[发明专利]一种熔融石英泡沫轻质隔热砖的制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及轻质熔融石英制品技术领域，具体是涉及一种熔融石英泡沫轻质隔热砖的制备方法。

 

背景技术

与其它耐火隔热材料相比，熔融石英材料具有两大显著特点：1）、热膨胀系数很低，其热膨胀系数仅为0.54×10^-6/℃；2）、热传导率很低，其热传导率仅为2.1W/m·K。因此，熔融石英材料不仅具有非常优良的耐急冷急热性，而且具有非常优良的隔热性能。如果将熔融石英材料加工成轻质隔热制品，该轻质隔热制品的隔热效果是其它耐火轻质隔热制品无法比拟的。

关于熔融石英轻质隔热制品，目前还没有其他专利和文件报道。

 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用熔融石英作为原料制备轻质隔热砖的方法，

    本发明的熔融石英泡沫轻质隔热砖的制备方法，具体包括以下步骤：

a）、原料选择

采用纯度按质量百分比计为97.0~99.0%SiO₂的熔融石英为原料，颗粒度为325~500目（0.05~0.025mm）；

b）、浆料制备

将发泡剂及相应的稀释剂、固化剂在搅拌机内调制成混合液，再加入熔融石英原料一起搅拌成浆料；其中，发泡剂及其稀释剂、固化剂的加入总量占熔融石英原料重量的15～20% ；

c）、注模成形

将制得的浆料注入模具中，待浆料发泡、凝固后，将坯体从模具中取出;

d）、干燥

将坯体经80~100℃×30小时加热干燥;

e）、烧成

将干燥的坯体装入高温窑炉中，经1050~1250℃烧结，保温6~10小时。

通过多次比较试验，本发明创造选用松香皂、聚氨酯、十二烷己硫酸钠等有机材料作为发泡剂较为适应熔融石英材料，这些发泡剂都有相应的稀释剂及固化剂。

由于制备轻质隔热材料对原料的化学纯度没有严格要求，因此本发明创造所要求的原料纯度范围较大。

原料的颗粒度要求主要受发泡实际条件的制约。颗粒太大，浆料悬浮性差，发泡制品结构不均匀；颗粒度太小，浆料的固体含量会减少，发泡制品的强度会降低。

由于本发明创造是以熔融石英作为原料制备轻质隔热砖，熔融石英的优良性能决定了该轻质隔热砖也同样具有其它材料无法替代的优良性能：

1）、耐高温，由于熔融石英在1200℃以上会转化为方石英，造成内部结构破坏，因此该熔融石英轻质隔热砖的最高使用温度在1200℃以下。

2）耐急冷急热性好，熔融石英轻质隔热制品的热膨胀系数约为0.4～0.5×10^-6/℃,最适合于温度变化剧烈、频繁的使用场合。

3）、隔热性能好，熔融石英轻质隔热制品的导热系数约为0.1～0.2 W/m·K，隔热效果非常好。

4）、化学性能稳定。SiO₂属中性氧化物，除氢氟酸和热浓硫酸对其有侵蚀之外，与其它酸类物质和各种金属熔体几乎不发生作用，对各种玻璃熔渣也有非常好的耐侵蚀性。

采用发泡方法制备该熔融石英轻质隔热砖的优点是：

1）、不需要成型设备，只要将混合好的浆料浇注到模具内，经发泡、凝固就定型了。

2）、制备工序简单，制备过程容易控制，制品内部结构均匀，性能一致。

3）、生产效率高，生产成本低。因此具有广阔的市场前景。

 

具体实施方式

原料的SiO₂含量及颗粒度、发泡剂选择、干燥及烧结制度见下表：

制品的主要理化指标见下表：