專利名稱:硅溶膠結合的不定型耐火材料的制作方法
本發(fā)明涉及的是一種用硅溶膠作結合劑的不定形耐火材料;主要用作電爐爐頂、熱處理爐爐頂和高溫熔融金屬容器等。
不定形耐火材料由耐火基料，結合劑、添加劑幾部分組成，具有現(xiàn)場施工簡單、使用方便，不需高溫燒結等優(yōu)點。目前使用的不定形耐火材料大都采用鋁酸鈣水泥，磷酸或磷酸鹽，硫酸鋁，水玻璃等作結合劑。由這些結合劑制成的不定形耐火材料，存在如下缺點1.由結合劑帶入的低熔點氧化物Na2O、K2O、CaO等使不定形耐火材料在高溫下產(chǎn)生大量液相，造成體積收縮、裂紋、降低了使用性能;
2.使用中分解揮發(fā)出有害氣體(p2O5、SO2)。
本發(fā)明的目的在于制備一種由硅溶膠作結合劑的不定形耐火材料，這種不定形耐火材料不會因結合劑帶入不純物而降低其使用性能，以及由此帶來的其它缺點;另外配料中加入硅石粉，使這種不定形耐火材料在高溫下體積不收縮，而略有膨脹，提高了材料的高溫體積穩(wěn)定性和抗剝落的性能。
本發(fā)明的不定形耐火材料以硅溶膠作結合劑，這種硅溶膠不一定是由硅酸乙酯水解制得的，而可以是一種更廉價的，用水玻璃經(jīng)陽離子交換樹脂交換出Na+離子制得。硅溶膠是大小在1μ～100μ之間的SiO2粒子分散懸浮于水中形成的膠體、實際上SiO2膠體粒子在溶液中是以弱電介質H2SiO3的形式存在，膠體粒子的最外層被電介產(chǎn)生的H+離子包裸著，而陰離子則集聚在膠體粒子中心。由于膠體粒子外圍同電性相斥的作用使膠體不會聚集而凝結，膠體保持穩(wěn)定。用硅溶膠作不定形耐火材料的結合劑，當制品成型后，應使膠體凝結，賦于制品強度。硅溶膠凝結的條件是1.在硅溶膠中加入強電介質;2.加入與硅溶膠膠體粒子電性相反的溶膠;3.加熱使硅溶膠脫水。用硅溶膠作不定形耐火材料的結合劑，必須有效的調(diào)節(jié)其凝結時間、凝結時間太長或太短，均影響材料的施工性能和成型性能。另外，用硅溶膠作不定形耐火材料結合劑時，其凝結時間還要受到耐火基料的種類、吸水率、吸附性能及作業(yè)環(huán)境等方面的影響。如何在這諸多因素中，調(diào)節(jié)好以硅溶膠為結合劑的不定形耐火材料的凝結時間是選擇配料構成的準則之一。
本發(fā)明的不定形耐火材料，其構成包含有SiO2-Al2O3系耐火基料，結合劑硅溶膠和調(diào)節(jié)凝結時間的微量添加劑。SiO2-Al2O3系耐火基料是指高鋁礬土熟料顆粒，粒度7～0mm，自然粒度級配，加入量0～70%(重量);高鋁礬土熟料細粉，粒度＜0.088mm，加入量0～50%(重量);粘土熟料顆粒，粒度7～0mm，自然粒度級配，加入量0～70%(重量);生粘土細粉，粒度＜0.1mm，加入量，0～5%(重量);硅石粉(SiO2重量含量＞97%)，粒度＜0.088mm，加入量0～15%(重量)。加入硅石粉的目的是在細粉料中調(diào)整Al2O3/SiO2的比值，利用高溫下生成的針柱狀次生莫來石形成網(wǎng)絡結構，使材料具有較好的高溫體積穩(wěn)定性(不收縮或略有膨脹)和抗熱震性能。
硅溶膠要求SiO225～30%，Na2O＜0.5%(重量百分比);比重1.2～1.3，粘度4.5～6厘泊，pH值9～10;加入量為6～15%(重量)，以施工合宜為準。三聚磷酸鈉，粒度＜0.2mm，加入量0～0.2%(重量)，調(diào)節(jié)材料具有合宜的凝結時間。配料經(jīng)干混后加入硅溶膠混合，用振動，搗打和涂抹等方式成型，靜置24小時脫模。
本發(fā)明的硅溶膠結合不定形耐火材料，具有脫模強度高，高溫強度高，高溫體積穩(wěn)定，抗高溫熱震性能好等優(yōu)點。
實施例實施例中使用的原料成份如下
配料比(重量%)
Na5P3O10三聚磷酸鈉
權利要求
1.一種SiO2-Al2O3系不定形耐火材料，其特征是在配料構成中加入了硅石粉，結合劑硅溶膠和微量調(diào)節(jié)劑三聚磷酸鈉。
2.根據(jù)權利要求
1.所述的不定形耐火材料，其特征是配料中硅石粉的加入量為0～15%(重量)其它配料量為高鋁熟料顆粒 0～70%(重量)高鋁熟料細粉 0～50%(重量)粘土熟料顆粒 0～70%(重量)生粘土細粉 0～5%(重量)
3.根據(jù)權利要求
1.所述的不定形耐火材料，其特征是結合劑硅溶膠的加入量為6～15(外加重量)，%，硅溶膠中SiO225～30%(重量)，Na2O＜0.5%(重量)，比重1.2～1.3，粘度4.5～6厘泊，pH值9～10。
4.根據(jù)權利要求
1.所述的不定形耐火材料，其特征是微量調(diào)節(jié)劑三聚磷酸鈉的加入量為0～0.2%(外加重量)，粒度＜0.2mm。
專利摘要
本發(fā)明的不定型耐火材料，采用硅溶膠作結合劑，因此高溫下不會因結合劑帶入低熔點氧化物而使其使用性能惡化。本發(fā)明的不定型耐火材料基質是由特級或一級高鋁熟料與硅石粉組成，在高溫下生成針柱狀次生莫來石網(wǎng)絡結構，因而有常溫和高溫強度大，高溫體積穩(wěn)定，抗溫度急變性能好等優(yōu)點。
文檔編號C04B35/10GK86106379SQ86106379
公開日1988年4月20日 申請日期1986年10月8日
發(fā)明者李再耕, 陶新霞, 湯賢文, 賀金舟 申請人:冶金工業(yè)部洛陽耐火材料研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan