一種膏狀陶瓷修補與密封劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶煉、鑄造等高溫行業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種膏狀陶瓷修補與密封劑。
【背景技術(shù)】
[0002]在冶金與鑄造生產(chǎn)過程中，金屬溶液對鋁硅系耐火材料的滲透與侵蝕是不可避免的，常常造成關(guān)鍵部位(如熔寶爐、溜槽、各種導流裝置)的剝落與損壞。一旦小塊的缺損形成，金屬溶液就會因為湍流而在缺損處加速侵蝕過程，最終造成鋁硅系耐火材料損壞。耐火材料服役時間過短與頻繁更換勢必會給相關(guān)企業(yè)帶來耐材高成本與低生產(chǎn)效率同時并存的不良后果。因此，提前對破損的小塊區(qū)域進行修補是很有必要的，可以在一定程度上提高耐火材料的使用壽命，從而達到降低成本，提高生產(chǎn)效率的目的。更重要的是，各耐火部件之間，尤其是需頻繁更換的功能部件與其他耐火部件之間，必須密封以防止金屬溶液的滲透，以保證生產(chǎn)順利進行，防止生產(chǎn)事故的發(fā)生。再者，這些接縫部位也更容易遭受金屬溶液的侵蝕而損壞，因此也需要修補而減少侵蝕破壞。
[0003]目前，傳統(tǒng)的耐火火泥可以應用到耐火材料破損處的修補與銜接處的密封，但耐火火泥在100°C以上快速烘烤時容易開裂、剝落，且高溫使用后收縮較大，大大增加了再次沖刷剝落的幾率，而針對高溫行業(yè)的工況，再次或多次施工修補必然導致生產(chǎn)中斷，影響生產(chǎn)效率，增加工人的勞動強度與生產(chǎn)成本。再者，火泥的剝落會導致耐火材料使用壽命無法提高，生產(chǎn)安全無法得到保證，不僅沒有起到修補與密封的作用，還會增加金屬熔體中的無機夾雜物，導致相關(guān)產(chǎn)品的廢品率居高不下，產(chǎn)品的質(zhì)量無法保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種膏狀陶瓷修補與密封劑，使其具有在高溫條件下，快速烘烤不開裂，且高溫使用后收縮極小、抗剝落性好的特點，用以滿足冶金、鑄造行業(yè)的工況。
[0005]本發(fā)明為完成上述目的采用如下技術(shù)方案:
一種膏狀陶瓷修補與密封劑，所述的膏狀陶瓷修補與密封劑采用與耐火材料基材相同的鋁硅系陶瓷粉體作為填料，形成與耐火材料基材熱膨脹系數(shù)相匹配的修補、密封層，減小使用過程中因熱應力引起的剝落現(xiàn)象；所述的膏狀陶瓷修補與密封劑采用與耐火材料基材相同的鋁硅系溶膠作為結(jié)合相，將填料與耐火材料基材結(jié)合為一體，使膏狀制品在烘干后即與耐火材料基材形成良好的結(jié)合，使用過程中與耐火材料基材在高溫下燒結(jié)而形成陶瓷結(jié)合；所述的膏狀陶瓷修補與密封劑還包括有用以增強其強度、減少修補、密封層在烘干與使用過程中收縮與開裂的陶瓷纖維；所述的膏狀陶瓷修補與密封劑還包括有用以將鋁硅系溶膠稀釋制成稀釋溶膠的水；將鋁硅系陶瓷粉體加入到稀釋溶膠內(nèi)并在有機助劑的配合下混合攪拌制備成初始膏狀料漿；然后，將陶瓷纖維緩慢加入初始膏狀料漿中，陶瓷纖維的加入量按陶瓷纖維:稀釋溶膠=0.17-0.3:1稱量，加料過程中強力攪拌，加料結(jié)束后繼續(xù)攪拌，直至陶瓷纖維均勻分散即得到膏狀陶瓷修補與密封劑。
[0006]所述的水與鋁硅系溶膠按1:1~9質(zhì)量比稱量混合配成稀釋溶膠。
[0007]所述的有機助劑包括有分散劑、潤濕劑和增稠劑。
[0008]初始膏狀料漿按稀釋溶膠:分散劑:潤濕劑:增稠劑:陶瓷粉體=1:0.012-0.03:0.0012-0.003:0.006-0.012:0.5-0.9 的比例調(diào)配。
[0009]所述的鋁硅系溶膠為硅溶膠、硅鋁溶膠、鋁溶膠中的一種。
[0010]所述的鋁硅系陶瓷粉體為氧化鋁粉體、氧化硅粉體、高鋁礬土粉體中的一種，優(yōu)選為α氧化鋁微粉。
[0011]所述鋁硅系陶瓷粉體的粒度為300~5000目，優(yōu)選為5000目。
[0012]所述的陶瓷纖維為高鋁纖維、硅酸鋁纖維、氧化鋁多晶纖維中的一種，優(yōu)選為高鋁纖維。
[0013]所述的分散劑為聚丙烯酸銨、聚丙烯酸鈉、六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、FS10、FS20中的一種。
[0014]所述的增稠劑為羧甲基纖維素鈉、羥丙基甲基纖維素、聚陰離子纖維素中的一種。
[0015]所述的潤濕劑為丙二醇、甘油、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一種，首選脂肪醇聚氧乙烯醚。
[0016]陶瓷纖維的引入主要在于可以形成纖維增強作用，減少修補、密封層在烘干與使用過程中的收縮與開裂。
[0017]分散劑的使用可以保證纖維、陶瓷粉體均勻分散，使得最終所得膏狀產(chǎn)品均勻一致，性能穩(wěn)定可靠；增稠劑可以降低纖維的成球率，防止產(chǎn)品分層，改善其附著性與施工性；潤濕劑可以降低水的表面張力，防止產(chǎn)品烘烤時由于水的毛細張力而收縮、開裂甚至剝落?？傊袡C助劑的加入在于提高陶瓷粉體與陶瓷纖維的懸浮性與分散性，形成均勻的膏狀制品，并降低制品的屈服力，使制品容易涂抹，附著力好，這也是保證修補層、密封層與基體良好結(jié)合的重要前提。
[0018]本發(fā)明提出的一種膏狀陶瓷修補與密封劑，由于陶瓷纖維的增強作用與潤濕劑減收縮作用，使得膏狀陶瓷修補與密封劑在高溫(< 650°C)下烘烤不開裂、不收縮或收縮極?。挥捎谠龀韯┡c鋁硅系溶膠、潤濕劑的配合使用，產(chǎn)品附著力好，粘結(jié)強度高。此外，有機助劑的使用也賦予了密封材料良好的涂抹施工性；該膏狀修補與密封劑與一般修補火泥相比，具有粘結(jié)性、附著力好，高溫(< 650°C)快速烘烤無開裂與剝落現(xiàn)象，在700~1500°C高溫使用過程中，無收縮或者具有極小的收縮，烘干強度高，適用于高溫行業(yè)中鋁硅系耐火材料接縫處的密封，與缺損修補，即可以對冶金、鑄造行業(yè)耐材關(guān)鍵部位初期破損進行修補，延長了耐火材料的使用壽命，提高了生產(chǎn)效率又可以對鋁硅系耐火材料接縫部位密封，減少了金屬溶液滲漏現(xiàn)象，防止了安全隱患的發(fā)生。
【具體實施方式】
[0019]以下通過實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0020]實施例1
首先將500g水與500g硅溶膠混合制成稀釋溶膠，將30g聚丙烯酸銨、3g丙二醇、12g羧甲基纖維素鈉、900g石英陶瓷粉體依次加入稀釋溶膠，邊攪拌邊加料得到膏狀料漿。然后，稱取210g高鋁纖維，邊攪拌邊緩慢加入纖維，加料結(jié)束后繼續(xù)攪拌直至形成均一的膏狀材料即可。
[0021]實施例2
首先將10g水與900g鋁溶膠混合制成稀釋溶膠，將12g FS10、2g甘油、6g羥丙基甲基纖維素、500ga氧化鋁微粉依次加入稀釋溶膠，邊攪拌邊加料得到膏狀料漿。然后，稱取170g硅酸鋁纖維，邊攪拌邊緩慢加入纖維，加料結(jié)束后繼續(xù)攪拌直至形成均一的膏狀材料即可。
[0022]實施例3
首先將300g水與700g鋁硅溶膠混合制成稀釋溶膠，將20g FS20、1.2g脂肪醇聚氧乙烯醚、1g聚陰離子纖維素、700g高鋁礬土陶瓷粉體依次加入稀釋溶膠，邊攪拌邊加料得到膏狀料漿。然后，稱取200g多晶氧化鋁纖維，邊攪拌邊緩慢加入纖維，加料結(jié)束后繼續(xù)攪拌直至形成均一的膏狀材料即可。
[0023]實施例4
首先將200g水與800g硅溶膠混合制成稀釋溶膠，將15g聚丙烯酸鈉、1.2g脂肪醇聚氧乙烯醚、Sg羧甲基纖維素鈉、800g鎂鋁尖晶石陶瓷粉體依次加入稀釋溶膠，邊攪拌邊加料得到膏狀料漿。然后，稱取200g硅酸鋁纖維，邊攪拌邊緩慢加入纖維，加料結(jié)束后繼續(xù)攪拌直至形成均一的膏狀材料即可。
[0024]實施例5
首先將300g水與700g硅溶膠混合制成稀釋溶膠，將18g三聚磷酸鈉、2g脂肪醇聚氧乙烯醚、1g聚陰離子纖維素、750g石英陶瓷粉體依次加入稀釋溶膠，邊攪拌邊加料得到膏狀料漿。然后，稱取190g高鋁纖維，邊攪拌邊緩慢加入纖維，加料結(jié)束后繼續(xù)攪拌直至形成均一的膏狀材料即可。
【主權(quán)項】
1.一種膏狀陶瓷修補與密封劑，其特征在于:所述的膏狀陶瓷修補與密封劑采用與耐火材料基材相同的鋁硅系陶瓷粉體作為填料，形成與耐火材料基材熱膨脹系數(shù)相匹配的修補、密封層，減小使用過程中因熱應力引起的剝落現(xiàn)象；所述的膏狀陶瓷修補與密封劑采用與耐火材料基材相同的鋁硅系溶膠作為結(jié)合相，將填料與耐火材料基材結(jié)合為一體，使膏狀制品在烘干后即與耐火材料基材形成良好的結(jié)合，使用過程中與耐火材料基材在高溫下燒結(jié)而形成陶瓷結(jié)合；所述的膏狀陶瓷修補與密封劑還包括有用以增強其強度、減少修補、密封層在烘干與使用過程中收縮與開裂的陶瓷纖維；所述的膏狀陶瓷修補與密封劑還包括有用以將鋁硅系溶膠稀釋制成稀釋溶膠的水；將鋁硅系陶瓷粉體加入到稀釋溶膠內(nèi)并在有機助劑的配合下混合攪拌制備成初始膏狀料漿；然后，將陶瓷纖維緩慢加入初始膏狀料漿中，陶瓷纖維的加入量按陶瓷纖維:稀釋溶膠=0.17~0.3:1稱量，加料過程中強力攪拌，加料結(jié)束后繼續(xù)攪拌，直至陶瓷纖維均勻分散即得到膏狀陶瓷修補與密封劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膏狀陶瓷修補與密封劑，其特征在于:所述的鋁硅系溶膠為硅溶膠、硅鋁溶膠、鋁溶膠中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膏狀陶瓷修補與密封劑，其特征在于:所述的鋁硅系陶瓷粉體為氧化鋁粉體、氧化硅粉體、高鋁礬土粉體中的一種，優(yōu)選為α氧化鋁微粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膏狀陶瓷修補與密封劑，其特征在于:所述鋁硅系陶瓷粉體的粒度為300~5000目，優(yōu)選為5000目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膏狀陶瓷修補與密封劑，其特征在于:所述的陶瓷纖維為高鋁纖維、硅酸鋁纖維、氧化鋁多晶纖維中的一種，優(yōu)選為高鋁纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膏狀陶瓷修補與密封劑，其特征在于:所述的水與鋁硅系溶膠按1:1~9質(zhì)量比稱量混合配成稀釋溶膠。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膏狀陶瓷修補與密封劑，其特征在于:所述的有機助劑包括有分散劑、潤濕劑和增稠劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1和7所述的一種膏狀陶瓷修補與密封劑，其特征在于:初始膏狀料漿按稀釋溶膠:分散劑:潤濕劑:增稠劑:陶瓷粉體=1:0.012-0.03:0.0012-0.003:0.006-0.012:0.5-0.9 的比例調(diào)配。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種膏狀陶瓷修補與密封劑，其特征在于:所述的分散劑為聚丙烯酸銨、聚丙烯酸鈉、六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、FS10、FS20中的一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種膏狀陶瓷修補與密封劑，其特征在于:所述的增稠劑為羧甲基纖維素鈉、羥丙基甲基纖維素、聚陰離子纖維素中的一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種膏狀陶瓷修補與密封劑，其特征在于:所述的潤濕劑為丙二醇、甘油、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一種，首選脂肪醇聚氧乙烯醚。
【專利摘要】本發(fā)明屬于冶煉、鑄造等高溫行業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，提出一種膏狀陶瓷修補與密封劑。提出的一種膏狀陶瓷修補與密封劑采用與耐火材料基材相同的鋁硅系陶瓷粉體作為填料，采用與耐火材料基材相同的鋁硅系溶膠作為結(jié)合相；膏狀陶瓷修補與密封劑還包括有陶瓷纖維、水；將鋁硅系陶瓷粉體加入到稀釋溶膠內(nèi)并在有機助劑的配合下混合攪拌制備成初始膏狀料漿；然后，將陶瓷纖維緩慢加入初始膏狀料漿中，加料過程中強力攪拌，加料結(jié)束后繼續(xù)攪拌，直至陶瓷纖維均勻分散即得到膏狀陶瓷修補與密封劑。本發(fā)明具有在高溫條件下，快速烘烤不開裂，且高溫使用后收縮極小、抗剝落性好的特點。
【IPC分類】C04B35-66
【公開號】CN104844232
【申請?zhí)枴緾N201510222348
【發(fā)明人】王剛, 王冬冬, 王自強, 孫小飛, 周慧君
【申請人】中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月5日