[发明专利]一种工业窑炉用耐火材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种工业窑炉用耐火材料及其制备方法，具体来说，本发明先将硅微粉、氮化铝与碳化硼粉末球磨混合制成预混粉，然后化学气相沉积纳米氧化锆得到混合粉；蔗糖聚酯改性低苯基硅橡胶、有机改性莫来石纤维与混合粉混炼压制成生坯；最后经煅烧得到一种耐火材料，具有良好的力学强度、保温性能，适用于工业窑炉使用。

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，特别是涉及一种工业窑炉用耐火材料及其制备方法。

背景技术

现在通常将耐火材料定义为物理化学性质允许其在高温环境下使用的材料。耐火材料广泛用于钢铁、有色金属、玻璃、水泥、陶瓷、石化、机械、锅炉、轻工、电力、军工等领域，在高温工业生产发展中起着不可替代的重要作用。

工业窑炉是工业生产中的主要耗能设备，尤其在冶金、建材、陶瓷、玻璃、化工及机电企业中的热加工过程中，工业窑炉的能耗高达总能耗的40～70%。耐火材料的使用标准是使得工业窑炉更加密封、保温，降低工业炉窑的散热损失，提高加热速度和成品率，也增长了其大修周期，节约成本，起到保护节能作用。因此工业窑炉用耐火材料的保温性能具有较高的要求。

另外，工业窑炉内加热环境复杂，故耐火材料还应该具有较好的力学性能。

专利CN104177094A公开了一种高热敏性的节能环保耐火材料，与常规的工业窑炉用耐火材料相比，具有强度高、比重小、耐火度高和导热系数小等特点，但是各项指标仍不够理想。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种工业窑炉用耐火材料及其制备方法，该耐火材料具有良好的力学强度、保温性能，适用于工业窑炉使用。

为实现上述目的，本发明是通过如下方案实现的：

一种工业窑炉用耐火材料的制备方法，具体步骤如下：

（1）硅微粉、氮化铝与碳化硼粉末以质量比1：0.1～0.2：0.4～0.5球磨混合制成预混粉，然后化学气相沉积纳米氧化锆，得到1.1～1.2倍预混粉重量的混合粉，备用；

（2）将蔗糖聚酯改性低苯基硅橡胶、有机改性莫来石纤维与步骤（1）所得混合粉按照质量比0.3～0.4：0.1～0.2：1于混料机中混合，然后转移至烘箱内预热；

（3）转移至混炼机中混炼，混炼结束后困料，再以300～400MPa的压力压制成生坯；

（4）生坯经干燥后置于硅钼棒炉中1800～2000℃下煅烧5～6小时，自然冷却即得。

优选的，步骤（1）中，所述氮化铝的粒径小于500nm。

优选的，步骤（1）中，球磨混合时间为10～15小时。

优选的，步骤（1）中，化学气相沉积的具体方法是：将预混粉放入化学气相沉积反应室中，进行化学气相沉积反应：以四氯化锆为原料，控制原料温度为350～370℃，通入氢气和氩气，氢气的气体流量为400～600ml/分钟，氩气的气体流量为100～300ml/分钟，调整反应室温度至800～1000℃，反应室旋转速率30～60r/分钟，时间20～40分钟，待反应结束，冷却至室温取出。

优选的，步骤（2）中，蔗糖聚酯改性低苯基硅橡胶是通过以下方法制备得到的：将低苯基硅橡胶与蔗糖聚酯一并投入反应釜内，加入环己酮，加热至90～100℃，搅拌反应1～2小时，即得。

进一步优选的，低苯基硅橡胶、蔗糖聚酯与环己酮的质量比为1：1.3～1.4：6～7。