[发明专利]一种用于蜂窝陶瓷蓄热体表面改性铬刚玉料浆及其制浆方法、用途

说明书

本发明公开了一种用于蜂窝陶瓷蓄热体表面改性铬刚玉料浆及制备方法，所述按料浆质量百分数计，包含如下组分：铬刚玉微粉30～40％，分散剂0.5～1.0wt％，结合剂0.5～4wt％，增稠剂1.0～1.5wt％、消泡剂0.1～0.5wt％和去离子水余量，所述铬刚玉微粉粒径不大于0.074μm，本发明制得的铬刚玉料浆用于蜂窝陶瓷蓄热体表面改性后，挂浆率为15～20wt％，牢固度＞99.93％，改性涂层致密且改性后试样的抗渣性能优良，易于实现延长蜂窝陶瓷蓄热体使用寿命的目的。

技术领域

本发明属于陶瓷表面改性技术领域，涉及改性料浆的制备，尤其涉及一种用于蜂窝陶瓷蓄热体表面改性铬刚玉料浆及其制浆方法、用途。

背景技术

蓄热体是蓄热式燃烧系统的重要组成部分，它通过蓄热体的蓄热与放热，利用烟气余热来预热助燃空气，可以有效提高工业炉窑热效率，达到高效节能的目的[Wen-Da O,2018]。蜂窝陶瓷蓄热体具有蜂窝体体积小、换热与节能效果好、便于实现自动化控制、配套设备简单等优点，是结构较合理、换热效率较高的一种蓄热体。由于其特殊的使用环境，蜂窝陶瓷蓄热体服役时间短的主要原因有：(1)未去除掉的杂质随高炉煤气进入蜂窝体，当杂质含量大时会造成蜂窝体堵塞；(2)高炉煤气中的Fe₂O₃等气体会侵蚀蜂窝陶瓷，反应所形成的化合物附着在内壁从而进一步加剧孔眼堵塞，甚至使蓄热体变形。目前，延长蓄热体使用寿命的改进措施主要有：调整空燃比，减缓高温段蓄热体与铁氧化物反应的低熔点物质生成，从而延缓蓄热体积灰堵塞；在煤气蓄热室内加抖动式滤灰网；预热段、加热段采用堇青石、莫来石质蓄热体，均热段采用刚玉-莫来石质蓄热体；引入添加剂或对蓄热体进行改性，增强其力学性能和抗侵蚀能力等[Al-Harbi O A,et al,2015]。因此，开发出使用寿命长的新型蜂窝陶瓷蓄热体具有重要的研究意义。

目前常采用在生产原料中添加铬刚玉粉等具有抗渣性能的物质来改善此问题，但是铬刚玉粉在混料过程中会产生扬尘污染环境并且大大增加了经济成本。基于此，本发明加入分散剂、结合剂和增稠剂，提供一种铬刚玉料浆的制浆配方，以及相应涂覆方法，用于蜂窝陶瓷蓄热体的表面改性，从而达到提高其使用寿命的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备过程简单，流变性能优良，改性涂层均匀致密牢固度高的用于蜂窝陶瓷蓄热体表面改性铬刚玉料浆的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种用于蜂窝陶瓷蓄热体表面改性铬刚玉料浆按质量百分数计，包含如下组分：铬刚玉微粉(粒径≤0.074μm)30～40％，分散剂0.5～1.5wt％，结合剂0.5～4wt％，增稠剂1.0～1.5wt％、消泡剂0.1～0.5wt％和去离子水余量。

优选地、所述分散剂为高分子聚合物聚丙烯酰胺、聚羧酸盐、聚丙烯酸及其钠盐、羟甲基纤维素、聚乙烯醇中的至少一种。

优选地、所述结合剂为高分子聚合物木质素磺酸盐、木质素磺酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、木质素磺酸铵中的至少一种。

优选地、所述增稠剂为水溶性纤维素类甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠中的至少一种。

优选地、所述消泡剂为聚醚类、改性硅、聚醚改性硅消泡剂中的至少一种。

一种用于蜂窝陶瓷蓄热体表面改性铬刚玉料浆的制备方法，包含如下步骤：(1)将配方量的有机添加剂均匀溶解到去离子水中，搅拌升温至完全溶解得混合液；(2)向混合液中依次加入配方量的铬刚玉微粉、消泡剂，将磁力搅拌器预热到30～50℃，采用30～40r/min搅拌30～50min，制得铬刚玉料浆；(3)将料浆浸渍涂覆在蜂窝陶瓷蓄热体进行表面改性。

所述的涂覆料浆的方法，其特征在于：将蜂窝陶瓷生坯试样浸渍在制得的铬刚玉料浆中，取出后静置，排除孔洞中的残余料浆，重复2～5次，置于80～100℃烘箱干燥1～3h后，在1300～1380℃实验室箱式电炉中煅烧2～4h。