[发明专利]一种轻质隔热砖及其制备方法

说明书

本发明提供了一种轻质隔热砖及其制备方法。采用的技术方案为：以85～95wt％的瘠性料、5～15wt％的粘性料为原料进行混料，加所述原料37～41wt％的水磨制成颗粒呈球状的料浆；将所述原料0.5～1wt％的发泡剂发泡后制成粒径均匀的泡沫；将所述泡沫加入所述料浆搅拌均匀后，再加所述原料3～5wt％的结合剂，再次搅拌得到均质料浆；将所述均质料浆浇注到模具中形成生坯；将所述生坯进行养护，养护结束后脱模干燥，干燥后烧制成轻质隔热砖。本发明提供的轻质隔热砖的制备方法有效保证了泡沫的稳定性，制备的轻质隔热砖体积密度小、导热系数低。

技术领域

本发明涉及轻质绝热材料技术领域，具体涉及一种轻质隔热砖及其制备方法。

背景技术

莫来石轻质隔热材料具有减少热量损失、降低热耗等优点，现已广泛应用于石油、化工、钢铁以及建筑等行业的热工设备的内衬中。国际上按其使用的温度从1260℃到1760℃划分了6个等级，每个等级对应的体积密度从0.6g/cm³到1.2g/cm³变化。在同一等级内，如果维持使用温度不变，减轻体积密度就可以降低内衬的重量，进而可减轻设备的载荷强度，节约材料消耗。同时体积密度降低，也能够降低材料的导热系数，进而减少热量损失，节约能耗。

传统的轻质隔热砖多使用可燃物如锯末、聚乙烯球等作为填充剂，在烧制过程中，这些可燃物燃烧后变成气体从坯子中溢出使轻质隔热砖形成气孔，从而使轻质隔热砖具有较低的体积密度。但缺点是可燃物加入量过大时，干燥过程易产生裂纹，烧制过程也会造成过大的收缩使产品尺寸不易控制。采用泡沫法制备时可避免上述问题的产生，但在制备过程中，受料浆粒度形状各异及与泡沫接触时间过长的影响，泡沫的稳定性易被破坏，难以制备出体积密度小、导热系数低的轻质隔热砖。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的第一个目的在于本发明提供一种有效保证泡沫稳定性的轻质隔热砖制备方法。本发明的第二个目的在于提供一种用上述轻质隔热砖制备方法所制备的体积密度小、导热系数低的轻质隔热砖。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：以85～95wt％的瘠性料、5～15wt％的粘性料为原料进行混料，加所述原料37～41wt％的水磨制成颗粒呈球状的料浆；将所述原料0.5～1wt％的发泡剂发泡后制成粒径均匀的泡沫；将所述泡沫加入所述料浆搅拌均匀后，再加所述原料3～5wt％的结合剂，再次搅拌得到均质料浆；将所述均质料浆浇注到模具中形成生坯；将所述生坯进行养护，养护结束后脱模干燥，干燥后烧制成轻质隔热砖。

瘠性料为经过预烧处理后没有烧失量的原料，由于瘠性料预先经过了高温处理，可减少坯体干燥时的收缩变形，降低烧制过程中因收缩过大产生应力而造成的开裂。瘠性料可由以下组分组成：煤矸石、蓝晶石、碳酸钙。粘性料为未经预烧处理具有可塑性的原料，加水后可与瘠性料混合形成可塑料浆，在外力作用下不会产生开裂。粘性料可选用苏州土、高岭土等粘土。

轻质隔热砖制备过程中料浆会对泡沫的稳定性产生影响，若料浆颗粒形状各异，棱角分明，则与泡沫接触时为点面接触，易产生应力集中，这必然会刺伤泡沫，从而导致泡沫破裂，影响轻质隔热砖的质量。本发明按照配比将原料与水磨制成颗粒呈球状的料浆，由于料浆颗粒呈球状，表面光滑，在后续步骤中与泡沫接触时可以看作是两个圆球的面面接触，不会刺破泡沫，保证了泡沫的稳定性。可选地，原料加水后磨制时采用球磨机制备颗粒呈球状的料浆。

在泡沫制备时，温度对泡沫的稳定性会产生影响。低温时泡沫呈现亚稳态，发泡倍数也变小；高温时，泡沫的液膜逐渐变薄至破裂，稳定性变差。泡沫的制备温度可控制在30℃以保证制成粒径均匀的泡沫。

此外，按照配比将发泡剂制成泡沫后再加入料浆，减少了泡沫与料浆的接触时间，有利于保护泡沫的稳定性。结合剂的加入可促进料浆的硬化以保证轻质隔热砖的强度，结合剂可选用铝酸钙水泥。再次搅拌时间可控制在50～120s，浇注时间可控制在50～60s，通过控制再次搅拌时间和浇注时间，保证料浆流动性的同时，减少了料浆与泡沫的接触时间，料浆中泡沫的破裂率降低，进一步保证了泡沫的稳定性。