專利名稱：：具有低膨脹性、高強(qiáng)度、耐裂紋擴(kuò)展性的不定形耐火物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種適用于耐火物等的有耐火性的陶資產(chǎn)品的不定形耐火物，特別涉及在將低膨脹的耐火磚及耐火陶乾產(chǎn)品的表面和粘結(jié)面或界面或砌縫進(jìn)行修補(bǔ)、保護(hù)、改性、填充、成形的目的下使用的具有低膨脹性、高強(qiáng)度、耐裂紋擴(kuò)展性的不定形耐火物。
背景技術(shù)：
：以往，作為耐火物之間的粘結(jié)劑，周知是使用不定形耐火物。如專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2所示，這樣的不定形耐火物一般是將根據(jù)用途所選擇的無機(jī)骨料及微粉末用水進(jìn)行混練。但是，問題是由于用水作為溶劑，所以不能實(shí)現(xiàn)充分的強(qiáng)度，另夕卜，為了重視耐火性和耐侵蝕性而使用高熔點(diǎn)的骨料，現(xiàn)狀是還不存在全部滿足低膨脹性、高強(qiáng)度、耐裂紋擴(kuò)展性的不定形耐火物。另一方面，也推出了將不定形耐火物作為用于修補(bǔ)、保護(hù)、改性、充填低膨脹的陶瓷產(chǎn)品的表面的修補(bǔ)材料、保護(hù)材料、改性、填充材料等使用的方案。在這樣的灰漿中添加炭化硅來調(diào)整熱膨脹，從而維持低膨脹。但是，由于炭化硅是非氧化物，所以有氧化的問題，不能恒久維持低膨脹，并還有氧化劣化造成的接合強(qiáng)度的降低的問題。進(jìn)而，由于在溶劑中使用水，所以還有接著強(qiáng)度降低的問題。因此，為了實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度的改善，進(jìn)行了氧化物添加劑的添加，但這種場合，會(huì)產(chǎn)生熱膨B^變大的問題。如專利文獻(xiàn)1所示，推出了配合了粒徑2mm以上的骨料和硅酸鹽水泥等的超高韌性灰漿，雖能夠?qū)崿F(xiàn)高強(qiáng)度,卻不能夠改善低膨脹性、耐裂紋進(jìn)展性。另外，如專利文獻(xiàn)3所示，作為用于將陶瓷產(chǎn)品的表面改性的涂層材料，提出了堇青石粉末與水的構(gòu)成物，但雖能夠?qū)崿F(xiàn)低膨脹性、高強(qiáng)度，卻不能改善耐裂紋擴(kuò)展性。專利文獻(xiàn)l特開2005-67945號公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開平3-75275號公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開2004-231506號7>報(bào)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種具有低膨脹、高強(qiáng)度、耐裂紋擴(kuò)展性的不定形耐火物，該不定形耐火物是以保護(hù)、改性低膨脹的陶瓷產(chǎn)品的表面的目的而使用的不定形耐火物，其具有低膨脹性、高強(qiáng)度，且還具有耐裂紋擴(kuò)展性，能夠維持良好的組織狀態(tài)。為解決上述問題而成的本發(fā)明的具有低膨脹性、高強(qiáng)度且還具有耐裂紋擴(kuò)展性的灰漿的特征在于由對堇青石粉末和水及硅溶膠溶液構(gòu)成的溶進(jìn)行混練而成，其中堇青石粉末的中位徑為1050jum范圍，具有尖細(xì)的山狀的粒度分布，即0.50jum以上不到10jam的粒子的含量為1%以上36%以下、lO]nm以上50Hm以下的粒子的含量為50%以上75%以下、51|am以上200jim以下的粒子的含量為1%以上14%以下。另外，上述氧化鋁溶膠或硅溶膠溶液的硅含量或氧化鋁含量分別優(yōu)選為10~70%的范圍，將其作為技術(shù)方案2及技術(shù)方案3涉及的發(fā)明，進(jìn)而，氧化鋁溶膠或硅溶膠溶液中的堿氧化物含量優(yōu)選為0.01%以上2%以下，將其作為技術(shù)方案4涉及的發(fā)明。'在本發(fā)明中，由于混合了中位徑為1050/am范圍、具有尖細(xì)的山形狀的粒度分布的堇青石粉末和由水及硅溶膠溶液構(gòu)成的溶劑，其中的堇青石粉末中0.5ym以上不到10jLim的粒子的含量為1°/。以上36%以下，10um以上50ILim以下的粒子的含量為50%以上75%以下，51jum以上200|Ltm以下的粒子的含量為1%以上14%以下，由此，通過堇青石粉末確保低膨脹性，并通過用氧化鋁溶膠或硅溶膠溶液作為溶劑來實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度。進(jìn)而，在通過使用具有尖細(xì)的山形狀的粒度分布的堇青石粉末來實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的同時(shí)，還能夠防止不定形耐火物的裂紋擴(kuò)展。另外，通過使氧化鋁溶膠或硅溶膠溶液的氧化鋁或硅含量分別為10~70%的范圍，并使氧化鋁溶膠或硅溶膠溶液中的堿氧化物含量為0.01%以上2%以下，能夠?qū)崿F(xiàn)高強(qiáng)度。圖l是顯示本發(fā)明的堇青石粉末的粒度分布的圖。圖2是顯示現(xiàn)有例的堇青石粉末的粒度分布的圖。具體實(shí)施例方式以下顯示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。在本發(fā)明中，為了確保低膨脹性而使用了堇青石材料。由于堇青石的熱膨脹系數(shù)在900。C下低至1.62.0xl0""6，所以，在用于低膨脹的陶乾產(chǎn)品的表面時(shí)，膨脹率的差小，能夠防止破裂等發(fā)生，另外，堇青石本身是不易產(chǎn)生裂紋的材質(zhì)，能夠防止不定形耐火物的裂紋發(fā)生。另外，堇青石粉末的中位徑為1050nm范圍。通過控制中位徑，能夠得到施工性、強(qiáng)度、耐裂紋擴(kuò)展性良好的灰漿。如果中位徑不到10jum，則會(huì)使溶劑的添加量變多、強(qiáng)度降低，如果大于50jam，雖然施工性良好，但強(qiáng)度會(huì)降低。此外，使得0.5ym以上不到10inm的粒子的含量為1%以上36%以下、10lam以上50]am以下的粒子的含量為50%以上75%以下、51jam以上200mm以下的粒子的含量為1%以上14°/。以下，如果堇青石粉末的不足0.5jum的粒子的量多，則溶劑的量增大，強(qiáng)度下降，不優(yōu)選。此外優(yōu)選不含有200um以上的粒子，因?yàn)榇执蟮牧ＡＷ訒?huì)成為缺陷導(dǎo)致強(qiáng)度下降。進(jìn)而，堇青石粉末具有0.5jum以上不到10jim的粒子的含量為1%以上36%以下、10lam以上50jam以下的粒子的含量為50%以上75%以下、51nm以上200jnm以下的粒子的含量為1%以上14%以下的尖細(xì)的山形狀的粒度分布。本發(fā)明者根據(jù)研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過控制堇青石粉末的粒度分布，能夠提高接著強(qiáng)度及耐裂紋擴(kuò)展性。在圖1中，顯示本發(fā)明的堇青石粉末的粒度分布，在圖2中顯示現(xiàn)有技術(shù)的堇青石粉末的粒度分布。中位徑在圖1中為16.367±5|im，中位徑頻率為7.5%以上，而圖2中的中位徑為17,573jam,中位徑頻率為5.0%以下。而且，根據(jù)本發(fā)明者的研究，判明按現(xiàn)有的粒徑各異的寬大的山形狀的粒度分布，在作為不定形耐火物時(shí)，空隙變多，不能得到充分的強(qiáng)度，而與此相對，如本發(fā)明的粒徑均勻的尖細(xì)山形狀的粒度分布的場合，能夠成為最密充填，可實(shí)現(xiàn)充分的強(qiáng)度，且還能夠防止裂紋的擴(kuò)展。另外，中位徑頻度的上限優(yōu)選為11%以下。另外，在本發(fā)明中，作為溶劑是使用水及氧化鋁溶膠或硅溶膠構(gòu)成的溶液。這是因?yàn)椴槊髁艘酝趦H使用水作為溶劑的場合，不能得到充分的強(qiáng)度，而在使用膠質(zhì)狀態(tài)的氧化鋁或硅作為溶劑的場合，能夠得到充分的強(qiáng)度。上述氧化鋁或硅溶膠溶液的氧化鋁或硅含量分別優(yōu)選為10-70%。這是因?yàn)槿绻坏?0%，則難以確保充分的強(qiáng)度，而如果多于70%,則在價(jià)格上變貴，背離實(shí)用基礎(chǔ)。另夕卜，硅溶膠溶液中的Na20和K20等的堿氧化物含量優(yōu)選為0.01%以上2%以下。這是因?yàn)槿绻嘤?%，則強(qiáng)度會(huì)降低。除此之外，也能夠根據(jù)需要，在數(shù)％以下的范圍適當(dāng)含有粘性調(diào)整用的有機(jī)粘結(jié)劑和用于防止涂層材料的"塌邊"和彈性率降低用的纖維等。從以上的說明中可以明確，本發(fā)明的灰漿通過使用低膨脹的堇青石和作為溶劑的硅溶膠溶液，且將上述堇青石粉末的粒度分布控制在規(guī)定范圍，能夠確保低膨脹性和高強(qiáng)度，作為低膨脹的陶覺產(chǎn)品的表面保護(hù)、改性用涂層材料發(fā)揮優(yōu)越的效果。另外，還能夠抑制耐裂紋的擴(kuò)展性，所以其可作為能維持良好的組織狀態(tài)的不定形耐火物的發(fā)揮效果。實(shí)施例由表l所示的組成構(gòu)成，且使用堇青石粉末做成不定形耐火物，該堇青石粉末具有中位徑為10~50jum范圍，具有0.5jum以上不到10jum的粒子的含量為1%以上36%以下、10mm以上50ium以下的粒子的含量為50%以上75%以下、51lam以上200ium的粒子的含量為1%以上14%以下的尖細(xì)山形狀的粒度分布。將其涂敷在低膨脹的多孔質(zhì)陶瓷產(chǎn)品的表面，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)、改性。在表l中顯示測定的得到的不定形耐火物強(qiáng)度、施工性、裂紋發(fā)生數(shù)量等的結(jié)果。另夕卜，關(guān)于抗彎強(qiáng)度及熱膨脹系數(shù)，在使不定形耐火物干燥后進(jìn)行了測定。作為比較例，在表l中顯示測定了使用中位徑頻度為5%以下的具有寬大的山形狀的粒度分布的現(xiàn)有的堇青石粉末作成了灰漿時(shí)的不定形耐火物的強(qiáng)度、施工性、裂故發(fā)生數(shù)量等的結(jié)果。該結(jié)果能夠確認(rèn)本發(fā)明的不定形耐火物與現(xiàn)有例相比，在低膨脹性、高強(qiáng)度性、耐裂紋擴(kuò)展性上具有優(yōu)越的特性。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1.一種具有低膨脹性、高強(qiáng)度、耐裂紋擴(kuò)展性的不定形耐火物，其特征在于將具有尖細(xì)的山形狀的粒度分布的陶瓷粉末與由水及非晶體膠體溶液構(gòu)成的溶劑進(jìn)行混練，該陶瓷粉末的中位徑為10～50μm的范圍，0.5μm以上不到10μm的粒子的含量為1％以上36％以下，10μm以上50μm以下的粒子的含量為50％以上75％以下，51μm以上200μm以下的粒子的含量為1％以上14％以下。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有低膨脹性、高強(qiáng)度、耐裂紋擴(kuò)展性的不定形耐火物，其特征在于所述非晶體膠體溶液的二氧化硅含量為10-70%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有低膨脹性、高強(qiáng)度、耐裂紋擴(kuò)展性的不定形耐火物，其特征在于所述非晶體膠體溶液的氧化鋁含量為10~70%。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的具有低膨脹性、高強(qiáng)度、耐裂紋擴(kuò)展性的不定形耐火物，其特征在于所述非晶體膠體溶液中的堿氧化物含量為0.01%以上2%以下。全文摘要本發(fā)明涉及一種適用于陶瓷產(chǎn)品的不定形耐火物，特別提供以保護(hù)、改性質(zhì)低膨脹的陶瓷產(chǎn)品的表面為目的而使用的具有低膨脹性、高強(qiáng)度、耐裂紋擴(kuò)展性的不定形耐火物。該不定形耐火物是將堇青石粉末、水及氧化鋁溶膠或硅溶膠溶液構(gòu)成的溶劑混練而成，其中，堇青石粉末具有中位徑為10～50μm范圍、不到10μm的粒子的含量為1％以下36％以上、10μm以上50μm以下的粒子的含量為50％以上75％以下、51μm以上的粒子的含量為1％以上14％以下的尖細(xì)的山形狀的粒度分布。文檔編號C04B35/66GK101456746SQ200810082828公開日2009年6月17日申請日期2008年2月28日優(yōu)先權(quán)日2007年12月10日發(fā)明者古宮山常夫,山川治,本莊哲博,樋口陽人申請人:日本礙子株式會(huì)社;Ngk阿德列克株式會(huì)社