[发明专利]一种碳复合耐火材料配方及制备方法

说明书

本发明公开了一种碳复合耐火材料配方及制备方法，涉及耐火砖技术领域，其配方中具体组成成分为：35％的耐火氧化物组分、5％的碳源材料、3％的辅助剂、44％的结合剂和13％的加强基。该碳复合耐火材料配方及制备方法，以酚醛树脂结合剂为主要结合剂，利用酚醛树脂粘结能力强，在应用于耐火材料的成型方面，炭化率高，烧结后强度大，在较低温下可产生硬化，且含有害物质少，使用安全环保等特点，有效保证耐火材料的基础性能，而浓度为48％的单铝磷酸盐溶液Chemetall作为一种结合性能更优异的新型结合剂，在与酚醛树脂结合剂复合使用时，Chemetall能够提供FFB43和FFB44的强度，能改进耐火材料的抗压强度和粘接强度，同时也缩短了凝固时间。

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，具体为一种碳复合耐火材料配方及制备方法。

背景技术

耐火材料是一种耐热、耐压或耐化学侵蚀的材料，在高温下仍能保持强度和形状，耐火材料是无机非金属材料，具有多孔的和异质的结构，耐火材料属于新型建筑材料，现多用于耐火砖、镁碳砖、耐火涂料等的生产和制取。

耐火度至少为1500℃的无机非金属材料均可被认定为耐火材料，但目前有些特定材料，比如炼钢用的保护渣，其耐火度仅1200℃，但传统上也称之为耐火材料。

碳复合耐火材料属于不烧耐火材料，所使用的结合剂也多为树脂，但是在碳复合耐火材料的制备中，普通结合剂并不能显著提高材料的强度、硬度、牢度和性能，单一结合剂的使用并不比复合结合剂更好。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种碳复合耐火材料配方及制备方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种碳复合耐火材料配方，其配方中具体组成成分为：35％的耐火氧化物组分、5％的碳源材料、3％的辅助剂、44％的结合剂和13％的加强基。

可选的，所述耐火氧化物组分具体为莫来石、氧化镁、氧化钙、白刚玉微粉、SiC和ZrO₂，按含量比计，莫来石：氧化镁：氧化钙：白刚玉微粉：SiC：ZrO₂＝5:1:1:1:1:1。

可选的，所述碳源材料具体为鳞片石墨、碳纳米管和碳化硅陶瓷基复合材料，其中，按含量比计，鳞片石墨：碳纳米管：碳化硅陶瓷基复合材料＝3:1:1。

可选的，所述辅助剂具体为抗氧化剂和强粘剂，且抗氧化剂和强粘剂之间的含量比为1:2。

可选的，所述抗氧化剂具体为碳化硼、六硼化钙和二硼化锆中的一种、两种或两种以上。

可选的，所述强粘剂具体为浓度为48％的单铝磷酸盐溶液Chemetall。

可选的，所述结合剂具体为酚醛树脂结合剂。

可选的，所述加强基具体是由钢纤维、玻璃纤维和磷酸氢锆，按含量比计，钢纤维：玻璃纤维：磷酸氢锆＝1:1:1。

基于上述原料，本发明还公开了一种碳复合耐火材料的制备方法。

可选的，该制备方法具体步骤如下：

①将耐火氧化物碾磨成粉末状，并可过100目筛；

②将细粉状的耐火氧化物加入结合剂中，充分搅拌混合；

③将碳源材料碾磨成粉末状，并过100目筛；

④将细粉状的碳源材料加入到步骤②所得的混合物中，继续搅拌，直至充分混合；

⑤加入抗氧化剂，充分搅拌；

⑥加入加强基，充分搅拌；

⑦加入强粘剂，快速搅拌，并搅拌均匀；

⑧上模，热处理烘干成型。