CN113354400A - 一种耐火可塑料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种耐火可塑料，包括以下重量份的原料：矾土75‑90重量份，膨胀耐火原料2‑10重量份，烧结剂2‑8重量份，硅微粉1‑5重量份，碱性结合剂2‑6重量份，增塑剂0.1‑0.5重量份；其中，碱性结合剂为铝酸钠、铝酸镁、硅酸钾中的一种或几种。该耐火可塑料组分简单，质量稳定，保存期长，能够稳定储存至6个月以上。除此之外，本发明还提供一种耐火可塑料的制备方法，同样具有上述技术效果，且制备过程简单，生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种耐火可塑料及其制备方法。
背景技术
耐火可塑料由于拥有优异的可塑性以及体积稳定性，被广泛应用于钢铁行业、有色行业、石化电力行业、铸造冶金行业等领域。尤其是在高温窑炉的修补过程中，耐火可塑料能够直接被用于修补施工，使用上极其方便快捷。
目前，耐火可塑料一般采用磷酸或者磷酸盐作为结合剂，而磷酸或者磷酸盐容易与铝矾土(铝矾土是耐火可塑料中常用的主要耐火原料)中的铁杂质反应，导致耐火可塑料难以长期储存。耐火可塑料中包含的铝矾土等级越低，其杂质含量越高，保存期越短。除此之外，磷酸或磷酸盐作为结合剂使用还存在一定的环保问题，且磷酸盐中的磷元素会渗透到钢水或者有色液体中，对窑炉生产的产品质量造成严重影响。
因此，如何提供一种组分简单，质量稳定，保存期长的耐火可塑料，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种耐火可塑料，该耐火可塑料组分简单，质量稳定，保存期长，能够稳定储存至6个月以上。除此之外，本发明还提供一种耐火可塑料的制备方法，同样具有上述技术效果，且制备过程简单，生产成本低。
本发明提供一种耐火可塑料，包括以下重量份的原料：矾土75-90重量份，膨胀耐火原料2-10重量份，烧结剂2-8重量份，硅微粉1-5重量份，碱性结合剂2-6重量份，增塑剂0.1-0.5重量份；其中，碱性结合剂为铝酸钠、铝酸镁、硅酸钾中的一种或几种。
其中，膨胀耐火原料的加入，能够防止耐火可塑料在高温环境下因为收缩出现开裂脱落现象。利用膨胀耐火原料高温下发生化学变化产生体积膨胀，抵消其他材料的收缩。
优选的，包括以下重量份的原料：矾土80-90重量份，膨胀耐火原料3-6重量份，烧结剂3-6重量份，硅微粉1-3重量份，碱性结合剂3-5重量份，增塑剂0.1-0.3重量份。
优选的，包括以下重量份的原料：矾土85-86重量份，膨胀耐火原料4-5重量份，烧结剂4-5重量份，硅微粉1-2重量份，碱性结合剂4-5重量份，增塑剂0.1-0.2重量份。
通过对各原料的加入量进行调配，能够得到性能优异，保存期限长的耐火可塑料。
优选的，所述膨胀耐火原料为蓝晶石，和/或，红柱石。
优选的，所述烧结剂为粘土，和/或，膨润土。
优选的，所述矾土中氧化铝的含量为82％-88％。
控制氧化铝的含量是为了降低矾土中的杂质含量，氧化铝含量越低，矾土中杂质含量就越高(例如氧化铁、氧化钛等)，而杂质含量越高会导致可塑料的保存时间越短，其耐火度也越低。因此，采用82％以上的矾土为最佳。
优选的，所述矾土中氧化铝的含量为82％，85％，或者88％。
优选的，所述硅微粉中二氧化硅的含量为94％或者96％。
优选的，所述增塑剂为PT1088。
除此之外，本发明还提供上述耐火可塑料的制备方法，包括以下步骤：
加入矾土75-90重量份，膨胀耐火原料2-10重量份，烧结剂2-8重量份，以及硅微粉1-5重量份；
同时加入碱性结合剂，其中，碱性结合剂为铝酸钠、铝酸镁、硅酸钾中的一种或几种；
同时加入增塑剂0.1-0.5重量份，水10-25重量份；
对各原料进行搅拌混炼，最后挤压成型。
相较于现有技术而言，本发明具有以下优势效果：
1.采用碱性结合剂，打破了长期以来行业内采用酸性结合体系的思路，能够彻底解决可塑料的保存期问题；且使用碱性结合剂的可塑料，其保存期不受原料中矾土的品质影响，均可以保存至6个月以上。
2.碱性可塑料中不再使用磷酸或者磷酸盐来结合，可以降低磷元素对窑炉等生产的产品质量的影响，更加环保。
3.与现有技术相比，本发明以矾土类原料作主料，保障可塑料的高温性能；并且与粘土类烧结剂、蓝晶石类耐火膨胀剂和硅微粉原料组成主基料，其中蓝晶石类膨胀剂的使用进一步提高耐火可塑料的高温体积稳定性、防止高温下产生裂纹。同时，本发明采用新型碱性结合剂可以大幅度提高可塑料的保存期，使耐火可塑料保存期可延长到6个月以上。并且外加少量的增塑剂可以提高塑料的塑性粘结力，便于施工。本发明各组分在一定配比下共同作用，使耐火可塑料具有优良的机械结合强度，保存期长。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合具体的实施例，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
本发明提供一种耐火可塑料，包括以下重量份的原料：矾土75-90重量份，膨胀耐火原料2-10重量份，烧结剂2-8重量份，硅微粉1-5重量份，碱性结合剂2-6重量份，增塑剂0.1-0.5重量份；其中，碱性结合剂为铝酸钠、铝酸镁、硅酸钾中的一种或几种。
其中，膨胀耐火原料的加入，能够防止耐火可塑料在高温环境下因为收缩出现开裂脱落现象。利用膨胀耐火原料高温下发生化学变化产生体积膨胀，抵消其他材料的收缩。
优选的，包括以下重量份的原料：矾土80-90重量份，膨胀耐火原料3-6重量份，烧结剂3-6重量份，硅微粉1-3重量份，碱性结合剂3-5重量份，增塑剂0.1-0.3重量份。
优选的，包括以下重量份的原料：矾土85-86重量份，膨胀耐火原料4-5重量份，烧结剂4-5重量份，硅微粉1-2重量份，碱性结合剂4-5重量份，增塑剂0.1-0.2重量份。
通过对各原料的加入量进行调配，能够得到性能优异，保存期限长的耐火可塑料。
优选的，所述膨胀耐火原料为蓝晶石，和/或，红柱石。
优选的，所述烧结剂为粘土，和/或，膨润土。
优选的，所述矾土中氧化铝的含量为82％-88％。
控制氧化铝的含量是为了降低矾土中的杂质含量，氧化铝含量越低，矾土中杂质含量就越高(例如氧化铁、氧化钛等)，而杂质含量越高会导致可塑料的保存时间越短，其耐火度也越低。因此，采用82％以上的矾土为最佳。
优选的，所述矾土中氧化铝的含量为82％，85％，或者88％。
优选的，所述硅微粉的二氧化硅含量为94％或者96％。
优选的，所述增塑剂为PT1088。
除此之外，本发明还提供上述耐火可塑料的制备方法，包括以下步骤：
加入矾土75-90重量份，膨胀耐火原料2-10重量份，烧结剂2-8重量份，以及硅微粉1-5重量份；
同时加入碱性结合剂，其中，碱性结合剂为铝酸钠、铝酸镁、硅酸钾中的一种或几种；
同时加入增塑剂0.1-0.5重量份，水10-25重量份；
对各原料进行搅拌混炼，最后挤压成型。
为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本申请提供的耐火可塑料及其制备方法进行具体地描述。但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市场购得的常规产品。
实施例1
一种耐火可塑料的制备方法，包括以下步骤：
加入矾土85重量份(矾土中氧化铝的含量为85％)，蓝晶石5重量份，粘土4重量份，以及94硅微粉2重量份；
同时加入碱性结合剂4重量份，其中，碱性结合剂为铝酸钠；
同时加入增塑剂PT1088 0.1重量份，水15重量份；
对各原料进行搅拌混炼，最后挤泥挤压成型。
将上述方法制备的耐火可塑料与采用传统磷酸盐结合的耐火可塑料进行对比，得到表1。
表1.实施例1制备的耐火可塑料与传统可塑料的性能比对
实施例2
一种耐火可塑料的制备方法，包括以下步骤：
加入矾土84重量份(矾土中氧化铝的含量为88％)，红柱石4重量份，膨润土4重量份，以及96硅微粉2重量份；
同时加入碱性结合剂6重量份，其中，碱性结合剂为硅酸钾；
同时加入增塑剂PT1088 0.1重量份，水12重量份；
对各原料进行搅拌混炼，最后挤泥挤压成型。
将上述方法制备的耐火可塑料与采用传统磷酸盐结合的耐火可塑料进行对比，得到表2。
表2.实施例2制备的耐火可塑料与传统可塑料的性能比对
实施例3
一种耐火可塑料的制备方法，包括以下步骤：
加入矾土86重量份(矾土中氧化铝的含量为82％)，红柱石4重量份，粘土5重量份，以及94硅微粉1重量份；
同时加入碱性结合剂4重量份，其中，碱性结合剂为铝酸镁；
同时加入增塑剂PT1088 0.2重量份，水18重量份；
对各原料进行搅拌混炼，最后挤泥挤压成型。
将上述方法制备的耐火可塑料与采用传统磷酸盐结合的耐火可塑料进行对比，得到表3。
表3.实施例3制备的耐火可塑料与传统可塑料的性能比对
由以上实施例可知，采用本发明的配方，能够获得力学性能优异，保存期限长的耐火可塑料；其中，耐火可塑料的保存期限至少可达6个月以上，而采用传统磷酸盐结合的耐火可塑料的保存期限仅为1个月。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种耐火可塑料，其特征在于，包括以下重量份的原料：矾土75-90重量份，膨胀耐火原料2-10重量份，烧结剂2-8重量份，硅微粉1-5重量份，碱性结合剂2-6重量份，增塑剂0.1-0.5重量份；
其中，碱性结合剂为铝酸钠、铝酸镁、硅酸钾中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的耐火可塑料，其特征在于，包括以下重量份的原料：矾土80-90重量份，膨胀耐火原料3-6重量份，烧结剂3-6重量份，硅微粉1-3重量份，碱性结合剂3-5重量份，增塑剂0.1-0.3重量份。
3.根据权利要求2所述的耐火可塑料，其特征在于，包括以下重量份的原料：矾土85-86重量份，膨胀耐火原料4-5重量份，烧结剂4-5重量份，硅微粉1-2重量份，碱性结合剂4-5重量份，增塑剂0.1-0.2重量份。
4.根据权利要求1至3任一项所述的耐火可塑料，其特征在于，所述膨胀耐火原料为蓝晶石，和/或，红柱石。
5.根据权利要求1至3任一项所述的耐火可塑料，其特征在于，所述烧结剂为粘土，和/或，膨润土。
6.根据权利要求1至3任一项所述的耐火可塑料，其特征在于，所述矾土中氧化铝的含量为82％-88％。
7.根据权利要求6所述的耐火可塑料，其特征在于，所述矾土中氧化铝的含量为82％，85％，或者88％。
8.根据权利要求1至3任一项所述的耐火可塑料，其特征在于，所述硅微粉中二氧化硅的含量为94％或者96％。
9.根据权利要求1至3任一项所述的耐火可塑料，其特征在于，所述增塑剂为PT1088。
10.一种制备权利要求1至9任一项所述的耐火可塑料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
加入矾土75-90重量份，膨胀耐火原料2-10重量份，烧结剂2-8重量份，以及硅微粉1-5重量份；
同时加入碱性结合剂，其中，碱性结合剂为铝酸钠、铝酸镁、硅酸钾中的一种或几种；
同时加入增塑剂0.1-0.5重量份，水10-25重量份；
对各原料进行搅拌混炼，最后挤压成型。
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