[发明专利]一种耐高温、强度高、轻质保温材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温、强度高、轻质保温材料，由下述质量配比的原料制成：矿物原料80～90％，化工原料10～20％，所述矿物原料包含珍珠岩矿粉、黏土，至少包含沸石、膨润土和萤石中的一种；所述化工原料包含SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO，至少包含Na₂O、K₂O、CaO、B₂O₃、ZnO中的一种。本发明较好地解决了现有保温材料不能兼顾耐高温、抗压强度、表面硬度、表面粉化、保温效果等技术问题。采用本发明制得的保温材料兼具耐高温、密度小、强度高、表面硬度高、导热系数低、保温性能优良等特点，提高了热能利用率，具有很好的经济价值和节能环保价值。

技术领域

本发明涉及一种耐高温、强度高、轻质保温材料及其制备方法，属于炼钢炉、玻璃窑炉高温隔热保温材料制造及应用技术领域。

背景技术

在近十多年中，新型隔热材料在航天、能源、化工和冶金等众多工业领域已被广泛应用，对复合功能隔热材料的研究和开发是一个重要的发展方向。传统耐火材料具有高温强度，但隔热性能欠佳，一般隔热材料具有优异的隔热性能，但缺乏高温强度，因此，兼有隔热性能和高温强度复合功能的耐火隔热材料成为新的研究热点，其技术关键是在材料配方设计和工业研究中如何协调和兼顾隔热性能和高温强度这两个相互制约的物性，制备出导热系数低、隔热效果好、节能显著、耐热温度高、重量轻、经久耐用和施工方便的新型隔热材料。尽管现有隔热材料的制备和成型工艺较为成熟，可靠性较高、应用较为广泛，但随着炼钢炉、新型核反应堆及高超声速飞行器的发展，对隔热材料的耐温性提出了更高的要求，因此，寻求新型耐高温、轻质、高效隔热材料是炼钢炉、核反应堆及高超声速飞行器等表面热防护技术设计所追求的目标。

目前，有机聚氨酯保温材料虽然在保温性能优异，但极易燃烧并释放出有毒气体是其严重弊端。具有防火性能的无机保温材料重新进入人们的视野，传统无机隔热保温材料，主要有石棉、超细玻璃棉、硅酸铝纤维、泡沫混凝土、膨胀珍珠岩、矿渣棉、微孔硅酸钙等，有的不耐高温(≤700℃)，如石棉、超细玻璃棉、膨胀珍珠岩板、矿渣棉、微孔硅酸钙；有的保温效果差，如石棉、泡沫混凝土、硅酸铝纤维、矿渣棉等；有的强度低，抗压力比较差，易产生粉尘，如石棉、矿渣棉、硅酸铝纤维、微孔硅酸钙等。气凝胶由于气凝胶昂贵的制备成本、材料本身难以克服的低强度、高脆性及生产工艺复杂等缺点成为制约其广泛应用的瓶颈。为此，寻求与研究一种兼有耐高温、强度高、导热系数低性能的隔热材料成为新的研究热点。

发明内容

为解决上述现有技术中保温材料所遇到的现时问题—-如不耐高温、机械强度差、表面易粉化、导热系数大等技术问题，本发明提供了一种兼有隔热性能、高温强度复合功能的耐高温、强度高、轻质保温材料及其制备方法。

本发明采用下述技术方案实现：

一种耐高温、强度高、轻质保温材料，由下述质量配比的原料制成：

矿物原料80～90％，

化工原料10～20％，

所述矿物原料包含珍珠岩矿粉、黏土，至少包含沸石、膨润土和萤石中的一种；

所述化工原料包含SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO，至少包含Na₂O、K₂O、CaO、B₂O₃、ZnO中的一种。

优选的，所述矿物原料包含：珍珠岩矿粉38-45％、黏土12～14％、沸石16～18.2％、膨润土12～14％、萤石0.7～1.0％；