[发明专利]一种氧化铝耐火材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种氧化铝耐火材料及其制备方法，所述氧化铝耐火材料包括以下重量百分比的组分：0.2‑1mm氧化铝空心球40‑50％、微米级球形空心粉体40‑50％、氧化铝粉5‑15％和结合剂1.5‑10％；其中，所述微米级球形空心粉体内部具有多个封闭的小空腔，整体孔隙率为30‑60％。本发明通过在氧化铝耐火材料中引入特定结构的微米级球形空心粉体，并与氧化铝空心球、氧化铝粉和结合剂合理复配，从而在保证强度的基础上，有效地降低了氧化铝耐火材料的体积密度及导热系数，节约能源，降低成本。

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，尤其涉及一种氧化铝耐火材料及其制备方法。

背景技术

氧化铝耐火材料是一种使用比较广泛的隔热耐火材料，因具有氧化铝含量高、强度大、使用温度高、抗热震性能好等优点被广泛应用于石化行业高温窑炉，它既可用作隔热保温材料，也可用于高温工作衬里材料。

但是，普通的氧化铝耐火材料采用的原材料之一是氧化铝微粉，体积密度大，导热系数高，在应用过程中直接导致能源的浪费，成本的增加，大大阻碍了氧化铝耐火材料的广泛应用。

即使后来出现了以氧化铝空心球和氧化铝粉为原料的耐火材料，但其很难兼顾低导热系数和高强度。也就是说，仍需开发综合性能好的氧化铝耐火材料。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种氧化铝耐火材料及其制备方法。

第一方面，本发明提供一种氧化铝耐火材料，包括以下重量百分比的组分：0.2-1mm氧化铝空心球40-50％、微米级球形空心粉体40-50％、氧化铝粉5-15％和结合剂1.5-10％；

其中，所述微米级球形空心粉体内部具有多个封闭的小空腔，整体孔隙率为30-60％。

本发明研究发现，在现有的以氧化铝空心球和氧化铝粉为原料的耐火材料中，加入一定比例的内部具有多个封闭小空腔、整体孔隙率在30-60％范围内的微米级球形空心粉体，可以在保证强度的基础上，有效地降低氧化铝耐火材料的体积密度及导热系数，节约能源，降低成本。

在本发明的一些实施方式中，所述微米级球形空心粉体的粒径为50-150μm，表面孔径大小为2-5μm，所述小空腔的平均直径为5-20μm。

在本发明的一些实施方式中，所述小空腔的平均壁厚为2-5μm。

在本发明的一些实施方式中，所述微米级球形空心粉体的原料包括质量分数占80％以上的氧化铝。

在本发明的一些优选实施方式中，所述微米级球形空心粉体的原料由质量分数90-95％的氧化铝和质量分数5-10％的二氧化硅组成。

在本发明的一些实施方式中，所述微米级球形空心粉体的堆积密度为0.5-0.8g/cm³，导热系数为0.1-0.2W/(m·K)。

在本发明的一些实施方式中，所述0.2-1mm氧化铝空心球的堆积密度为0.7-0.9g/cm³。

在本发明的一些实施方式中，所述氧化铝粉的粒度小于50μm。

在本发明的一些实施方式中，所述结合剂为硫酸铝、磷酸二氢铝、环氧树脂、羧甲基纤维素中的一种或多种。

在本发明的一个优选实施方式中，所述微米级球形空心粉体的原料为氧化铝质量分数95％和二氧化硅质量分数5％，其粒径(D50)为100μm，小空腔的平均直径为15μm，平均壁厚为3μm，表面孔径大小为4μm，整体孔隙率为50％。

第二方面，本发明提供上述氧化铝耐火材料的制备方法。

本发明提供的制备方法包括：将各组分混合后，经成型、干燥和烧结制得，其中烧结温度为1600-1700℃。