本發(fā)明屬于可塑料技術領域。具體涉及一種鎂質(zhì)可塑料及其制備方法。
背景技術：
鎂質(zhì)可塑料是以mgo為主要化學成分，具有高可塑性的一類不定形耐火材料。由于mgo具有耐火度高、抗堿性熔渣侵蝕性能強等特點，因而鎂質(zhì)可塑料可廣泛應用于轉爐（陳淑秋，等.“鎂質(zhì)可塑料的研制及在氧氣頂吹轉爐爐底冷接縫的應用”，《武鋼技術》，1981(1)：pp16~21+26）、中間包和鋼包等高溫窯爐。
目前，鎂質(zhì)可塑料主要以高純鎂砂或電熔鎂砂為主要原料，輔以結合劑和緩蝕劑等，經(jīng)混煉后制得，如“一種可用于中間包的高鎂質(zhì)覆蓋劑材料及其制備方法”（cn201310276365.2），但鎂質(zhì)可塑料在制備過程中結合劑的水分易導致mgo水化而損毀，大大降低了可塑料的保存周期和強度。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術缺陷，目的在于提供一種成本低廉和工藝簡單的鎂質(zhì)可塑料的制備方法；用該方法制備的鎂質(zhì)可塑料的保存周期長、體積密度大和耐壓強度高。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案的具體步驟是：
步驟一、按鈦酸四丁酯∶酒石酸∶乙酰丙酮∶聚乙二醇200的質(zhì)量比為100∶(5~8)∶(0.5~1)∶(1~2)，將鈦酸四丁酯、酒石酸、乙酰丙酮和聚乙二醇200置入容器中，攪拌5~8分鐘，得到結合劑。
步驟二、按高純鎂鋯砂︰γ-氧化鋁︰氧化亞鈷的質(zhì)量比為100︰(5~10)︰(1~4)，將高純鎂鋯砂、γ-氧化鋁和氧化亞鈷置入球磨機中，球磨至粒度≤80μm，得到預混料。
步驟三、將所述預混料在20~30mpa條件下壓制成型，再將成型的坯體置于馬弗爐中，在氮氣氣氛和1500~1550℃條件下熱處理1~2小時，隨爐冷卻，得到熱處理后的物料。
步驟四、將所述熱處理后的物料破碎，研磨，篩分，分別得到粒度為2~3mm的a物料、粒度為0.088~1mm的b物料和粒度≤80μm的c物料。
步驟五、將50~55wt%的所述a物料、21~26wt%的所述b物料、19~24wt%的所述c物料和1~4wt%的硅微粉加入攪拌機中，混合5~10分鐘，制得混合料。
步驟六、按所述混合料︰所述結合劑的質(zhì)量比為1︰(0.07~0.10)，向所述混合料中加入所述結合劑，混合均勻，困料6~12小時，制得鎂質(zhì)可塑料。
所述鈦酸四丁酯、酒石酸、乙酰丙酮和聚乙二醇200均為分析純。
所述高純鎂鋯砂的主要化學成分是：mgo含量為95~96wt%，zro2含量為1~3wt%，fe2o3含量≤0.5wt%。
所述γ-氧化鋁的al2o3含量≥99wt%。
所述氧化亞鈷的coo含量≥98wt%。
所述硅微粉的sio2含量≥98wt%；硅微粉的粒度≤80μm。
由于采取上述技術方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下積極效果：
1、本發(fā)明所用原料來源豐富，成本低廉，在制備過程中無需特殊設備與復雜的處理技術，工藝簡單；
2、本發(fā)明通過原料組分的固溶反應，提高鎂質(zhì)可塑料的致密度和強度，并通過有機結合劑的包覆作用隔絕外界水分，提升可塑料的保存周期。
本發(fā)明制備的鎂質(zhì)可塑料經(jīng)測定：硬化時間為11~14個月；1500℃×2h燒后體積密度為2.85~2.90g/cm3；1500℃×2h燒后冷態(tài)耐壓強度為30~35mpa。
因此，本發(fā)明具有成本低廉和工藝簡單的特點；所制備的鎂質(zhì)可塑料保存周期長、體積密度大和耐壓強度高。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發(fā)明作進一步的描述，并非對其保護范圍的限制。
為避免重復，先將本具體實施方式所涉及的物料統(tǒng)一描述如下，實施例中不再贅述：
所述鈦酸四丁酯、酒石酸、乙酰丙酮和聚乙二醇200均為分析純。
所述高純鎂鋯砂的主要化學成分是：mgo含量為95~96wt%，zro2含量為1~3wt%，fe2o3含量≤0.5wt%。
所述γ-氧化鋁的al2o3含量≥99wt%。
所述氧化亞鈷的coo含量≥98wt%。
所述硅微粉的sio2含量≥98wt%；硅微粉的粒度≤80μm。
實施例1
一種鎂質(zhì)可塑料及其制備方法。本實施例所述制備方法的具體步驟是：
步驟一、按鈦酸四丁酯∶酒石酸∶乙酰丙酮∶聚乙二醇200的質(zhì)量比為100∶(5~7)∶(0.5~0.7)∶(1~1.4)，將鈦酸四丁酯、酒石酸、乙酰丙酮和聚乙二醇200置入容器中，攪拌5~8分鐘，得到結合劑。
步驟二、按高純鎂鋯砂︰γ-氧化鋁︰氧化亞鈷的質(zhì)量比為100︰(5~7)︰(1~3)，將高純鎂鋯砂、γ-氧化鋁和氧化亞鈷置入球磨機中，球磨至粒度≤80μm，得到預混料。
步驟三、將所述預混料在20~30mpa條件下壓制成型，再將成型的坯體置于馬弗爐中，在氮氣氣氛和1500~1550℃條件下熱處理1~2小時，隨爐冷卻，得到熱處理后的物料。
步驟四、將所述熱處理后的物料破碎，研磨，篩分，分別得到粒度為2~3mm的a物料、粒度為0.088~1mm的b物料和粒度≤80μm的c物料。
步驟五、將53~55wt%的所述a物料、21~23wt%的所述b物料、22~24wt%的所述c物料和2~4wt%的硅微粉加入攪拌機中，混合5~10分鐘，制得混合料。
步驟六、按所述混合料︰所述結合劑的質(zhì)量比為1︰(0.07~0.09)，向所述混合料中加入所述結合劑，混合均勻，困料6~12小時，制得鎂質(zhì)可塑料。
本實施例制備的鎂質(zhì)可塑料經(jīng)測定：硬化時間為11~13個月；1500℃×2h燒后體積密度為2.85~2.87g/cm3；1500℃×2h燒后冷態(tài)耐壓強度為30~32mpa。
實施例2
一種鎂質(zhì)可塑料及其制備方法。本實施例所述制備方法的具體步驟是：
步驟一、按鈦酸四丁酯∶酒石酸∶乙酰丙酮∶聚乙二醇200的質(zhì)量比為100∶(5~7)∶(0.6~0.8)∶(1.2~1.6)，將鈦酸四丁酯、酒石酸、乙酰丙酮和聚乙二醇200置入容器中，攪拌5~8分鐘，得到結合劑。
步驟二、按高純鎂鋯砂︰γ-氧化鋁︰氧化亞鈷的質(zhì)量比為100︰(6~8)︰(1~3)，將高純鎂鋯砂、γ-氧化鋁和氧化亞鈷置入球磨機中，球磨至粒度≤80μm，得到預混料。
步驟三、將所述預混料在20~30mpa條件下壓制成型，再將成型的坯體置于馬弗爐中，在氮氣氣氛和1500~1550℃條件下熱處理1~2小時，隨爐冷卻，得到熱處理后的物料。
步驟四、將所述熱處理后的物料破碎，研磨，篩分，分別得到粒度為2~3mm的a物料、粒度為0.088~1mm的b物料和粒度≤80μm的c物料。
步驟五、將52~54wt%的所述a物料、22~24wt%的所述b物料、21~23wt%的所述c物料和2~4wt%的硅微粉加入攪拌機中，混合5~10分鐘，制得混合料。
步驟六、按所述混合料︰所述結合劑的質(zhì)量比為1︰(0.07~0.09)，向所述混合料中加入所述結合劑，混合均勻，困料6~12小時，制得鎂質(zhì)可塑料。
本實施例制備的鎂質(zhì)可塑料經(jīng)測定：硬化時間為11~13個月；1500℃×2h燒后體積密度為2.86~2.88g/cm3；1500℃×2h燒后冷態(tài)耐壓強度為31~33mpa。
實施例3
一種鎂質(zhì)可塑料及其制備方法。本實施例所述制備方法的具體步驟是：
步驟一、按鈦酸四丁酯∶酒石酸∶乙酰丙酮∶聚乙二醇200的質(zhì)量比為100∶(6~8)∶(0.7~0.9)∶(1.4~1.8)，將鈦酸四丁酯、酒石酸、乙酰丙酮和聚乙二醇200置入容器中，攪拌5~8分鐘，得到結合劑。
步驟二、按高純鎂鋯砂︰γ-氧化鋁︰氧化亞鈷的質(zhì)量比為100︰(7~9)︰(2~4)，將高純鎂鋯砂、γ-氧化鋁和氧化亞鈷置入球磨機中，中球磨至粒度≤80μm，得到預混料。
步驟三、將所述預混料在20~30mpa條件下壓制成型，再將成型的坯體置于馬弗爐中，在氮氣氣氛和1500~1550℃條件下熱處理1~2小時，隨爐冷卻，得到熱處理后的物料。
步驟四、將所述熱處理后的物料破碎，研磨，篩分，分別得到粒度為2~3mm的a物料、粒度為0.088~1mm的b物料和粒度≤80μm的c物料。
步驟五、將51~53wt%的所述a物料、23~25wt%的所述b物料、20~22wt%的所述c物料和1~3wt%的硅微粉加入攪拌機中，混合5~10分鐘，制得混合料。
步驟六、按所述混合料︰所述結合劑的質(zhì)量比為1︰(0.08~0.10)，向所述混合料中加入所述結合劑，混合均勻，困料6~12小時，制得鎂質(zhì)可塑料。
本實施例制備的鎂質(zhì)可塑料經(jīng)測定：硬化時間為12~14個月；1500℃×2h燒后體積密度為2.87~2.89g/cm3；1500℃×2h燒后冷態(tài)耐壓強度為32~34mpa。
實施例4
一種鎂質(zhì)可塑料及其制備方法。本實施例所述制備方法的具體步驟是：
步驟一、按鈦酸四丁酯∶酒石酸∶乙酰丙酮∶聚乙二醇200的質(zhì)量比為100∶(6~8)∶(0.8~1)∶(1.6~2)，將鈦酸四丁酯、酒石酸、乙酰丙酮和聚乙二醇200置入容器中，攪拌5~8分鐘，得到結合劑。
步驟二、按高純鎂鋯砂︰γ-氧化鋁︰氧化亞鈷的質(zhì)量比為100︰(8~10)︰(2~4)，將高純鎂鋯砂、γ-氧化鋁和氧化亞鈷置入球磨機中，球磨至粒度≤80μm，得到預混料。
步驟三、將所述預混料在20~30mpa條件下壓制成型，再將成型的坯體置于馬弗爐中，在氮氣氣氛和1500~1550℃條件下熱處理1~2小時，隨爐冷卻，得到熱處理后的物料。
步驟四、將所述熱處理后的物料破碎，研磨，篩分，分別得到粒度為2~3mm的a物料、粒度為0.088~1mm的b物料和粒度≤80μm的c物料。
步驟五、將50~52wt%的所述a物料、24~26wt%的所述b物料、19~21wt%的所述c物料和1~3wt%的硅微粉加入攪拌機中，混合5~10分鐘，制得混合料。
步驟六、按所述混合料︰所述結合劑的質(zhì)量比為1︰(0.08~0.10)，向所述混合料中加入所述結合劑，混合均勻，困料6~12小時，制得鎂質(zhì)可塑料。
本實施例制備的鎂質(zhì)可塑料經(jīng)測定：硬化時間為12~14個月；1500℃×2h燒后體積密度為2.88~2.90g/cm3；1500℃×2h燒后冷態(tài)耐壓強度為33~35mpa。
本具體實施方式與現(xiàn)有技術相比具有如下積極效果：
1、本具體實施方式所用原料來源豐富，成本低廉，在制備過程中無需特殊設備與復雜的處理技術，工藝簡單；
2、本具體實施方式通過原料組分的固溶反應，提高鎂質(zhì)可塑料的致密度和強度，并通過有機結合劑的包覆作用隔絕外界水分，提升可塑料的保存周期。
本具體實施方式制備的鎂質(zhì)可塑料經(jīng)測定：硬化時間為11~14個月；1500℃×2h燒后體積密度為2.85~2.90g/cm3；1500℃×2h燒后冷態(tài)耐壓強度為30~35mpa。
因此，本具體實施方式具有成本低廉和工藝簡單的特點；所制備的鎂質(zhì)可塑料保存周期長、體積密度大和耐壓強度高。