一種可塑修補料及其製備方法

2023-04-29 18:24:51 1

專利名稱：一種可塑修補料及其製備方法
技術領域：
本發明屬於不定型耐火材料領域，具體涉及ー種可塑修補料及其製備方法。
背景技術：
可塑修補料作為不定型耐火材料，廣泛應用於エ業窯爐的爐頂、爐牆、爐蓋等部位的修補，以及爐襯的局部修補等。可塑修補料具有高溫強度高，熱震性能優良，導熱係數較低，施工方式靈活等優點。目前，國內外可塑修補料中通常使用粘土類物質作為增塑劑，以提供良好的塑性，保證可塑修補料在常溫下具有良好的可塑性。公開號為CN1048705C的題為「磷酸鹽結合高鋁可塑料及其生產方法」的中國專利公開了ー種磷酸鹽結合高鋁可塑料，它的組成為重 量百分含量計，鈉基膨潤土 5 10%，藍晶石5%，其餘為高鋁主原料，外加磷酸ニ氫鋁4 9%，檸檬酸和草酸2 3%，多元醇型非離子表面活性劑O. 2 O. 4%。但是使用生粘土易造成耐火材料在常溫下強度低、線變化性能較差的問題。並且，粘土類增塑劑在可塑料中的添加量較低時，材料的可塑性明顯不足；而添加量較高時，雖然材料的可塑性良好，但由於粘土類增塑劑中Na、K等鹼金屬元素含量較高，在高溫時容易形成低熔點物質，使得可塑料在高溫下燒成收縮變大、液相量增多，導致材料容易開裂，體積穩定性變差，抗衝刷性不好，使用壽命降低。為解決上述問題，公開號為CN1450025A的題為「無粘土耐火可塑料」的中國專利公開了ー種無粘土耐火可塑料，包括耐火骨料、粉料以及化學結合劑，組分中還含有無定形Al2O3細粉5-10% (重量百分比)。採用高活性無定形Al2O3細粉替代生粘土獲得可塑性的耐火材料。但是無定形Al2O3細粉用量較大，同時以無定形Al2O3細粉為增塑劑的可塑料做修補料使用時，ー項重要的技術指標粘附性能沒有在專利中提及。

發明內容
針對現有技術中的上述問題，本發明的目的在於提供ー種可塑修補料及其製備方法，該可塑修補料無粘土，增塑劑添加量少，使用性能優異，可塑性好，粘附性好，保存時間長，具有較高的常溫及中溫強度，材料體積密度及氣孔率適宜，可滿足熱エ設備修補需要。為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案ー種可塑修補料，其中，該可塑修補料包括主料和外加劑，其中主料的組成按質量百分比為粒度為3-0. 074mm的高鋁質或氧化鋁質顆粒55_65%，粒度〈O. 074mm的高鋁質或氧化鋁質粉體15-25%，粒度〈5 μ m的a -Al2O3粉體15_20%，增塑劑2_4% ;外加劑按上述主料總質量為100%，各外加劑組分的質量百分比為表面活性劑O. 8-1. 2%，保存劑2-3%，以及酸性結合劑6-10%。所述高鋁質原料為莫來石或高鋁礬土。所述氧化鋁質原料為燒結剛玉或電熔剛玉。所述增塑劑為EVA膠粉，是醋酸こ烯酯/こ烯共聚物，其粒度為0. 5-8 μ m,堆積密度為0. 49-0. 59g/cm3。所述酸性結合劑為磷酸溶液、磷酸ニ氫鋁溶液中的至少ー種。所述保存劑為草酸、檸檬酸及糖蜜中的至少ー種。所述表面活性劑為聚丙烯酸鈉、三聚磷酸鈉及六偏磷酸鈉中的至少ー種。經110°C X 24h烘烤後，所述可塑修補料的抗折強度為11. 69-13. 26MPa，耐壓強度為 49. 58-68. 07MPa,體積密度為 2. 56-2. 74g/cm3,氣孔率為 16. 98%-22. 92% ；IlO0C X24h烘烤後的可塑修補料，再經1100°C X3 h熱處理後，可塑修補料的抗折強度為19. 73-23. 77MPa，耐壓強度為 76. 33-82. 52MPa，體積密度為 2. 74-2. 78g/cm3，氣孔率為27. 03-27. 31%。所述可塑修補料的粘附率為98%以上，保存期為10個月以上。一種如權利要求I所述的可塑修補料的製備方法，其中，首先，按如下質量百分比將主料混合均勻粒度為3-0. 074mm的高鋁質或氧化鋁質顆粒55-65%，粒度〈O. 074mm的高鋁質或氧化鋁質粉體15_25%，粒度〈5 μ m的a -Al2O3粉體15-20%，增塑劑2-4% ；然後，加入外加劑，外加劑按上述主料總質量為100%，各外加劑組分的質量百分比為表面活性劑O. 8-1. 2%，保存劑2-3%，以及酸性結合劑6-10%，混練均勻得到可塑修補料。與現有技術相比，本發明的有益效果在於I、本發明的可塑修補料為磷酸(鹽)結合高鋁質或氧化鋁質可塑修補料體系，其結合強度高，高溫性能優越；2、本發明的可塑修補料中不含粘土類物質；3、本發明採用醋酸こ烯酯與こ烯共聚的膠粉作為增塑劑，其中不含有鹼金屬元素等雜質，不會在高溫下生成低熔點物質，並可賦予可塑修補料優異的粘附性和可塑性，保證了可塑修補料在常溫及高溫下的使用性能，同時，在保證使用要求的條件下，本發明中膠粉在可塑修補料中的添加量少，可降低生產成本；4、本發明採用的表面活性剤，可降低酸性結合劑溶液的表面張力，增加結合劑對各原料的潤溼性；5、本發明採用的保存劑，可延長耐火可塑料的保存期，使可塑修補料在較長時間內都具有良好的可塑性；6、本發明的可塑修補料不含粘土類增塑劑，且增塑劑添加量較少，具有常溫附著性強，可塑性好，施工性能優異，常溫及高溫物理性能良好的特點。
具體實施例方式下面，結合實施例，對本發明進行詳細說明。實施例I以重量百分比計，將粒度為3-0. 074mm的礬土 55%，粒度〈O. 074mm的莫來石25%，粒度〈5 μ m的a -Al2O3粉體18%，EVA膠粉2%，混合均勻後，外加三聚磷酸鈉O. 8%，外加草酸2%，外加磷酸溶液6%，混練均勻得到可塑修補料。其中，EVA膠粉(Ethylene-vinyl acetate),是醋酸こ烯酷/こ烯共聚物，由醋酸こ烯酯與こ烯共聚而製成。實施例2以重量百分比計，將粒度為3-0. 074mm的莫來石60%，粒度〈O. 074mm的礬土 17%，粒度〈5 μ m的a -Al2O3粉體20%，EVA膠粉3%，混合均勻後，外加六偏磷酸鈉O. 8%、三聚磷酸鈉O. 3%，外加檸檬酸3%，外加磷酸ニ氫鋁溶液8%，混練均勻得到可塑修補料。實施例3以重量百分比計，將粒度為3-0. 074mm的電熔剛玉65%，粒度〈O. 074mm的電熔剛玉15%,粒度〈5 μ m的a -Al2O3粉體16%，EVA膠粉4%，混合均勻後，外加聚丙烯酸鈉O. 5%、三聚磷酸鈉O. 4%、六偏磷酸鈉O. 3%，外加草酸1%、糖蜜I. 5%，外加磷酸溶液5. 5%以及磷酸ニ氫鋁溶液4. 5%，混練均勻得到可塑修補料。
實施例4以重量百分比計，將粒度為3-0. 074mm的燒結剛玉62%，粒度〈O. 074mm的燒結剛玉20%，粒度〈5 μ m的a -Al2O3粉體15%，EVA膠粉3%，混合均勻後，外加六偏磷酸鈉I. 0%，外加糖蜜2%、檸檬酸O. 5%，外加磷酸溶液3. 5%以及磷酸ニ氫鋁溶液4%，混練均勻得到可塑修補料。實施例1-4所製備的可塑修補料的實測性能指標為經110°C X24h烘烤後可塑修補料的抗折強度為11. 69-13. 26MPa，耐壓強度為49. 58-68. 07MPa,體積密度為2. 56-2. 74g/cm3,氣孔率為16. 98%_22· 92% ；110 °C X 24h烘烤後的可塑修補料，經1100 °C X3h熱處理後，可塑修補料的抗折強度為19. 73-23. 77MPa，耐壓強度為76. 33-82. 52MPa，體積密度為2. 74-2. 78g/cm3，氣孔率為27. 03-27. 31%。可塑修補料粘附率98%以上，保存期10個月以上。
權利要求
1.一種可塑修補料，其特徵在於該可塑修補料包括主料和外加劑，其中主料的組成按質量百分比為粒度為3-0. 074mm的高鋁質或氧化鋁質顆粒55_65%，粒度〈O. 074mm的高鋁質或氧化鋁質粉體15-25%，粒度〈5 ii m的a -Al2O3粉體15_20%，增塑劑2_4% ;外加劑按上述主料總質量為100%，各外加劑組分的質量百分比為表面活性劑0. 8-1. 2%，保存劑2_3%，以及酸性結合劑6-10%。
2.如權利要求I所述的可塑修補料，其特徵在於所述高鋁質原料為莫來石或高鋁礬土。
3.如權利要求I所述的可塑修補料，其特徵在於所述氧化鋁質原料為燒結剛玉或電熔剛玉。
4.如權利要求I所述的可塑修補料，其特徵在於所述增塑劑為EVA膠粉，是醋酸乙烯酯/乙烯共聚物，其粒度為0. 5-8 u m,堆積密度為0. 49-0. 59g/cm3。
5.如權利要求I所述的可塑修補料，其特徵在於所述酸性結合劑為磷酸溶液、磷酸二氫鋁溶液中的至少一種。
6.如權利要求I所述的可塑修補料，其特徵在於所述保存劑為草酸、檸檬酸及糖蜜中的至少一種。
7.如權利要求I所述的可塑修補料，其特徵在於所述表面活性劑為聚丙烯酸鈉、三聚磷酸鈉及六偏磷酸鈉中的至少一種。
8.如權利要求I所述的可塑修補料，其特徵在於經110°CX24h烘烤後，所述可塑修補料的抗折強度為11. 69-13. 26MPa，耐壓強度為49. 58-68. 07MPa,體積密度為2. 56-2. 74g/cm3，氣孔率為16. 98%_22. 92% ;110 °C X24h烘烤後的可塑修補料，再經1100 °C X3h熱處理後，可塑修補料的抗折強度為19. 73-23. 77MPa，耐壓強度為76. 33-82. 52MPa，體積密度為 2. 74-2. 78g/cm3，氣孔率為 27. 03-27. 31%。
9.如權利要求I所述的可塑修補料，其特徵在於所述可塑修補料的粘附率為98%以上，保存期為10個月以上。
10.一種如權利要求I所述的可塑修補料的製備方法，其特徵在於 首先，按如下質量百分比將主料混合均勻粒度為3-0. 074mm的高鋁質或氧化鋁質顆粒55-65%，粒度〈O. 074mm的高鋁質或氧化鋁質粉體15_25%，粒度〈5 y m的a -Al2O3粉體15-20%，增塑劑 2-4% ； 然後，加入外加劑，外加劑按上述主料總質量為100%，各外加劑組分的質量百分比為表面活性劑0. 8-1. 2%，保存劑2-3%，以及酸性結合劑6-10%，混練均勻得到可塑修補料。
全文摘要
本發明屬於不定型耐火材料領域，具體涉及一種可塑修補料及其製備方法，該可塑修補料包括主料和外加劑，其中主料的組成按質量百分比為粒度為3-0.074mm的高鋁質或氧化鋁質顆粒55-65%，粒度<0.074mm的高鋁質或氧化鋁質粉體15-25%，粒度<5μm的α-Al2O3粉體15-20%，增塑劑2-4%；外加劑按上述主料總質量為100%，各外加劑組分的質量百分比為表面活性劑0.8-1.2％，保存劑2-3%，以及酸性結合劑6-10%。該可塑修補料無粘土，增塑劑添加量少，使用性能優異，可塑性好，粘附性好，保存時間長，具有較高的常溫及中溫強度，材料體積密度及氣孔率適宜，可滿足熱工設備修補需要。
文檔編號C04B35/66GK102674855SQ201210158010
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月21日 優先權日2012年5月21日
發明者丁鈺, 劉開琪, 劉永峰, 王秉軍, 趙宏偉 申請人:中國鋼研科技集團有限公司, 新冶高科技集團有限公司