本發(fā)明涉及耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高強(qiáng)低導(dǎo)熱耐火節(jié)能澆注料及其制備方法。

背景技術(shù)：

水泥窯熱風(fēng)管道、熱風(fēng)爐管道等中，為了保證高溫氣體在輸送過(guò)程中的溫度，在管道內(nèi)要砌筑耐火材料。在高溫窯爐使用中，為保證窯爐的保溫效果，同時(shí)提高窯爐內(nèi)襯使用壽命，常采用由重質(zhì)磚和輕質(zhì)耐火材料組合砌筑，導(dǎo)致窯爐內(nèi)襯熱容量大，熱效率降低。由于傳統(tǒng)輕質(zhì)節(jié)能材料具有氣孔率大，吸水率高，強(qiáng)度相對(duì)較低，保溫節(jié)能效果差的缺陷，不能直接用于工作層，必須用多層耐火材料砌筑，也使得管徑增大，這使得設(shè)備重量和體積增加，材料消耗和成本增加。

說(shuō)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐高溫、吸水率低、致密性好的高強(qiáng)低導(dǎo)熱耐火節(jié)能澆注料及其制備方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下：

一種高強(qiáng)低導(dǎo)熱耐火節(jié)能澆注料，包括以下組分原料及重量份：包括以下組分原料及重量份：3-8mm輕質(zhì)骨料15-35份，1-3mm輕質(zhì)氧化鋁空心球10-25份，0.1-1mm焦寶石粉5-15份，0.02-0.45mm高鋁礬土細(xì)粉5-15份，粒徑小于1μm的硅微粉3-8份，粒徑小于1.5μm的al2o3微粉3-8份，高鋁水泥3-10份，0.25-1.5mm膨脹珍珠巖5-10份，三聚磷酸鈉0.1-0.3份，防爆纖維0.1-0.25份，硅烷偶聯(lián)劑0.07-0.12份；所述輕質(zhì)骨料選自輕質(zhì)微孔莫來(lái)石、紅柱石、輕質(zhì)釩土骨料、硅莫磚廢骨料中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述輕質(zhì)骨料的重量份為28-33份，輕質(zhì)氧化鋁空心球15-20份，焦寶石粉9-12份，高鋁礬土細(xì)粉5-8份。

優(yōu)選的，所述輕質(zhì)骨粒由粒徑3-5mm和5-8mm的兩種顆粒級(jí)配而成，粒徑3-5mm的顆粒占莫來(lái)石總重量的40-50%。

優(yōu)選的，所述硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ―氨丙基三乙氧基硅烷中的一種。

優(yōu)選的，所述防爆纖維為直徑1.5-2.5μm，長(zhǎng)度3-6mm的聚丙烯纖維。

一種高強(qiáng)低導(dǎo)熱耐火節(jié)能澆注料的制備方法，包括如下步驟：將澆注料的原料室溫?cái)嚢杌旌?，加?-6%的水?dāng)嚢杈鶆颍瑪嚢韬玫奈锪献⑷肽＞?，震?dòng)成型，養(yǎng)護(hù)48h-72h后進(jìn)行烘燒，溫度達(dá)到110℃時(shí)保溫8-16h，溫度達(dá)到450℃時(shí)保溫16-24h，升溫至1300℃煅燒15-16h即可。

本發(fā)明的有益效果如下：

1、本發(fā)明采用輕質(zhì)骨料、輕質(zhì)氧化鋁空心球作為基體，可以有效減輕澆注料的重量，材料本身導(dǎo)熱系數(shù)小，輕質(zhì)微孔莫來(lái)石、紅柱石、輕質(zhì)礬土骨料、硅莫磚廢骨料化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)酸、堿都有良好的抵抗性，輕質(zhì)氧化鋁空心球機(jī)械強(qiáng)度高、隔熱效果好、耐侵蝕。此外，本發(fā)明的采用輕質(zhì)骨料、輕質(zhì)氧化鋁空心球、硅微粉、al203微粉均具有較好的耐高溫性能。

2、本發(fā)明采用硬度高、耐火度高的焦寶石粉和高鋁礬土細(xì)粉作為細(xì)粉填充骨料間的間隙，輕質(zhì)骨料表面凹凸不平，增大與細(xì)粉之間的接觸比表面積，使得兩者結(jié)合更緊密。高鋁水泥、硅微粉和al2o3微粉作為結(jié)合劑，通過(guò)高鋁水泥的水化作用將細(xì)粉和骨料粘結(jié)，硅微粉和al2o3微粉能夠填充水泥顆粒間隙，同時(shí)與水化產(chǎn)物反應(yīng)生成凝膠體，提高了骨料與細(xì)粉的結(jié)合強(qiáng)度同時(shí)減少孔隙。三聚磷酸鈉作為減水劑配合鋁酸鹽水泥的使用，降低了澆注料的加水量，提高澆注料性能。

3、本發(fā)明采用膨脹珍珠巖作為膨脹劑，膨脹珍珠巖是一種輕質(zhì)骨料，具有良好的耐火保溫性能，在高溫下體積迅速膨脹，可提高澆注料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的致密性。但膨脹珍珠巖存在吸水率高的缺點(diǎn)，在制備澆注料時(shí)呈現(xiàn)前期吸水后期失水的狀態(tài)，導(dǎo)致體積收縮變形大從而影響其使用效果。本發(fā)明通過(guò)添加硅烷偶聯(lián)劑使膨脹珍珠巖在澆注料制備前期表面疏水，具體通過(guò)烘燒階段由常溫升至110℃并保溫這個(gè)過(guò)程完成膨脹珍珠巖的表面改性，降低吸水率。同時(shí)硅烷偶聯(lián)劑水解后在輕質(zhì)骨料與膠體材料間形成鍵合，促進(jìn)界面融合，從而提高澆注料的整體結(jié)合強(qiáng)度。

4、本發(fā)明通過(guò)添加防爆纖維防止?jié)沧⒘系谋?，澆注料氣孔率低使得材料透氣性降低，低?dǎo)熱系數(shù)使得澆注料內(nèi)部溫度分布不均，導(dǎo)致澆注料有爆裂的可能性，防爆纖維在烘燒過(guò)程軟化、收縮、熔化，最后形成氣孔并碳化，在材料內(nèi)部形成微小網(wǎng)絡(luò)氣孔，打開(kāi)水氣通道，減輕材料內(nèi)部應(yīng)力，提高澆注料的使用壽命。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

一種高強(qiáng)低導(dǎo)熱耐火節(jié)能澆注料，包括以下組分原料及重量份：5-8mm輕質(zhì)微孔莫來(lái)石10份，3-5mm輕質(zhì)微孔莫來(lái)石10份，1-3mm輕質(zhì)氧化鋁空心球10份，0.1-1mm焦寶石粉5份，0.02-0.45mm高鋁礬土細(xì)粉5份，粒徑小于1μm的硅微粉3份，粒徑小于1.5μm的al203微粉4份，高鋁水泥3份，0.25-1.5mm膨脹珍珠巖5份，三聚磷酸鈉0.1份，防爆纖維0.1份，乙烯基三乙氧基硅烷0.07份。

按如下步驟制備澆注料：將上述澆注料的原料室溫?cái)嚢杌旌?，加?%的水?dāng)嚢杈鶆颍瑪嚢韬玫奈锪献⑷肽＞?，震?dòng)成型，養(yǎng)護(hù)48h后進(jìn)行烘燒，溫度達(dá)到110℃時(shí)保溫8h，溫度達(dá)到450℃時(shí)保溫16h，升溫至1300℃煅燒15h。

實(shí)施例2

一種高強(qiáng)低導(dǎo)熱耐火節(jié)能澆注料，包括以下組分原料及重量份：5-8mm輕質(zhì)微孔莫來(lái)石16.8份，3-5mm紅柱石11.2份，1-3mm輕質(zhì)氧化鋁空心球15份，0.1-1mm焦寶石粉9份，0.02-0.45mm高鋁礬土細(xì)粉6份，粒徑小于1μm的硅微粉5份，粒徑小于1.5μm的al203微粉5份，高鋁水泥6份，0.25-1.5mm膨脹珍珠巖6份，三聚磷酸鈉0.12份，防爆纖維0.14份，乙烯基三乙氧基硅烷0.08份。

按如下步驟制備澆注料：將上述澆注料的原料室溫?cái)嚢杌旌希尤?%的水?dāng)嚢杈鶆?，攪拌好的物料注入模具，震?dòng)成型，養(yǎng)護(hù)56h后進(jìn)行烘燒，溫度達(dá)到110℃時(shí)保溫8h，溫度達(dá)到450℃時(shí)保溫18h，升溫至1300℃煅燒15h。

實(shí)施例3

一種高強(qiáng)低導(dǎo)熱耐火節(jié)能澆注料，包括以下組分原料及重量份：5-8mm輕質(zhì)微孔莫來(lái)石15份，3-5mm硅莫磚廢骨料15份，1-3mm輕質(zhì)氧化鋁空心球18份，0.1-1mm焦寶石粉10份，0.02-0.45mm高鋁礬土細(xì)粉8份，粒徑小于1μm的硅微粉5份，粒徑小于1.5μm的al203微粉6份，高鋁水泥8份，0.25-1.5mm膨脹珍珠巖7份，三聚磷酸鈉0.15份，防爆纖維0.18份，乙烯基三乙氧基硅烷0.08份。

按如下步驟制備澆注料：將上述澆注料的原料室溫?cái)嚢杌旌?，加?%的水?dāng)嚢杈鶆颍瑪嚢韬玫奈锪献⑷肽＞?，震?dòng)成型，養(yǎng)護(hù)60h后進(jìn)行烘燒，溫度達(dá)到110℃時(shí)保溫10h，溫度達(dá)到450℃時(shí)保溫21h，升溫至1300℃煅燒15h。

實(shí)施例4

一種高強(qiáng)低導(dǎo)熱耐火節(jié)能澆注料，包括以下組分原料及重量份：5-8mm輕質(zhì)礬土骨料17.6份，3-5mm硅莫磚廢骨料14.4份，1-3mm輕質(zhì)氧化鋁空心球20份，0.1-1mm焦寶石粉12份，0.02-0.45mm高鋁礬土細(xì)粉12份，粒徑小于1μm的硅微粉6份，粒徑小于1.5μm的al203微粉7份，高鋁水泥9份，0.25-1.5mm膨脹珍珠巖9份，三聚磷酸鈉0.24份，防爆纖維0.2份，γ―氨丙基三乙氧基硅烷0.1份。

按如下步驟制備澆注料：將上述澆注料的原料室溫?cái)嚢杌旌?，加?%的水?dāng)嚢杈鶆?，攪拌好的物料注入模具，震?dòng)成型，養(yǎng)護(hù)64h后進(jìn)行烘燒，溫度達(dá)到110℃時(shí)保溫12h，溫度達(dá)到450℃時(shí)保溫21h，升溫至1300℃煅燒16h。

實(shí)施例5

一種高強(qiáng)低導(dǎo)熱耐火節(jié)能澆注料，包括以下組分原料及重量份：5-8mm輕質(zhì)微孔莫來(lái)石19份，3-5mm輕質(zhì)礬土骨料8份，3-5mm紅柱石6份，1-3mm輕質(zhì)氧化鋁空心球25份，0.1-1mm焦寶石粉15份，0.02-0.45mm高鋁礬土細(xì)粉14份，粒徑小于1μm的硅微粉8份，粒徑小于1.5μm的al203微粉7份，高鋁水泥10份，0.25-1.5mm膨脹珍珠巖10份，三聚磷酸鈉0.28份，防爆纖維0.24份，γ―氨丙基三乙氧基硅烷0.12份。

按如下步驟制備澆注料：將上述澆注料的原料室溫?cái)嚢杌旌?，加?%的水?dāng)嚢杈鶆?，攪拌好的物料注入模具，震?dòng)成型，養(yǎng)護(hù)72h后進(jìn)行烘燒，溫度達(dá)到110℃時(shí)保溫16h，溫度達(dá)到450℃時(shí)保溫24h，升溫至1300℃煅燒16h。

上述實(shí)施例所得澆注料技術(shù)性能指標(biāo)如下：

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所作的等效變換與修改，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。