[发明专利]耐火材料及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种耐火材料领域，特别是一种镁碳材质的耐火材料及其制备方法。 

【背景技术】

含有石墨、沥青、炭黑或酚醛树脂等碳原料的耐火材料，耐热性优异，因此被广泛地用于钢铁、有色金属、水泥、焚烧炉、和废弃物熔融炉等应用，例如镁碳砖，由于有效地利用了镁砂的抗渣侵蚀能力及碳的高导热性及低膨胀性，补偿了镁砂耐剥落性差的最大缺点，常被用来作为转炉、钢包炉、混铁车或真空脱气炉等内衬材料的砖。在欧洲，镁碳砖主要用加热液化的沥青作结合剂，把物料加热到150℃左右，在加热状态下完成混炼、成型的过程，一般被称为热成型镁碳砖；热成型镁碳砖的抗氧化性及抗热震性俱佳，但是制作过程中需要使用普通沥青作为结合剂，但普通沥青中含1%左右致癌的苯并(a)芘，在生产、烘烤、使用过程中沥青受热会排出大量含有苯并(a)芘的有毒烟雾，对人的健康及环境有严重危害，同时，由于材质因素，一般热成型镁碳砖在结构韧性部分也有很大的缺点，因此，急需提供低苯并(a)芘且具有高结构韧性的镁碳成份耐火材料。 

【发明内容】

为解决上述问题，本发明提供一种耐火材料的制备方法，包含下列步骤： 

(1)制备碳质结合剂，碳质结合剂包括固态结合剂及液态结合剂，固态结合剂为苯并(a)芘低于500mg/kg的可石墨化煤沥青，液态结合剂为苯并(a)芘低于500mg/kg的芳香烃类溶剂，将固态结合剂及液态结合剂混合形 成碳质结合剂； 

(2)将镁砂粗粒、石墨、镁砂细粉与添加剂的混合粉按比例及顺序加入碳质结合剂中，并进行碾混形成耐火原料； 

(3)将耐火原料高压成型后进行热处理。 

更进一步的，上述镁砂粗粒粒径介于0.8mm～3.2mm之间，且镁砂粗粒占整体55%～70%重量份，镁砂细粉粒径不大于0.08mm，且镁砂细粉占整体20%～28%重量份。 

更进一步的，石墨占整体8%～20%重量份。 

更进一步的，固态结合剂占整体0.5%～4%重量份，液态结合剂占整体1.5%～4%重量份。 

更进一步的，液态结合剂选自煤焦油、蒽油、洗油、轻油、萘油、糠醛、甲苯或喹啉。 

更进一步的，添加剂选自金属铝粉、硅粉、铝镁合金粉或SiC粉，且粒度小于100目。 

更进一步的，包含加入分散剂及偶联剂，分散剂选自阴离子性表面活性剂及高分子型表面活性剂；偶联剂为钛酸酯类偶联剂。 

本发明再提供一种耐火材料，包含：碳质结合剂，碳质结合剂包括固态结合剂及液态结合剂，固态结合剂为苯并(a)芘低于500mg/kg的可石墨化煤沥青，液态结合剂为苯并(a)芘低于500mg/kg的芳香烃类溶剂；镁砂粗粒55%～70%重量份，镁砂粗粒粒径介于0.8mm～3.2mm之间；镁砂细粉20%～28%重量份，镁砂细粉粒径不大于0.08mm；石墨8%～20%重量份；添加剂1%～5%重量份；分散剂及偶联剂。 

上述耐火材料中，芳香烃类溶剂可为煤焦油、蒽油、洗油、轻油、萘油、糠醛、甲苯或喹啉。 

更进一步的，分散剂可为阴离子性表面活性剂或高分子型表面活性剂，阴离子性表面活性剂为镁砂粗粒及镁砂细粉的1%～10%，高分子型表 面活性剂为石墨的10%～30%，偶联剂为钛酸酯类偶联剂，占整体0.5%～3%重量份。 

因此，本发明的主要目的在于提供一种耐火材料及其制备方法，由于采用低苯并(a)芘低的碳质结合剂，减少耐火材料在使用或制造过程中对人体及环境的危害。 

本发明的再一目的在于提供一种耐火材料及其制备方法，由于在耐火材料及制备方法中加入分散剂及偶联剂，使得耐火材料的耐热性及结构韧性得到提升。 

【具体实施方式】

本发明主要揭露一种耐火材料及其制备方法，其中所用的基本材料及制备方法除特别说明外，应已为相关技术领域的技术人员所熟知，故以下文中的说明，不再对耐火材料成分作完整描述，在先说明。 

首先，本发明提供一种耐火材料的制备方法，包含下列步骤： 

(1)制备碳质结合剂，碳质结合剂包括固态结合剂及液态结合剂，固态结合剂为苯并(a)芘低于500mg/kg的可石墨化煤沥青，液态结合剂为苯并(a)芘低于500mg/kg的芳香烃类溶剂，芳香烃类溶剂可为煤焦油、蒽油、洗油、轻油、萘油、糠醛、甲苯或喹啉；将固态结合剂及液态结合剂混合形成碳质结合剂，其中固态结合剂占整体0.5%～4%重量份，液态结合剂占整体1.5%～4%重量份。