CN112521122A - 一种耐火保温无机板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐火保温无机板,由包括无机耐火纤维、粘土类矿物质和无机结合剂的物料制备得到。本发明提供的耐火保温无机板在制备过程中去除了淀粉类有机粘结剂,采用具有特定比表面积、粒度的粘土类矿物质作为吸附剂,解决了无机结合剂与纤维絮凝不充分的难题,通过一步烘干直接制备出耐火保温无机板而不需要再经过高温煅烧工艺;耐火保温无机板在高温环境下使用无烟无味,同时抗压强度、抗折强度比常温状态下均有提升;耐火保温无机板具有优良的绝热性能和力学性能,可应用于石化、冶金、电力等行业大型工业窑炉或其他高温承重绝热保温领域。
Description
技术领域
本发明属于保温材料技术领域,尤其涉及一种耐火保温无机板及其制备方法。
背景技术
传统陶瓷纤维无机板制备过程中一般需要添加淀粉类有机粘结剂,通过淀粉类有机粘结剂与无机结合剂(如硅溶胶)共同作用以实现絮凝,烘干后得到含有机粘结剂的纤维板,再经高温煅烧去除有机物后得到陶瓷纤维无机板;添加淀粉类有机粘结剂的主要作用是为了促进絮凝,烘干后保证纤维板的常温强度,但对于无机板而言,后续高温煅烧工艺又必须将淀粉有机物烧除,因而添加淀粉变得毫无意义,不仅增加原料成本,而且高温煅烧过程中有机物分解会产生大量有毒有害烟气,严重污染生产生活环境,同时高温煅烧也消耗了大量的电能及天然气,使生产成本进一步增加;另外,淀粉类有机粘结剂经高温烧除后,纤维板的抗压、抗折强度会大幅降低,高温环境下长期使用寿命会大幅缩短,在高温承重绝热保温领域使用严重受限。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一耐火保温无机板及其制备方法,本发明提供的耐火保温无机板具有良好的性能。
本发明提供了一种耐火保温无机板,由包括无机耐火纤维、粘土类矿物质和无机结合剂的物料制备得到。
优选的,所述无机耐火纤维选自硅酸铝纤维、硅酸镁纤维、硅氧纤维、石英纤维、氧化铝纤维和多晶莫来石纤维中的一种或几种。
优选的,所述无机耐火纤维在耐火保温无机板中的质量含量为60%~80%。
优选的,所述粘土类矿物质包括膨润土和粘土,所述粘土包括沸石粉、硅灰石、高岭土、海泡石粉、凹凸棒土、水滑石粉、白云石粉、薄水铝石粉和煤矸石粉中的一种或几种。
优选的,所述膨润土在粘土类矿物质中的质量含量为50%~70%;
所述粘土在粘土类矿物质中的质量含量为30%~50%。
优选的,所述粘土类矿物质的比表面积为30~200m2/g,粒度为5~25μm。
优选的,所述粘土类矿物质在耐火保温无机板中的质量含量为5%~10%。
优选的,所述无机结合剂选自水玻璃、硅溶胶和磷酸二氢铝中的一种或几种。
优选的,所述无机结合剂在耐火保温无机板中的质量含量为15%~30%。
本发明提供了一种上述技术方案所述的耐火保温无机板制备方法,包括:
将无机耐火纤维、粘土类矿物质、无机结合剂和水混合,得到浆料;
将所述浆料和絮凝剂混合,得到絮凝后的浆料;
将所述絮凝后的浆料进行成型,得到湿坯;
将所述湿坯进行干燥,得到耐火保温无机板。
本发明提供的耐火保温无机板主要由无机耐火纤维、粘土类矿物质、无机结合剂组成;耐火保温无机板在制备过程中去除了淀粉类有机粘结剂,采用具有特定比表面积、粒度的粘土类矿物质作为吸附剂,解决了无机结合剂与纤维絮凝不充分的难题,通过一步烘干直接制备出耐火保温无机板而不需要再经过高温煅烧工艺;耐火保温无机板在高温环境下使用无烟无味,同时抗压强度、抗折强度比常温状态下均有提升;耐火保温无机板具有优良的绝热性能和力学性能,可应用于石化、冶金、电力等行业大型工业窑炉或其他高温承重绝热保温领域。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例,都属于本发明保护的范围。应理解,本发明实施例仅用于说明本发明的技术效果,而非用于限制本发明的保护范围。实施例中,所用方法如无特别说明,均为常规方法。
本发明提供了一种耐火保温无机板,由包括无机耐火纤维、粘土类矿物质和无机结合剂的物料制备得到。
在本发明中,所述无机耐火纤维优选选自硅酸铝纤维、硅酸镁纤维、硅氧纤维、石英纤维、氧化铝纤维和多晶莫来石纤维中的一种或几种,所述硅氧纤维优选为高硅氧纤维。
在本发明中,所述无机耐火纤维优选具有合适的长度和直径,以便更有利于发生絮凝及维持絮团的稳定性;所述无机耐火纤维的长度优选为0.1~3cm,更优选为0.5~2.5cm,更优选为1~2cm,最优选为1.5cm,直径优选为0.5~8μm,更优选为1~6μm,更优选为2~4μm,最优选为3μm。
在本发明中,所述无机耐火纤维在耐火保温无机板中的质量含量优选为60%~80%,更优选为65~75%,更优选为70~75%,最优选为选75%。
在本发明中,所述粘土类矿物质优选为具有特定的比表面积、粒度,按一定比例混合后能够有效地从液体中吸附某些成分的粘土混合物。在本发明中,所述粘土类矿物质优选包括膨润土和粘土;所述膨润土优选包括钠基膨润土、钙基膨润土和氢基膨润土中的一种或几种,更优选为钠基膨润土。在本发明中,所述膨润土的比表面积优选为160~180m2/g,更优选为165~175m2/g,最优选为170m2/g,所述膨润土的粒度优选为5~10μm,更优选为5~10μm,最优选为8μm;所述膨润土在粘土类矿物质中的质量含量优选为50%~70%,更优选为55~70%,更优选为60~70%,最优选为65%。
在本发明中,所述粘土包括沸石粉、硅灰石、高岭土、海泡石粉、凹凸棒土、水滑石粉、白云石粉、薄水铝石粉和煤矸石粉中的一种或几种,所述硅灰石优选为针状硅灰石;所述煤矸石粉优选为改性煤矸石粉;所述沸石粉、海泡石粉、水滑石粉、白云石粉、薄水铝石粉和煤矸石粉的粒度优选独立的选自5~25μm,更优选为10~20μm,最优选为15μm。在本发明中,所述粘土在粘土类矿物质中的质量含量优选为30%~50%,更优选为30~45%,更优选为30~40%,最优选为35%。
在本发明中,所述粘土类矿物质通过表面络合、静电吸引来实现与无机结合剂(如硅溶胶)的完美絮凝,进而能够实现取代淀粉类有机粘结剂与硅溶胶的絮凝作用,使整个耐火保温无机板的组成物均为无机组分。
在本发明中,粘土类矿物质中粘土物质的比表面积、粒度及成分对吸附性能有显著影响,比表面积越大、粒度越小,吸附性能越好。
在本发明中,所述粘土类矿物质的比表面积优选30~200m2/g,更优选为50~180m2/g,更优选为80~160m2/g,更优选为100~140m2/g,更优选为110~130m2/g,最优选为120m2/g;粒度优选5~25μm,更优选为10~20μm,最优选为15μm。
在本发明中,所述粘土类矿物质在耐火保温无机板中的质量含量优选为5%~10%,更优选为7~9%,最优选为8%。
在本发明中,所述无机结合剂优选包括水玻璃、硅溶胶和磷酸二氢铝中的一种或几种;所述水玻璃优选为工业水玻璃;所述硅溶胶优选为酸性硅溶胶、碱性硅溶胶和中性硅溶胶中的一种或几种。
在本发明中,所述无机结合剂在耐火保温无机板中质量含量优选为15%~30%,更优选为15~25%,更优选为15~20%,最优选为17%。
在本发明中,选择合适种类、比例的粘土类矿物质能够有效吸附无机结合剂,确保无机结合剂能充分絮凝到纤维上,进而能够实现取代淀粉类有机粘结剂与无机结合剂的絮凝作用,絮凝是否充分可以通过对分离水相的浊度来进行检测:当絮凝发生后,絮团沉降在容器底部,取上层清液用浊度计进行检测,当浊度<40,可认为絮凝充分,即浆料中添加的粘土类矿物质与无机结合剂充分絮凝到纤维上,能够保证滤水畅快并顺利成型,同时使纤维板在烘干后能够达到设计的强度指标。
在烘干过程中无机结合剂中包含的Si-OH、Al-OH基团发生相互交联,最终使纤维板具有一定的抗压、抗折强度,由于不使用淀粉类有机粘结剂,所有组分均为无机物,因此本发明所制备的耐火保温无机板在高温环境下使用完全无烟无味;与此同时,选用的合适种类、比例的粘土类物质在高温下与无机结合剂中所含的Si-OH、Al-OH基团会进一步发生烧结反应,使纤维板内部结构更为致密,进而使其抗压、抗折强度比常温状态进一步提升。
本发明提供了一种上述技术方案所述的耐火保温无机板制备方法,包括:
将无机耐火纤维、粘土类矿物质、无机结合剂和水混合,得到浆料;
将所述浆料和絮凝剂混合,得到絮凝后的浆料;
将所述絮凝后的浆料进行成型,得到湿坯;
将所述湿坯进行干燥,得到耐火保温无机板。
在本发明中,所述无机耐火纤维、粘土类矿物质和无机结合剂的种类和用量与上述技术方案所述一致,在此不再赘述。
在本发明中,所述水的质量与无机耐火纤维、粘土类矿物质和无机结合剂的总质量的比例优选为100:(2~4),更优选为100:(2.5~3.5),最优选为100:3。
在本发明中,所述无机耐火纤维、粘土类矿物质、无机结合剂和水混合优选在搅拌的条件下进行,使浆料均匀分散;所述搅拌的时间优选为10~20min,更优选为13~17min,最优选为15min。在本发明中,所述浆料的制备方法优选包括:
向水中依次加入无机耐火纤维和粘土类矿物质,搅拌5~15min,优选为8~12min,更优选为10min,使浆料均匀分散;再加入无机结合剂,搅拌3~8min,优选为4~6min,更优选为5min。
在本发明中,所述絮凝剂优选包括阳离子聚丙烯酰胺溶液和硫酸铝;所述阳离子聚丙烯酰胺溶液的质量浓度优选为0.5~1.5%,更优选为0.8~1.2%,最优选为1%。
在本发明中,所述无机耐火纤维、粘土类矿物质和无机结合剂的总质量与阳离子聚丙烯酰胺溶液的质量比优选为(8~12):1,更优选为(9~11):1,最优选为10:1;所述无机耐火纤维、粘土类矿物质和无机结合剂的总质量与硫酸铝的质量比优选为(140~160):1,更优选为(145~155):1,最优选为150:1。
在本发明中,所述絮凝剂使浆料中的粘土类矿物质和无机结合剂充分絮凝到无机耐火纤维上。
在本发明中,优选对所述絮凝后的浆料进行浊度检测,检测合格(浊度<40)后再进行成型,所述浊度检测的方法与上述技术方案一致,在此不再赘述。
在本发明中,所述成型的方法优选为吸滤成型,更优选包括:
将絮凝后的浆料倒入模具中,通过真空吸滤方式脱水,得到湿坯。
在本发明中,所述模具的尺寸优选为220mm×220mm。
在本发明中,所述真空吸滤的真空度优选为-0.05~-0.1MPa,更优选为-0.08~-0.1MPa,更优选为-0.09~-0.1MPa,最优选为-0.095MPa;所述真空吸滤的时间优选为20~50s,更优选为30~45s,更优选为35~40s,最优选为40s。
在本发明中,所述真空吸滤脱水后优选还包括整平定厚,得到湿坯。
在本发明中,所述定厚的厚度优选为8~12mm,更优选为9~11mm,最优选为10mm。
在本发明中,所述湿坯的尺寸优选为220mm×220mm×10mm(长×宽×厚)。
在本发明中,所述干燥的温度优选为100~150℃,更优选为110~140℃,更优选为120~130℃,最优选为125℃;所述干燥的时间优选为4~15h,更优选为8~12h,最优选为10h。
在本发明中,所述干燥的方法优选包括微波干燥或热风干燥,所述微波干燥的温度优选为100~130℃,更优选为105~120℃,更优选为110~115℃,最优选为110℃;所述微波干燥的时间优选为4~8h,更优选为5~7h,最优选为6h;所述热风干燥的温度优选为120~150℃,更优选为125~140℃,更优选为130~135℃,最优选为130℃;所述热风干燥的时间优选为10~15h,更优选为11~14h,更优选为12~13h,最优选为12h。本发明对湿坯进行一步干燥烘干即可,无需再经过高温煅烧即可得到耐火保温无机板。
本发明采用具有特定比表面积、粒度的粘土类矿物质作为吸附剂,去除淀粉类有机粘结剂并解决了无机结合剂与无机耐火纤维絮凝不充分的难题,通过一步烘干直接制备出耐火保温无机板而不需要再经过高温煅烧工艺,同时在高温环境下本发明所选用的粘土类矿物与无机结合剂能够发生烧结反应,使耐火保温无机板的强度进一步提高,更有利于其在高温环境下使用;同时本发明制备工艺更简便、节能环保、降低了生产成本;本发明提供的耐火保温无机板具有优良的绝热性能和力学性能,可应用于石化、冶金、电力等行业大型工业窑炉或其他高温承重绝热保温领域。
对本发明制备的耐火保温无机板进行性能检测,耐火保温无机板的容重为300~400kg/m3;其平均500℃导热系数<0.13W/(m.k);其常温抗压强度为0.15~0.25MPa,抗折强度为0.15~0.3MPa;经800℃煅烧后,其抗压强度为0.24~0.42MPa,抗折强度为0.25~0.45MPa。
本发明以下实施例所用原料均为市售商品。
实施例1
在搅拌容器中注入8L去离子水,然后加入120g的硅酸铝纤维并开启搅拌,其中硅酸铝纤维长度为1.5cm,直径为3μm;接着加入8.32g的钠基膨润土、4.48g的针状硅灰石,充分搅拌10min,使浆料均匀分散,其中钠基膨润土比表面积为170m2/g,粒度为8μm,针状硅灰石比表面积为40m2/g,粒度为22μm;接着加入91g碱性硅溶胶(SiO2固含量30%),再搅拌5min,得到混合浆料。
向上述混合浆料中加入22.4g的质量浓度为1%阳离子聚丙烯酰胺溶液和1.49g的硫酸铝进行絮凝,絮凝后取上层清液用浊度计进行检测,测得浊度值为37。
将絮凝后的浆料倒入模具中(220mm×220mm),通过真空吸滤方式脱水,吸滤真空度为-0.095MPa,吸滤时间为40s,再经整平定厚得到220mm×220mm×10mm(长×宽×厚)的湿胚。
将上述湿胚放入鼓风干燥箱中进行干燥,热风干燥温度为130℃,干燥时间为12h,得到硅酸铝纤维耐火保温无机板。
采用YB/T 4130-2005《耐火材料导热系数试验方法(水流量平板法)》对本发明实施例1制备的耐火保温无机板的导热系数进行检测;采用GB/T 13480-2014《建筑用绝热制品压缩性能的测定》对本发明实施例1制备的耐火保温无机板的抗压强度进行检测;采用GB/T 3001-2007《耐火材料常温抗折强度试验方法》对本发明实施例1制备的耐火保温无机板的抗折强度进行检测;采用GB/T 5071-2013《耐火材料真密度试验方法》对本发明实施例1制备的耐火保温无机板的容重进行检测。
检测结果为,本发明实施例1制备的耐火保温无机板容重为330kg/m3,平均500℃导热系数为0.128W/(m.k),;常温抗压强度为0.16MPa,抗折强度为0.15MPa;将其经过800℃煅烧后,其抗压强度为0.26MPa,抗折强度为0.28MPa。
实施例2
在搅拌容器中注入8L去离子水,然后加入120g的硅酸铝纤维并开启搅拌,其中硅酸铝纤维长度为1.5cm,直径为3μm;接着加入8.32g的钠基膨润土、4.48g的沸石粉,充分搅拌10min,使浆料均匀分散,其中钠基膨润土比表面积为170m2/g,粒度为8μm,沸石粉比表面积为120m2/g,粒度为12μm;接着加入91g的碱性硅溶胶(SiO2固含量30%),再搅拌5min,得到混合浆料。
向上述混合浆料中加入22.4g的质量浓度为1%阳离子聚丙烯酰胺溶液和1.49g的硫酸铝进行絮凝,絮凝后取上层清液用浊度计进行检测,测得浊度值为30。
将絮凝后的浆料倒入模具中(220mm×220mm),通过真空吸滤方式脱水,吸滤真空度为-0.095MPa,吸滤时间为40s,再经整平定厚得到220mm×220mm×10mm(长×宽×厚)的湿胚。
将上述湿胚放入鼓风干燥箱中进行干燥,热风干燥温度130℃,干燥时间12h,得到硅酸铝纤维耐火保温无机板。
按照实施例1的方法对本发明实施例2制备的耐火保温无机板进行检测,检测结果为,本发明实施例2制备的耐火保温无机板容重为330kg/m3,平均500℃导热系数为0.128W/(m.k);常温抗压强度为0.17MPa,抗折强度为0.18MPa;将其经过800℃煅烧后,其抗压强度为0.28MPa,抗折强度为0.29MPa。
实施例3
在搅拌容器中注入8L去离子水,然后加入120g的氧化铝纤维并开启搅拌,其中氧化铝纤维长度为1.5cm,直径为3μm;接着加入8.32g的钠基膨润土、4.48g的沸石粉,充分搅拌10min,使浆料均匀分散,其中钠基膨润土比表面积为170m2/g,粒度为8μm,沸石粉比表面积为120m2/g,粒度为12μm;接着加入91g的碱性硅溶胶(SiO2固含量30%),再搅拌5min,得到混合浆料。
向上述混合浆料中加入22.4g的质量浓度为1%阳离子聚丙烯酰胺溶液和1.49g的硫酸铝进行絮凝,絮凝后取上层清液用浊度计进行检测,测得浊度值为30。
将絮凝后的浆料倒入模具中(220mm×220mm),通过真空吸滤方式脱水,吸滤真空度为-0.095MPa,吸滤时间为40s,再经整平定厚得到220mm×220mm×10mm(长×宽×厚)的湿胚。
将上述湿胚放入鼓风干燥箱中进行干燥,热风干燥温度为130℃,干燥时间为12h,得到氧化铝纤维耐火保温无机板。
按照实施例1的方法对本发明实施例3制备的耐火保温无机板进行检测,检测结果为,本发明实施例3制备的耐火保温无机板的容重为330kg/m3,平均500℃导热系数为0.125W/(m.k);常温抗压强度为0.19MPa,抗折强度为0.22MPa;将其经过800℃煅烧后,其抗压强度为0.31MPa,抗折强度为0.35MPa。
实施例4
在搅拌容器中注入8L去离子水,然后加入120g的氧化铝纤维并开启搅拌,其中氧化铝纤维长度为1.5cm,直径为3μm;接着加入8.32g的钠基膨润土、2.68g的沸石粉、1.8g的针状硅灰石,充分搅拌10min,使浆料均匀分散,其中钠基膨润土比表面积为170m2/g,粒度为8μm,沸石粉比表面积为120m2/g,粒度为12μm,针状硅灰石比表面积为40m2/g,粒度为22μm;接着加入91g的碱性硅溶胶(SiO2固含量30%),再搅拌5min,得到混合浆料。
向上述混合浆料中加入22.4g的质量浓度为1%阳离子聚丙烯酰胺溶液和1.49g的硫酸铝进行絮凝,絮凝后取上层清液用浊度计进行检测,测得浊度值为22。
将絮凝后的浆料倒入模具中(220mm×220mm),通过真空吸滤方式脱水,吸滤真空度为-0.095MPa,吸滤时间为40s,再经整平定厚得到220mm×220mm×10mm(长×宽×厚)的湿胚。
将上述湿胚放入鼓风干燥箱中进行干燥,热风干燥温度130℃,干燥时间12h,得到氧化铝纤维耐火保温无机板。
按照实施例1的方法对本发明实施例4制备的耐火保温无机板进行检测,检测结果为,本发明实施例4制备的耐火保温无机板的容重为330kg/m3,平均500℃导热系数为0.125W/(m.k);常温抗压强度为0.21MPa,抗折强度为0.24MPa;将其经过800℃煅烧后,其抗压强度为0.32MPa,抗折强度为0.35MPa。
实施例5
在搅拌容器中注入9L去离子水,然后加入142g的硅酸铝纤维并开启搅拌,其中硅酸铝纤维长度为1.5cm,直径为3μm;接着加入9.83g的钠基膨润土、5.29g的沸石粉,充分搅拌10min,使浆料均匀分散,其中钠基膨润土比表面积为170m2/g,粒度为8μm,沸石粉比表面积为120m2/g,粒度为12μm;接着加入107g的碱性硅溶胶(SiO2固含量30%),再搅拌5min,得到混合浆料。
向上述混合浆料中加入26.4g的质量浓度为1%的阳离子聚丙烯酰胺溶液和1.76g的硫酸铝进行絮凝,絮凝后取上层清液用浊度计进行检测,测得浊度值为33。
将絮凝后的浆料倒入模具中(220mm×220mm),通过真空吸滤方式脱水,吸滤真空度为-0.095MPa,吸滤时间为40s,再经整平定厚得到220mm×220mm×10mm(长×宽×厚)的湿胚。
将上述湿胚放入鼓风干燥箱中进行干燥,热风干燥温度为130℃,干燥时间为12h,得到硅酸铝纤维耐火保温无机板。
按照实施例1的方法对本发明实施例5制备的耐火保温无机板进行检测,检测结果为,本发明实施例5制备的耐火保温无机板的容重为390kg/m3,平均500℃导热系数为0.129W/(m.k);常温抗压强度为0.24MPa,抗折强度为0.28MPa;将其经过800℃煅烧后,其抗压强度为0.39MPa,抗折强度为0.43MPa。
实施例6
在搅拌容器中注入9L去离子水,然后加入142g的氧化铝纤维并开启搅拌,其中氧化铝纤维长度为1.5cm,直径为3μm;接着加入9.83g的钠基膨润土、3.17g的沸石粉、2.12g的针状硅灰石,充分搅拌10min,使浆料均匀分散,其中钠基膨润土比表面积为170m2/g,粒度为8μm,沸石粉比表面积为120m2/g,粒度为12μm,针状硅灰石比表面积为40m2/g,粒度为22μm;接着加入107g的碱性硅溶胶(SiO2固含量30%),再搅拌5min,得到混合浆料。
向上述混合浆料中加入26.4g的质量浓度为1%的阳离子聚丙烯酰胺溶液和1.76g的硫酸铝进行絮凝,絮凝后取上层清液用浊度计进行检测,测得浊度值为29。
将絮凝后的浆料倒入模具中(220mm×220mm),通过真空吸滤方式脱水,吸滤真空度为-0.095MPa,吸滤时间为40s,再经整平定厚得到220mm×220mm×10mm(长×宽×厚)的湿胚。
将上述湿胚放入鼓风干燥箱中进行干燥,热风干燥温度为130℃,干燥时间为12h,得到氧化铝纤维耐火保温无机板。
按照实施例1的方法对本发明实施例6制备的耐火保温无机板进行检测,检测结果为,本发明实施例6制备的耐火保温无机板的容重为390kg/m3,平均500℃导热系数0.127W/(m.k);常温抗压强度为0.24MPa,抗折强度为0.29MPa;将其经过800℃煅烧后,其抗压强度为0.41MPa,抗折强度为0.44MPa。
比较例1
在搅拌容器中注入8L去离子水,然后加入120g的硅酸铝纤维并开启搅拌,其中硅酸铝纤维长度为1.5cm,直径为3μm,充分搅拌10min,使纤维均匀分散,接着加入91g的碱性硅溶胶(SiO2固含量30%),再搅拌5min,得到混合浆料。
向上述混合浆料中加入22.4g的质量浓度为1%阳离子聚丙烯酰胺溶液和1.49g的硫酸铝进行絮凝,絮凝后取上层清液用浊度计进行检测,测得浊度值为135。
将絮凝后的浆料倒入模具中(220mm×220mm),通过真空吸滤方式脱水,吸滤真空度为-0.095MPa,吸滤时间为40s,再经整平定厚得到220mm×220mm×10mm(长×宽×厚)的湿胚。
将上述湿胚放入鼓风干燥箱中进行干燥,热风干燥温度为130℃,干燥时间为12h,得到硅酸铝纤维耐火保温无机板。
按照实施例1的方法对本发比较例1制备的耐火保温无机板进行检测,检测结果为,本发明比较例1制备的耐火保温无机板的容重为280kg/m3,平均500℃导热系数为0.135W/(m.k);常温抗压强度为0.08MPa,抗折强度为0.05MPa,将其经过800℃煅烧后,其抗压强度为0.06MPa,抗折强度为0.02MPa。
比较例2
在搅拌容器中注入8L去离子水,然后加入120g的硅酸铝纤维并开启搅拌,其中硅酸铝纤维长度为1.5cm,直径为3μm,充分搅拌10min,使纤维均匀分散,接着加入91g的碱性硅溶胶(SiO2固含量30%),再搅拌5min,得到混合浆料。
向上述混合浆料中加入18.2g的淀粉,絮凝后取上层清液用浊度计进行检测,测得浊度值为26。
将絮凝后的浆料倒入模具中(220mm×220mm),通过真空吸滤方式脱水,吸滤真空度为-0.095MPa,吸滤时间为40s,再经整平定厚得到220mm×220mm×10mm(长×宽×厚)的湿胚。
将上述湿胚放入鼓风干燥箱中进行干燥,热风干燥温度为130℃,干燥时间为12h,得到含有机物的硅酸铝纤维保温板。
按照实施例1的方法对本发明比较例2制备的保温板进行检测,检测结果为,本发明比较例2制备的保温板容重为340kg/m3,平均500℃导热系数为0.141W/(m.k),高温下有大量烟气排出;常温抗压强度为0.18MPa,抗折强度为0.21MPa;将其经过800℃煅烧后,其抗压强度为0.08MPa,抗折强度为0.09MPa。
本发明提供了一种耐火保温无机板,主要由无机耐火纤维、粘土类矿物质、无机结合剂组成;耐火保温无机板在制备过程中去除了淀粉类有机粘结剂,采用具有特定比表面积、粒度的粘土类矿物组合作为吸附剂,解决了无机结合剂与纤维絮凝不充分难题,通过一步烘干直接制备出耐火保温无机板而不需要再经过高温煅烧;同时,本发明制备的耐火保温无机板在高温环境下使用无烟无味,抗压强度、抗折强度比常温状态下均有提升;本发明提供的方法制备工艺更简便、节能环保、降低了生产成本,耐火保温无机板可应用于石化、冶金、电力等行业大型工业窑炉或其他高温承重绝热保温领域。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种耐火保温无机板,由包括无机耐火纤维、粘土类矿物质和无机结合剂的物料制备得到。
2.根据权利要求1所述的耐火保温无机板,其特征在于,所述无机耐火纤维选自硅酸铝纤维、硅酸镁纤维、硅氧纤维、石英纤维、氧化铝纤维和多晶莫来石纤维中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的耐火保温无机板,其特征在于,所述无机耐火纤维在耐火保温无机板中的质量含量为60%~80%。
4.根据权利要求1所述的耐火保温无机板,其特征在于,所述粘土类矿物质包括膨润土和粘土,所述粘土包括沸石粉、硅灰石、高岭土、海泡石粉、凹凸棒土、水滑石粉、白云石粉、薄水铝石粉和煤矸石粉中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的耐火保温无机板,其特征在于,所述膨润土在粘土类矿物质中的质量含量为50%~70%;
所述粘土在粘土类矿物质中的质量含量为30%~50%。
6.根据权利要求1所述的耐火保温无机板,其特征在于,所述粘土类矿物质的比表面积为30~200m2/g,粒度为5~25μm。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述粘土类矿物质在耐火保温无机板中的质量含量为5%~10%。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述无机结合剂选自水玻璃、硅溶胶和磷酸二氢铝中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述无机结合剂在耐火保温无机板中的质量含量为15%~30%。
10.一种权利要求1所述的耐火保温无机板制备方法,包括:
将无机耐火纤维、粘土类矿物质、无机结合剂和水混合,得到浆料;
将所述浆料和絮凝剂混合,得到絮凝后的浆料;
将所述絮凝后的浆料进行成型,得到湿坯;
将所述湿坯进行干燥,得到耐火保温无机板。
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CN202011487758.4A CN112521122A (zh) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | 一种耐火保温无机板及其制备方法 |
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CN202011487758.4A CN112521122A (zh) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | 一种耐火保温无机板及其制备方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113185232A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-07-30 | 三为中科(山东)新型材料科技有限公司 | 一种硅塑保温材料的制备方法 |
CN114773021A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-07-22 | 淄博国阳硅酸铝制品有限公司 | 一种免煅烧无机板及其制备方法 |
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CN101628819A (zh) * | 2008-07-18 | 2010-01-20 | 山东鲁阳股份有限公司 | 无烟无味陶瓷纤维板 |
CN104446222A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-03-25 | 山东鲁阳股份有限公司 | 陶瓷纤维板及其制备方法 |
KR20160083160A (ko) * | 2014-12-30 | 2016-07-12 | 주식회사 성현케미칼 | 복합내화 단열재 및 이의 제조방법 |
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2020
- 2020-12-16 CN CN202011487758.4A patent/CN112521122A/zh active Pending
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