[发明专利]一种相变蓄热自流式耐火浇注料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种相变蓄热自流式耐火浇注料及其制备方法。其技术方案是：以55～75质量份的矾土颗粒、10～30质量份的矾土细粉、6～10质量份的α‑氧化铝粉、1～3质量份的硅微粉和4～6质量份的铝酸钙水泥为原料，混合，即得混合料。向所述混合料中加入0.1～0.3质量份的减水剂和6～7质量份的水，搅拌均匀，即得矾土基自流式浇注料；再将55～75质量份的合金@陶瓷大胶囊颗粒堆积于模具中，得到浇注料骨架；然后将所述矾土基自流式浇注料浇注到所述浇注料骨架中，制得相变蓄热自流式耐火浇注料。本发明工艺简单，所制备的相变蓄热自流式耐火浇注料蓄热密度大、强度高、抗热震性能好、高温应用时热效率高和温度稳定。

技术领域

本发明属于自流式耐火浇注料技术领域。具体涉及一种相变蓄热自流式耐火浇注料及其制备方法。

背景技术

随着人类社会经济的发展及能耗增加，开发新能源及提高能源利用效率已成为各国研究开发的重点。利用储热材料实现能量供应与需求的平衡，能有效提高能源利用效率，达到节能环保的目的，在能源、航天、建筑、农业、化工等诸多领域具有广阔的应用前景。

储热材料通常有三种方式储存热能：显热储热、潜热储热和化学反应储热。其中潜热储热也称为相变蓄热，在材料相变过程中吸收或释放热量，具有储热密度大、体积小、温度稳定和易于控制等优点而得到了广泛应用。如：(1)“一种中温用相变蓄热材料及其制备方法”(CN104559936A)专利技术，以乙二酸为蓄热材料，稀土氧化物为耐热改性剂，石墨为导热增强材料，所制备的蓄热材料导热性和热稳定性良好，但是使用温度低，不能用于高温热能的利用。(2)“一种核壳结构的高温相变蓄热材料的制备”(CN109054758A)专利技术，将铝粉加入氯化镍溶液中，滴加氟化氨溶液，焙烧，即得到核壳结构的Al@NiO-Al₂O₃高温相变蓄热材料，所制备的Al@NiO-Al₂O₃高温相变蓄热材料虽具有较大的熔化热和高导热系数，但是镍盐有致癌性，对人体有害而限制了应用。(3)“一种核壳结构的高温相变蓄热材料的制备”(CN106367035A)专利技术，以NaCl为相变材料，制得了相变温度为800℃的高温相变蓄热材料，但高温下NaCl熔盐具有较强的腐蚀性，且其导热系数低，对温度的调控能力不足。

耐火浇注料是用于高温工业的支撑材料，因其成本低，施工方便，不需要高温烧成而得到了广泛应用。而常用的耐火浇注料主要是显然储热，储热密度低，且不具备调控温度的能力。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，目的在于提供一种工艺简单的相变蓄热自流式耐火浇注料制备方法；用该方法制备的相变蓄热自流式耐火浇注料蓄热密度大、强度高、抗热震性能好、高温应用时热效率高和温度稳定。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

以55～75质量份的矾土颗粒、10～30质量份的矾土细粉、6～10质量份的α-氧化铝粉、1～3质量份的硅微粉和4～6质量份的铝酸钙水泥为原料，混合，即得混合料。

向所述混合料中加入0.1～0.3质量份的减水剂和6～7质量份的水，搅拌均匀，即得矾土基自流式浇注料；再将55～75质量份的合金@陶瓷大胶囊颗粒堆积于模具中，得到浇注料骨架；然后将所述矾土基自流式浇注料浇注到所述浇注料骨架中，制得相变蓄热自流式耐火浇注料。

所述合金@陶瓷大胶囊的制备方法是：

所述合金@陶瓷大胶囊由陶瓷球形壳体和合金球组成，所述合金球置于所述陶瓷球形壳体内。

所述合金球的直径为2～18mm，合金球为铝硅镍合金球、铝硅铁合金球、铝硅合金球中的一种；铝硅镍合金球、铝硅铁合金球、铝硅合金球由各自对应的铝硅镍合金棒、铝硅铁合金棒和铝硅合金棒制成。

所述陶瓷球形壳体的制备方法是：