一种莫来石复相高强耐磨可塑料及其制备方法技术

本发明专利技术一种莫来石复相高强耐磨可塑料及其制备方法。其技术方案是：先以30~70wt%的莫来石骨料、15~35wt%的莫来石细粉、10~20wt%的α‑氧化铝微粉和5~15wt%的硅微粉为原料，再外加所述原料0.15~0.25wt%的氧化钇和15~25wt%的硅酸锂溶液，混合均匀，室温密封养护24h，即得莫来石复相高强耐磨可塑料。其中：氧化钇的粒径小于0.01mm，氧化钇的主要化学成分是：Y2O3≥99.9wt%；硅酸锂溶液中Li2SiO3的浓度≥60wt%。本发明专利技术具有节约资源、保护环境和降低成本的特点；所制备制品具有气孔率低、导热系数低、强度高和体积稳定性好的特点。

A mullite multiphase high-strength wear-resistant plastics and its preparation method

The invention relates to mullite multiphase high-strength wear-resistant plastics and a preparation method thereof. The technical scheme is as follows: firstly, mullite aggregate of 30-70 wt%, mullite fine powder of 15-35 wt%, alumina fine powder of 10-20 wt% and silicon fine powder of 5-15 wt% are used as raw materials, then the raw materials of 0.15-0.25 wt% yttrium oxide and lithium silicate solution of 15-25 wt% are added to mix evenly, sealed and cured at room temperature for 24 hours, and mullite multiphase high wear-resistant plastics is obtained. Among them, the particle size of yttrium oxide is less than 0.01mm, the main chemical composition of yttrium oxide is Y2O3 (>99.9wt%) and the concentration of Li2SiO3 in lithium silicate solution (>60wt%). The invention has the characteristics of saving resources, protecting environment and reducing cost, and the prepared product has the characteristics of low porosity, low thermal conductivity, high strength and good volume stability.

【技术实现步骤摘要】
一种莫来石复相高强耐磨可塑料及其制备方法
本专利技术属于高温耐磨耐火材料
，具体涉及一种莫来石复相高强耐磨可塑料及其制备方法。
技术介绍
高炉、热风炉、循环流化床、垃圾焚烧炉、催化裂化装置等热工设备的易磨损、渗透及侵蚀部位，是高温设备的关键部位，尤其是异型或者结构复杂等部位，直接影响高温炉衬的使用寿命和高温设备的利用效率，耐火原料中，刚玉具有高熔点、高强度和高耐磨性的特点，莫来石材料具有热震稳定性好的特性，因此，采用无需支设模具，可直接施工的莫来石复相材料是理想的耐磨耐火可塑料之一。区别于浇注料，可塑料无需支设模具，直接采用涂抹、捣打的施工方法。目前，常用的莫来石质可塑料依然是以传统的刚玉-莫来石为复相结合，难以实现复相材料之间的晶界相连，耐磨性能难以得到较大提升。“一种含均质料的刚玉-莫来石质高强耐磨可塑料”（CN102030550B）和“硅酸钠结合矾土基均质料的高强耐磨可塑料及制备方法”（CN103755368B）的专利技术，公开了以矾土均质料、氧化铝微粉等为原料制备复相耐磨可塑料，该方法均以毫米级别的粒径尺寸的原料进行结合，难以实现真正的复相结合，从而在耐磨性能上难以得到优化和改善。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种能节约资源、保护环境和降低成本的莫来石复相高强耐磨可塑料的制备方法；用该法所制得的莫来石复相高强耐磨可塑料具有气孔率低、导热系数低、强度高和体积稳定性好的特点。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：先以30~70wt%的莫来石骨料、15~35wt%的莫来石细粉、10~20wt%的α-氧化铝微粉和5~15wt%的硅微粉为原料，再外加所述原料0.15~0.25wt%的氧化钇和15~25wt%的硅酸锂溶液，混合均匀，室温密封养护24h，即得莫来石复相高强耐磨可塑料。所述莫来石骨料的粒径小于5mm；莫来石细粉的粒径小于0.088mm；莫来石的主要化学成分是：Al2O3≥55wt%，SiO2≥42wt%，Fe2O3含量≤0.8wt%，Na2O+K2O≤1.5wt%。所述α-氧化铝微粉的粒径小于0.044mm；α-氧化铝微粉的主要化学成分是：Al2O3≥99.2wt%，Na2O≤0.5wt%。所述硅微粉的粒径小于0.01mm；硅微粉的主要化学成分是：SiO2≥95.2wt%，Fe2O3含量≤0.2wt%，Na2O+K2O≤1.0wt%。所述氧化钇的粒径小于0.01mm；氧化钇的主要化学成分是：Y2O3≥99.9wt%。所述硅酸锂溶液中Li2SiO3的浓度≥60wt%。由于采用上述技术方案，本专利技术与现有技术相比具有如下积极效果：1、本专利技术所制备的莫来石复相高强耐磨可塑料，弥补传统耐火可塑料的缺陷，实现不同物相之间的晶界无间隙连接，实现耐磨刻塑料强度及耐磨性能的大幅提升。2、本专利技术采用捣打或涂抹成型的方式，可根据用途加工成不同形状的形状，应用于窑炉及各种热工设备工作衬、炉顶的修复，确保生产安全高效地进行。因此，本专利技术具有节约资源、保护环境和成本低的特点；所制备的莫来石复相高强耐磨可塑料具有气孔率低、导热系数低、强度高和体积稳定性好的特点，直接用于窑炉及其他热工设备的修补。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步的描述，并非对本专利技术保护范围的限制。为避免重复，先将本具体实施方式所涉及到的有关技术参数统一描述如下：所述莫来石骨料的粒径小于5mm；莫来石细粉的粒径小于0.088mm；莫来石的主要化学成分是：Al2O3≥55wt%，SiO2≥42wt%，Fe2O3含量≤0.8wt%，Na2O+K2O≤1.5wt%。所述α-氧化铝微粉的粒径小于0.044mm；α-氧化铝微粉的主要化学成分是：Al2O3≥99.2wt%，Na2O≤0.5wt%。所述硅微粉的粒径小于0.01mm；硅微粉的主要化学成分是：SiO2≥95.2wt%，Fe2O3含量≤0.2wt%，Na2O+K2O≤1.0wt%。所述氧化钇的粒径小于0.01mm；氧化钇的主要化学成分是：Y2O3≥99.9wt%。所述硅酸锂溶液中Li2SiO3的浓度≥60wt%。实施例1一种莫来石复相高强耐磨可塑料及其制备方法。先以30~40wt%的莫来石骨料、30~35wt%的莫来石细粉、15~20wt%的α-氧化铝微粉和10~15wt%的硅微粉为原料，再外加所述原料0.15~0.20wt%的氧化钇和15~20wt%的硅酸锂溶液，混合均匀，室温密封养护24h，即得莫来石复相高强耐磨可塑料。本实施例所制备的莫来石复相高强耐磨可塑料经检测：1100℃烧后耐压强度大于85.0MPa；耐磨系数CC小于3.0%；重烧线变化率低于±0.5%。实施例2一种莫来石复相高强耐磨可塑料及其制备方法。先以40~50wt%的莫来石骨料、25~30wt%的莫来石细粉、15~20wt%的α-氧化铝微粉和5~10wt%的硅微粉为原料，再外加所述原料0.20~0.25wt%的氧化钇和20~25wt%的硅酸锂溶液，混合均匀，室温密封养护24h，即得莫来石复相高强耐磨可塑料。本实施例所制备的莫来石复相高强耐磨可塑料经检测：1100℃烧后耐压强度大于90.0MPa；耐磨系数CC小于2.0%；重烧线变化率低于±0.5%。实施例3一种莫来石复相高强耐磨可塑料及其制备方法。先以50~60wt%的莫来石骨料、20~25wt%的莫来石细粉、15~20wt%的α-氧化铝微粉和5~10wt%的硅微粉为原料，再外加所述原料0.15~0.20wt%的氧化钇和15~17wt%的硅酸锂溶液，混合均匀，室温密封养护24h，即得莫来石复相高强耐磨可塑料。本实施例所制备的莫来石复相高强耐磨可塑料经检测：1100℃烧后耐压强度大于88.0MPa；耐磨系数CC小于2.5%；重烧线变化率低于±0.5%。实施例4一种莫来石复相高强耐磨可塑料及其制备方法。先以60~70wt%的莫来石骨料、15~20wt%的莫来石细粉、10~15wt%的α-氧化铝微粉和5~10wt%的硅微粉为原料，再外加所述原料0.20~0.25wt%的氧化钇和17~20wt%的硅酸锂溶液，混合均匀，室温密封养护24h，即得莫来石复相高强耐磨可塑料。本实施例所制备的莫来石复相高强耐磨可塑料经检测：1100℃烧后耐压强度大于82.0MPa；耐磨系数CC小于2.0%；重烧线变化率低于±0.5%。本具体实施方式与现有技术相比具有以下积极效果：1、本专利技术所制备的莫来石复相高强耐磨可塑料，弥补传统耐火可塑料的缺陷，实现不同物相之间的晶界无间隙连接，实现耐磨刻塑料强度及耐磨性能的大幅提升。2、本专利技术采用捣打或涂抹成型的方式，可根据用途加工成不同形状的形状，应用于窑炉及各种热工设备工作衬、炉顶的修复，确保生产安全高效地进行。所制得的莫来石复相高强耐磨可塑料经检测：1100℃烧后耐压强度大于85MPa；耐磨系数CC小于3.0%；重烧线变化率低于±0.5%。因此，本专利技术具有节约资源、保护环境和降低成本的特点，所制备的莫来石复相高强耐磨可塑料气孔率低、导热系数低、强度高和体积稳定性好，直接用于窑炉及其他热工设备的修补。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种莫来石复相高强耐磨可塑料的制备方法，其特征在于先以30~70wt%的莫来石骨料、15~35wt%的莫来石细粉、10~20wt%的α‑氧化铝微粉和5~15wt%的硅微粉为原料，再外加所述原料0.15~0.25wt%的氧化钇和15~25wt%的硅酸锂溶液，混合均匀，室温密封养护24h，即得莫来石复相高强耐磨可塑料。

【技术特征摘要】
1.一种莫来石复相高强耐磨可塑料的制备方法，其特征在于先以30~70wt%的莫来石骨料、15~35wt%的莫来石细粉、10~20wt%的α-氧化铝微粉和5~15wt%的硅微粉为原料，再外加所述原料0.15~0.25wt%的氧化钇和15~25wt%的硅酸锂溶液，混合均匀，室温密封养护24h，即得莫来石复相高强耐磨可塑料。2.根据权利要求1所述的莫来石复相高强耐磨可塑料的制备方法，其特征在于所述莫来石骨料的粒径小于5mm；莫来石细粉的粒径小于0.088mm；莫来石的主要化学成分是：Al2O3≥55wt%，SiO2≥42wt%，Fe2O3含量≤0.8wt%，Na2O+K2O≤1.5wt%。3.根据权利要求1所述的莫来石复相高强耐磨可塑料的制备方法，其特征在于所述α-氧化铝微粉的粒径小于0.044mm；α-氧化铝微粉的主要化...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪岩，李远兵，韦燕，徐娜娜，羲庆宇，
申请(专利权)人：宜兴市集创新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32