[发明专利]莫来石结合钛铝酸钙空心球隔热耐火材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种莫来石结合钛铝酸钙空心球隔热耐火材料及其制备方法。其技术方案是：以11～16wt％的α‑Al₂O₃粉体、5～10wt％的SiO₂粉体、1～3wt％的V₂O₅粉体、70～75wt％的钛铝酸钙空心球和5～6wt％的硅溶胶为原料；按所述原料及其含量，先将所述α‑Al₂O₃粉体、所述SiO₂粉体和所述V₂O₅粉体在行星球磨机中预混1～2小时，即得混合料；再将所述混合料、所述钛铝酸钙空心球、所述硅溶胶和所述原料0.05～0.2wt％的分散剂混合，搅拌，成型，养护，干燥；然后在1300～1400℃条件下保温3～4h，制得莫来石结合钛铝酸钙空心球隔热耐火材料。本发明成本低廉、工艺简单和成品率高；所制备制品体积密小、抗折与耐压强度大、导热系数小和抗热震性能优良。

技术领域

本发明属于钛铝酸钙空心球隔热耐火材料技术领域。具体涉及一种莫来石结合钛铝酸钙空心球隔热耐火材料及其制备方法。

背景技术

隔热耐火材料作为热工设备的主要炉衬材料，其高效隔热保温对提高热工设备的能源利用率、产品质量和高效安全生产具有重要的作用。因此，隔热耐火材料和空心球隔热材料的研制受到本领域技术人员的关注：“轻质隔热耐火浇注料”(CN104341168A)专利技术，采用粉煤灰、莫来石、氧化铝空心球、氧化铝微粉和碳酸镁作为原料制备轻质隔热耐火浇注料，碳酸镁在高温下的分解可以提高材料的气孔率，虽能导致材料的导热系数减小，但是基质中镁铝尖晶石结合相的完整发育需要很高的烧成温度，且材料中高的气孔率会导致强度的降低；另外“一种含氧化铬的氧化铝空心球隔热制品”(CN104478452A)专利技术，采用氧化铝空心球、α-Al₂O₃粉和氧化铬粉作为原料制备含氧化铬的氧化铝空心球制品，在基质中可以生成铝铬固溶体，虽然能提高材料的抗热震性、耐磨性和强度，但是材料需要经较高的烧成温度和较长的保温时间处理。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种成本低廉、工艺简单和成品率高的莫来石结合钛铝酸钙空心球隔热耐火材料的制备方法，用该方法制备的莫来石结合钛铝酸钙空心球隔热耐火材料体积密度较小、抗折与耐压强度大、导热系数小和抗热震性能优良。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

以11～16wt％的α-Al₂O₃粉体、5～10wt％的SiO₂粉体、1～3wt％的V₂O₅粉体、70～75wt％的钛铝酸钙空心球和5～6wt％的硅溶胶为原料。按所述原料及其含量，先将所述α-Al₂O₃粉体、所述SiO₂粉体和所述V₂O₅粉体在行星球磨机中预混1～2小时，即得混合料A；再将所述混合料A、所述钛铝酸钙空心球、所述硅溶胶和所述原料0.05～0.2wt％的分散剂混合，搅拌5～8min，振动成型，室温条件下养护20～28h；然后于90～115℃条件下干燥20～24h，在1300～1400℃条件下保温3～4h，制得莫来石结合钛铝酸钙空心球隔热耐火材料。

所述α-Al₂O₃粉体的Al₂O₃含量≥98.7wt％；α-Al₂O₃粉体的粒度为≤0.058mm。

所述SiO₂粉体的SiO₂含量≥97.9wt％；SiO₂粉体的粒度为≤0.058mm。