CN113336557A - 一种抗氧化高粘合的镁碳砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗氧化高粘合的镁碳砖及其制备方法,涉及镁碳砖技术领域,其配料含有镁材、碳材、玻璃材、结合剂材和辅材,其中镁材、碳材、玻璃材、结合剂材和辅材之间的含量比为3:2:1:3.5:0.5。该抗氧化高粘合的镁碳砖及其制备方法,采用Carbores P型酚油结合剂为主要结合剂,在Carbores P型酚油结合剂中,又混合加入由多种粘性良好的材料混合制备而成的强粘剂,使用Carbores P型酚油结合剂能够有效提高镁碳砖的物理性能和化学性能,且镁碳砖的使用寿命也得到延长和保证,强粘剂能够有效提升镁碳砖的结构牢度,避免物料之间混合不均匀或粘接不牢固而形成较多较大孔隙和气泡,强粘剂的加入,有效弥补了物料中仅靠一种结合剂粘合所带来的生产缺陷。

Description

一种抗氧化高粘合的镁碳砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及镁碳砖技术领域,具体为一种抗氧化高粘合的镁碳砖及其制备方法。
背景技术
镁碳砖是现代建筑材料中非常新进的一类材料,一般镁碳砖比普通砖,耐热防火性能更佳,将镁碳砖运用于建筑修造中,能够极大地提高建筑体的耐热隔热性能,建筑体也即获得更好的结构安全性能。
镁碳砖的主要原料为高熔点碱性氧化物氧化镁(熔点2800℃)和难以被炉渣侵润的高熔点碳素材料,其中再添加各种非氧化物添加剂,用炭质结合剂结合。
现有的镁碳砖仅仅依靠炭质结合剂进行结合,一方面单一结合剂的使用需要对混合物进行充分搅拌,以避免出现砖体开裂的问题,另一方面单一结合剂并不能有效粘结所有添加其中、用以提高砖块性能的物料,镁碳砖的结构牢度有待加强。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种抗氧化高粘合的镁碳砖及其制备方法,解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种抗氧化高粘合的镁碳砖,其配料含有镁材、碳材、玻璃材、结合剂材和辅材,其中镁材、碳材、玻璃材、结合剂材和辅材之间的含量比为3:2:1:3.5:0.5。
可选的,所述镁材的原料组成为:电熔镁砂、烧结镁砂和合成树脂,其中按含量比计,电熔镁砂:烧结镁砂:合成树脂=3:1:2。
可选的,所述碳材的原料组成具体为鳞片状石墨。
可选的,所述玻璃材具体由玻璃和合成树脂组成,其中,以含量比计,玻璃:合成树脂=3:1。
可选的,所述玻璃具体为镜片玻璃。
可选的,所述玻璃材的制备过程如下:
①将镜片玻璃碾压、均匀磨碎至微小颗粒状,过35目筛,获取颗粒直径为0.5mm的玻璃碎粒;
②在玻璃碎粒中添加合成树脂,充分搅拌混合成玻璃材,留待备用。
可选的,所述结合剂材具体由强粘剂和Carbores P型酚油结合剂组成。
可选的,所述强粘剂具体由羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、丁苯胶粉、聚氨酯和吸水树脂组成,按含量比计,羟丙基甲基纤维素:聚乙烯醇:丁苯胶粉:聚氨酯:吸水树脂=0.024:0.288:0.025:0.01:0.4。
可选的,所述辅材为复合石墨化炭黑粉体和ZS-1021石墨高温抗氧化涂料,其中复合石墨化炭黑粉体占镁碳砖总体配料的4%。
基于上述原料,本发明还公开了一种抗氧化高粘合的镁碳砖的制备方法。
可选的,该制备方法具体步骤如下:
①制备镁材:以合成树脂为基料,加入电熔镁砂和烧结镁砂,搅拌至三者完全混合;
②以Carbores P型酚油结合剂为基料,加入碳材,充分搅拌后,再将镁材均匀加入,充分搅拌至碳材、镁材完全混合;
③加入玻璃材,搅拌至均匀状态;
④加入强粘剂,搅拌均匀;
⑤将复合石墨化炭黑粉体加入其中,并充分搅拌;
⑥砖块烧结;
⑦烧制好的砖块外壁面均匀涂覆ZS-1021石墨高温抗氧化涂料,涂覆厚度为1mm。
本发明提供了一种抗氧化高粘合的镁碳砖及其制备方法,具备以下有益效果:
1.该抗氧化高粘合的镁碳砖及其制备方法,采用Carbores P型酚油结合剂为主要结合剂,在Carbores P型酚油结合剂中,又混合加入由多种粘性良好的材料混合制备而成的强粘剂,Carbores P型酚油结合剂苯并芘的含量很低,并且炭化后形成类似石墨的各向异性结构,使用Carbores P型酚油结合剂能够有效提高镁碳砖的物理性能和化学性能,且镁碳砖的使用寿命也得到延长和保证,强粘剂能够有效提升镁碳砖的结构牢度,避免物料之间混合不均匀或粘接不牢固而形成较多较大孔隙和气泡,强粘剂的加入,有效弥补了物料中仅靠一种结合剂粘合所带来的生产缺陷,有效保证了镁碳砖最终的产品品质。
2.该抗氧化高粘合的镁碳砖及其制备方法中,玻璃材的选加,可以相应增强镁碳砖的耐晒性能,进而预防太阳直射所造成的氧化,一定程度上提高镁碳砖的抗氧化性;复合石墨化炭黑粉体既可作为抗氧化剂,又可以作为镁碳砖中的碳源,保证了镁碳砖的抗氧化性能以外,还能够保证镁碳砖碳含量充足;将ZS-1021石墨高温抗氧化涂料直接涂覆于镁碳砖外壁面,可以直接预防镁碳砖氧化,保证镁碳砖的使用质量,延长镁碳砖的使用寿命。
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。
实施例1
一种抗氧化高粘合的镁碳砖,其配料含有镁材、碳材、玻璃材、结合剂材和辅材,其中镁材、碳材、玻璃材、结合剂材和辅材之间的含量比为3:2:1:3.5:0.5;
镁材的原料组成为:电熔镁砂、烧结镁砂和合成树脂,其中按含量比计,电熔镁砂:烧结镁砂:合成树脂=3:1:2;
电熔镁砂的成本较烧结镁砂高,为保证镁碳砖的镁含量,并节约成本,在镁材中混入部分烧结镁砂,二者之间通过合成树脂预先混合,保证镁材的均匀性和强粘性;
碳材的原料组成具体为鳞片状石墨;
玻璃材具体由玻璃和合成树脂组成,其中,以含量比计,玻璃:合成树脂=3:1;
进一步地,玻璃具体为镜片玻璃;
更进一步地,玻璃材的制备过程如下:
①将镜片玻璃碾压、均匀磨碎至微小颗粒状,过35目筛,获取颗粒直径为0.5mm的玻璃碎粒;
②在玻璃碎粒中添加合成树脂,充分搅拌混合成玻璃材,留待备用;
玻璃材的选加,可以相应增强镁碳砖的耐晒性能,进而预防太阳直射所造成的氧化,一定程度上提高镁碳砖的抗氧化性,镜片玻璃对太阳光中近红外热射线的透过率较高,对太阳光中紫外线的透过率较低,具有隔声、一定的保温性能,有较高的化学稳定性,耐蚀性良好,玻璃材的加入,能有效增强镁碳砖的保温性能、耐晒性和耐蚀性;
结合剂材具体由强粘剂和Carbores P型酚油结合剂组成;
Carbores P型酚油结合剂中,苯并芘的含量很低,约为300mg.kg,并且炭化后形成类似石墨的各向异性结构,其相比于煤焦油沥青和石油沥青等结合剂,更为安全,使用Carbores P型酚油结合剂能够有效提高镁碳砖的物理性能和化学性能,且镁碳砖的使用寿命也得到延长和保证;
强粘剂具体由羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、丁苯胶粉、聚氨酯和吸水树脂组成,按含量比计,羟丙基甲基纤维素:聚乙烯醇:丁苯胶粉:聚氨酯:吸水树脂=0.024:0.288:0.025:0.01:0.4;
强粘剂由多种粘性良好的材料混合制备而成,具有非常显著的强粘能力,在镁碳砖原料中添加复合制成的强粘剂,能够有效提升镁碳砖的结构牢度,避免物料之间混合不均匀或粘接不牢固而形成较多较大孔隙和气泡,强粘剂的加入,有效弥补了物料中仅靠一种结合剂粘合所带来的生产缺陷,有效保证了镁碳砖最终的产品品质;
辅材为复合石墨化炭黑粉体和ZS-1021石墨高温抗氧化涂料,其中复合石墨化炭黑粉体占镁碳砖总体配料的4%;
复合石墨化炭黑粉体既可作为抗氧化剂,又可以作为镁碳砖中的碳源,保证了镁碳砖的抗氧化性能以外,还能够保证镁碳砖碳含量充足;
ZS-1021石墨高温抗氧化涂料耐温可以达到2600℃,固化效果好,涂层致密,和石墨、多孔材料既有物理粘附又有化学桥联,和基体形成一体化结构,附着力好,涂层光滑饱满致密,自洁抗粘附性能好,抗热震抗蠕变好,对热涨冷缩有很好的自愈修复能力,抗熔渣和高温杂物侵蚀及渗透侵蚀,抗氧扩散率达96%以上,材料在高温下防氧化使用寿命长,将ZS-1021石墨高温抗氧化涂料直接涂覆于镁碳砖外壁面,可以直接预防镁碳砖氧化,保证镁碳砖的使用质量,延长镁碳砖的使用寿命。
实施例2
一种抗氧化高粘合的镁碳砖的制备方法,该制备方法具体步骤如下:
①制备镁材:以合成树脂为基料,加入电熔镁砂和烧结镁砂,搅拌至三者完全混合;
②以Carbores P型酚油结合剂为基料,加入碳材,充分搅拌后,再将镁材均匀加入,充分搅拌至碳材、镁材完全混合;
③加入玻璃材,搅拌至均匀状态;
④加入强粘剂,搅拌均匀;
⑤将复合石墨化炭黑粉体加入其中,并充分搅拌;
⑥砖块烧结;
⑦烧制好的砖块外壁面均匀涂覆ZS-1021石墨高温抗氧化涂料,涂覆厚度为1mm。
综上,该抗氧化高粘合的镁碳砖及其制备方法,采用Carbores P型酚油结合剂为主要结合剂,在Carbores P型酚油结合剂中,又混合加入由多种粘性良好的材料混合制备而成的强粘剂,Carbores P型酚油结合剂苯并芘的含量很低,并且炭化后形成类似石墨的各向异性结构,使用Carbores P型酚油结合剂能够有效提高镁碳砖的物理性能和化学性能,且镁碳砖的使用寿命也得到延长和保证,强粘剂能够有效提升镁碳砖的结构牢度,避免物料之间混合不均匀或粘接不牢固而形成较多较大孔隙和气泡,强粘剂的加入,有效弥补了物料中仅靠一种结合剂粘合所带来的生产缺陷,有效保证了镁碳砖最终的产品品质;
玻璃材的选加,可以相应增强镁碳砖的耐晒性能,进而预防太阳直射所造成的氧化,一定程度上提高镁碳砖的抗氧化性;复合石墨化炭黑粉体既可作为抗氧化剂,又可以作为镁碳砖中的碳源,保证了镁碳砖的抗氧化性能以外,还能够保证镁碳砖碳含量充足;将ZS-1021石墨高温抗氧化涂料直接涂覆于镁碳砖外壁面,可以直接预防镁碳砖氧化,保证镁碳砖的使用质量,延长镁碳砖的使用寿命。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗氧化高粘合的镁碳砖,其特征在于:镁碳砖配料含有镁材、碳材、玻璃材、结合剂材和辅材,其中镁材、碳材、玻璃材、结合剂材和辅材之间的含量比为3:2:1:3.5:0.5。
2.根据权利要求1所述的一种抗氧化高粘合的镁碳砖,其特征在于:所述镁材的原料组成为:电熔镁砂、烧结镁砂和合成树脂,其中按含量比计,电熔镁砂:烧结镁砂:合成树脂=3:1:2。
3.根据权利要求1所述的一种抗氧化高粘合的镁碳砖,其特征在于:所述碳材的原料组成具体为鳞片状石墨。
4.根据权利要求1所述的一种抗氧化高粘合的镁碳砖,其特征在于:所述玻璃材具体由玻璃和合成树脂组成,其中,以含量比计,玻璃:合成树脂=3:1。
5.根据权利要求4所述的一种抗氧化高粘合的镁碳砖,其特征在于:所述玻璃具体为镜片玻璃。
6.根据权利要求4所述的一种抗氧化高粘合的镁碳砖,其特征在于:所述玻璃材的制备过程如下:
①将镜片玻璃碾压、均匀磨碎至微小颗粒状,过35目筛,获取颗粒直径为0.5mm的玻璃碎粒;
②在玻璃碎粒中添加合成树脂,充分搅拌混合成玻璃材,留待备用。
7.根据权利要求1所述的一种抗氧化高粘合的镁碳砖,其特征在于:所述结合剂材具体由强粘剂和Carbores P型酚油结合剂组成。
8.根据权利要求7所述的一种抗氧化高粘合的镁碳砖,其特征在于:所述强粘剂具体由羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、丁苯胶粉、聚氨酯和吸水树脂组成,按含量比计,羟丙基甲基纤维素:聚乙烯醇:丁苯胶粉:聚氨酯:吸水树脂=0.024:0.288:0.025:0.01:0.4。
9.根据权利要求1所述的一种抗氧化高粘合的镁碳砖,其特征在于:所述辅材为复合石墨化炭黑粉体和ZS-1021石墨高温抗氧化涂料,其中复合石墨化炭黑粉体占镁碳砖总体配料的4%。
10.一种抗氧化高粘合的镁碳砖的制备方法,其特征在于:该制备方法包含权利要求1-9所述的任意一项抗氧化高粘合的镁碳砖,该制备方法具体步骤如下:
①制备镁材:以合成树脂为基料,加入电熔镁砂和烧结镁砂,搅拌至三者完全混合;
②以Carbores P型酚油结合剂为基料,加入碳材,充分搅拌后,再将镁材均匀加入,充分搅拌至碳材、镁材完全混合;
③加入玻璃材,搅拌至均匀状态;
④加入强粘剂,搅拌均匀;
⑤将复合石墨化炭黑粉体加入其中,并充分搅拌;
⑥砖块烧结;
⑦烧制好的砖块外壁面均匀涂覆ZS-1021石墨高温抗氧化涂料,涂覆厚度为1mm。
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