备中。
随着我国人口老龄化到来，各种劳动强度大、施工环境差的工作正逐步被淘汰。
耐火砖的砌筑，劳动强度大，安装速度慢，施工周期长，且对砌筑技术水平有一定的要求，且需要较长时间的专业培训。耐火砖衬里砌筑完成后还需要进行专业人员进行烘炉。因此，耐火砖主要用于对一些有特珠要求的熔融设备和具有强热风蚀的设备为主。
浇注料的施工，需要制作模具、留设膨胀线或膨胀缝，以防止在加热过程中膨胀而产生裂纹或损坏，同样后期还需要烘炉。特别是一些体积密度较大的浇注料，劳动强度较高，工人不太愿意去做。同时制作模具费用较高，也使的浇注料的成本也在逐步增高。
耐火纤维衬里结构因其质量轻、节能交果显著而被大量使用。但耐火纤维材料的安装过程中，因其具有刺激皮肤会产生过敏、有纤维粉尘，存在安装工人难找，安装费用高等问题。
目前，在各类工业窑炉和烟道维修过程中，会生产大量的耐火纤维废料，因耐火纤维废料具有污染环境、不易降解等特点，无处存放和处理。因此对以上材料进行综合利用显的尤为颇切。
综上，开发一种具有质量轻、工人工作环境好、劳动强度低、易安装、安装周期短、不用烘炉的节能环保产品，具有良好的经济和社会效益。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料及其制备方法和应用，解决工业窑炉和烟道维修中产生的耐火纤维废料以及施工成本高的问题，是一种新型节能环保的材料，具有质量轻、抗风蚀性能强、执震稳定性好的特点。
本发明所述的利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料，以耐火纤维废料为主料，以氧化铝粉、高铝粉或水泥中的一种或多种为辅料，外加结合剂以及分散剂制得。
采用的耐火纤维废料为旧窑炉等拆下的废旧耐火纤维原棉或废棉。
优选地，所述的利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料，包括以下原料：耐火纤维废料、氧化铝粉、水泥、结合剂以及分散剂，其中：所述的耐火纤维废料、氧化铝粉和水泥的质量比为10～100:1～30:5～30。
所述的结合剂的用量为主料和辅料总质量的5～50％。
所述的分散剂的用量为主料和辅料总质量的1～5％。
所述的耐火纤维废料中耐火纤维的纤维直径为1μm～20μm，纤维长度在0.1μm～150mm。
所述的结合剂为硅酸钠、硅溶胶、铝溶胶或磷酸盐中的一种或多种。
所述的分散剂为聚丙烯酰胺或聚乙烯醇中的一种或两种。
本发明所述的利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料的制备方法为：根据使用温度，选用不同分类温度的耐火纤维废料为主要材料，加入辅料后再加入一定比例的结合剂和分散剂进行搅拌混合均匀，包装后即得，可以以干态或湿态形式提供给客户。
本发明所述的利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料的施工方法可为浇注、涂抹或机械喷涂方法施工。可作为一种新的钢板露点防腐蚀材料。
本发明所述的耐火纤维涂料产品的主要性能如下：
1、使用温度为200℃～1500℃；
2、抗风蚀能力≥10m/s；
3、体积密度为200kg/m3～800kg/m3；
4、可涂抹和机械喷涂施工；
5、具有防露点腐蚀性能；
6、主要成分：三氧化二铝和二氧化硅；
7、具有良好的热震稳定性；
8、烧后耐压强度为0.05MPa～0.2MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明具有质量轻、抗风蚀性能强、执震稳定性好的特点，使用温度高，可达到1500℃，高抗风速能力能够达到40m/s，无须烘炉，是一种新型节能环保的材料。
2、本发明所用原材料为旧窑炉拆下的废旧耐火纤维或耐火纤维制品加工中的边角料，可将资源有效回收综合利用。
3、本发明生产工艺简单，易施工，施工环境良好。
4、本发明综合成本低，具有推广应用价值，可带来良好的经济和社会效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
所述的利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料，由以下质量的原料制成：100kg耐火纤维废料、20kg氧化铝粉、10kg水泥、40kg结合剂以及4kg分散剂。
其中：所述的结合剂为硅溶胶，分散剂为聚丙烯酰胺，所述的耐火纤维废料中耐火纤维的纤维直径为1μm～20μm，纤维长度在0.1μm～150mm。
所述的生产方法为：将上述所有原料进行搅拌混合均匀，包装后即得；采用机械喷涂方法进行施工。
实施例2
所述的利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料，由以下质量的原料制成：100kg耐火纤维废料、30kg氧化铝粉、10kg水泥、60kg结合剂以及5kg分散剂。
其中：所述的结合剂为硅酸钠，分散剂为聚丙烯酰胺，所述的耐火纤维废料中耐火纤维的纤维直径为1μm～20μm，纤维长度在0.1μm～150mm。
所述的生产方法为：将上述所有原料进行搅拌混合均匀，包装后即得；采用机械喷涂方法进行施工。
实施例3
所述的利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料，由以下质量的原料制成：100kg耐火纤维废料、15kg氧化铝粉、15kg水泥、20kg结合剂以及2kg分散剂。
其中：所述的结合剂为等质量的硅溶胶和铝溶胶，分散剂为聚乙烯醇，所述的耐火纤维废料中耐火纤维的纤维直径为1μm～20μm，纤维长度在0.1μm～150mm。
所述的生产方法为：将上述所有原料进行搅拌混合均匀，包装后即得；采用涂抹方法进行施工。
对比例
以市售的氧化铝耐火纤维涂料为对比例。
将实施例1-3和对比例的耐火纤维涂料在相同条件下进行性能测试，测试结果见表1。其中：化学组成按按照GB/T 21114-2019进行检验；体积密度按GB/T 17911-2018进行检验；分类温度按GB/T 3003-2017进行检验；抗风速性能的检验：气体以与制品45度方向吹向经过加热的材料表面，风速以风速仪测定，用气割枪喷吹；耐压强度按照GB/T 13480-2014进行检验。
实施例1-3和对比例的耐火纤维涂料测试结果
项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例
化学组成(主要成分) Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+SiO<sub>2</sub>
体积密度(kg/m<sup>3</sup>) 216 234 265 244
热震稳定性(次) ＞100 ＞100 ＞100 ＜100
抗风蚀能力(m/s) 39 40 38.5 23
烧后耐压强度(MPa) 0.13 0.18 0.20 0.5
使用温度(℃) 1450 1500 1500 1200
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料，其特征在于：以耐火纤维废料为主料，以氧化铝粉、高铝粉或水泥中的一种或多种为辅料，外加结合剂以及分散剂制得。
2.根据权利要求1所述的利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料，其特征在于：所述的耐火纤维涂料使用温度为200℃～1500℃，抗风蚀能力≥10m/s，体积密度为200kg/m3～800kg/m3，烧后耐压强度为0.05MPa～0.2MPa。
3.根据权利要求1所述的利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料，其特征在于：包括以下原料：耐火纤维废料、氧化铝粉、水泥、结合剂以及分散剂，其中，耐火纤维废料、氧化铝粉和水泥的质量比为10～100:1～30:5～30。
4.根据权利要求1所述的利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料，其特征在于：所述的结合剂的用量为主料和辅料总质量的5～50％。
5.根据权利要求1所述的利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料，其特征在于：所述的分散剂的用量为主料和辅料总质量的1～5％。
6.根据权利要求1所述的利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料，其特征在于：所述的耐火纤维废料为耐火纤维原棉或废棉，其中耐火纤维的纤维直径为1μm～20μm，纤维长度在0.1μm～150mm。
7.根据权利要求1所述的利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料，其特征在于：所述的结合剂为硅酸钠、硅溶胶、铝溶胶或磷酸盐中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料，其特征在于：所述的分散剂为聚丙烯酰胺或聚乙烯醇中的一种或两种。
9.一种权利要求1-8所述的利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料的方法，其特征在于：以耐火纤维废料为主料，添加氧化铝粉、高铝粉或水泥中的一种或多种辅料后外加结合剂以及分散剂搅拌混合均匀，包装后即得。
10.一种权利要求1-8所述的利用耐火纤维废料生产的耐火纤维涂料的应用，其特征在于：所述的耐火纤维涂料的施工方法为浇注、涂抹或机械喷涂。
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