[发明专利]一种碳复合耐火材料的制备方法及其得到的产品

权利要求书

1.一种碳复合耐火材料的制备方法，包括以下步骤，

（1）将活性物前驱体配成溶液，向上述溶液中加入氧化物混合，混合物经干燥并分散后，焙烧得到活性物-氧化物复合料；

（2）用活化后的活性物-氧化物复合料催化碳源气体、或碳源气体和氢气的混合气体进行裂解反应，得到氧化物-碳纳米管复合料；

（3）将氧化物-碳纳米管复合料浸渍在乙醇溶液中形成预浸体；

（4）向基料中依次加入结合剂和步骤（3）中的预浸体进行混合，之后困料、成型、干燥即得到碳复合耐火材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述活性物前驱体是摩尔比1：（0.2-5）的硝酸铁和硝酸镍，活性物前驱体溶液的摩尔浓度为0.05-0.5mol/L；所述氧化物为刚玉、镁砂和氧化锆中的一种或多种，所述氧化物的粒径为2-500μm；向所述活性物前驱体溶液中加入所述氧化物的量为1-10g/ml。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，干燥并分散后的活性物前驱体-氧化物复合料的粒径为2-500μm，焙烧温度为300-600℃，焙烧时间为30-120min。

4.根据权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征在于，裂解温度为600-900℃，裂解时间为1-4h；所述碳源气体为天然气、乙烷和乙烯中的一种或多种，所述碳源气体的流量为100-500L/h；所述混合气体中，所述碳源气体和氢气的体积比为（1-4）：（4–1）；所述氧化物-碳纳米管复合料的粒径小于或等于500μm。

5.根据权利要求1-4任一所述的制备方法，其特征在于，所述乙醇溶液的浓度为20-95v%，所述乙醇溶液为氧化物-碳纳米管复合料的3-15wt%，浸渍时间为0.5-3h；所述基料、结合剂和氧化物-碳纳米管复合料的质量比为（50-70）：(3-10)：（20-40）；所述基料为电熔白刚玉、电熔致密刚玉、矾土基电熔刚玉、板状刚玉、烧结刚玉、电熔镁砂、烧结镁砂、锆莫来石、锆刚玉和电熔氧化锆中的一种或多种，所述基料的粒径小于或等于8mm；所述结合剂为酚醛树脂；步骤（4）中，困料温度为20-35℃，困料时间为12-48h，干燥温度为110-350℃，干燥时间为12-48h。

6.根据权利要求1-5任一所述的制备方法，其特征在于，在步骤（4）中，向所述基料中最后加入预混体，再进行混合、困料、成型和干燥；所述预混体为微米级的氧化物微粉；所述基料、结合剂、氧化物-碳纳米管复合料和氧化物微粉的质量比为（50-70）：(3-10)：（20-40）：（4-10）；所述氧化物微粉为粒径小于或等于5μm的氧化铝。

7.根据权利要求1-5任一所述的制备方法，其特征在于，在步骤（4）中，向所述基料中最后加入预混体，再进行混合、困料、成型和干燥；所述预混体为石墨和炭黑中的至少一种、微米级的氧化物微粉和抗氧化剂的混合物；所述石墨和炭黑中的至少一种、基料、结合剂、氧化物-碳纳米管复合料、氧化物微粉和抗氧化剂的质量比为(0.2-3):（50-70）：(3-10)：（20-40）：（4-10）：(2-8)；所述氧化物微粉为粒径小于或等于5μm的氧化铝；所述石墨或炭黑的粒径小于或等于147μm；所述抗氧化剂为碳化物、硼化物、氮化物、金属铝和单质硅中的一种或多种，所述抗氧化剂的粒径小于或等于74μm。

8.权利要求1-7任一所述制备方法得到的耐火材料，包括如下组分，

基料50-72wt%

氧化物-碳纳米管复合料20-41wt%

固化的酚醛树脂2.1-10wt%

所述氧化物-碳纳米管复合料中，包覆生长在氧化物上的碳纳米管的直径为20-100nm。

9.根据权利要求8所述的耐火材料，其特征在于，所述氧化物-碳纳米管复合料中碳纳米管的含量为0.5-3wt%；所述氧化物-碳纳米管复合料为氧化铝-碳纳米管复合料、氧化镁-碳纳米管复合料和氧化锆-碳纳米管复合料中的一种或多种。

10.根据权利要求8或9所述的碳复合耐火材料，其特征在于，还包括氧化物微粉，或者石墨和炭黑中的至少一种、氧化物微粉和抗氧化剂；所述氧化物微粉占所述碳复合耐火材料的4-10wt%，所述石墨和炭黑中的至少一种占所述碳复合耐火材料的0.2-3wt%，所述抗氧化剂占所述碳复合耐火材料的2-8wt%；所述氧化物微粉为氧化铝，所述抗氧化剂为碳化物、硼化物、氮化物、金属铝和单质硅中的一种或多种。