[发明专利]六铝酸钙耐火绝热材料的制备方法

说明书

一种六铝酸钙耐火绝热材料的生产方法，由制备六铝酸钙基础泥浆、制备平衡泥浆、制备坯件、制备六铝酸钙耐火绝热材料步骤组成。将含铝物质、含钙物质、水及稳定剂按比例配合加入球磨机研磨1～6小时制成六铝酸钙基础泥浆，在基础泥浆中添加凝固剂、促凝剂搅拌均匀、发泡剂混合制成平衡泥浆，浇注于模具，静置凝固，脱模，制成坯件，干燥，烧结，制备成六铝酸钙耐火绝热材料。在制备平衡泥浆步骤中，采用在六铝酸钙基础泥浆中添加凝固剂、促凝剂搅拌、发泡剂混合制成平衡泥浆，加快了凝固成形和脱模，与现有技术相比，本发明具有原材料易得、产品成本低、性能稳定、工艺简单、无环境污染、凝固速度快等优点，可进行批量生产。

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，具体涉及六铝酸钙耐火绝热材料。

背景技术

六铝酸钙(CA6)是CaO-Al₂O₃系中Al₂O₃含量最高的铝酸钙相，其熔点1850℃，是一种优良的耐火材料。上世纪四十年代科学家们证实了六铝酸钙的存在。1945年фнопненко最先给出了六铝酸钙的折射率并指出六铝酸钙为板状晶体。我国学者高振昕在1956年对CA6作了x-射线和电子显微镜分析，发现了结晶完好的CA6。研究发现CA6具有优先形成片状或者板状晶体的特性。研究还证实基于六铝酸钙的多孔材料与莫来石、刚玉等耐火绝热材料相比，具有更小的导热系数，更优良的热态稳定性，且从室温到1400℃导热率保持较低水平等等，六铝酸钙所表现出的优异性能与其晶体结构有很大关系，一度引起研究热潮。Criado用CaCO₃和Al₂O₃反应烧结合成了六铝酸钙，测得其200℃--1400℃的膨胀系数与Al₂O₃非常接近，证明CA₆作为耐火材料将会有很好的应用前景。Vipinkantsingh等以Ca(NO₃)₂与Al₂(SO₄)₃为原料，采用熔盐法合成CA₆。意大利J.M.Tulliani等利用Ca(OH)₂和AlCl₃·6H₂O采用溶胶-凝胶法合成CA6，比烧结法制备CA6降低反应温度150～200℃。乌克兰学者Vladimir V.Pimacheko等在2002年第二届耐火材料会议上报道了通过分散可燃造孔剂制备孔径达到微米级的超低导热率CA6绝热材料。

我国CA6的研究近年来也取得了较好的成果。专利申请号为201010269884的中国发明专利，公开了以氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙和氧化铝、氢氧化铝为原料磨细，添加造孔剂帮案发震动浇注成型合成CA6轻质耐火砖。专利申请号为201410560494的中国发明专利，采用铝源物质和钙源物质细分别以糖作为分散剂和成孔剂，并结合剂成型，固化18～50小时后脱模，经高温烧结制得CA6泡沫陶瓷。专利申请号为201310434127的中国发明专利，公开了以ρ-Al₂O₃为细分、Al₂O₃微分和纳米CaCO₃为原料，振动浇注成型，制备成六铝酸钙轻质耐火材料。

上述专利所介绍的方法均存在不同或者相近的缺陷。专利申请号为2010100269884中国发明专利的方法，需要引入造孔剂，对于工业化生产，造孔剂燃烧产物会造成大气污染，而且造孔剂与主要原料的密度差别较大，采用振动浇注成型，必然会造成颗粒偏析，使得产品的组织均匀性变差，结构缺陷多，成品率低难以进行工业规模生产。专利申请号为专利201410560494中国发明专利，用糖做结合剂和造孔剂，存在原料成本高，过程复杂等问题，尤其是18—50小时的固化脱模时间，几乎不可能实现量产。专利申请号为201310434127中国发明专利方法中，采用昂贵的微米级和纳米级原材料也是一种科学研究意义上的合成方法。这些方法的共有缺点是不能工业化批量生产。

发明内容