一种耐高温耐锌腐蚀的窑炉材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及窑炉材料技术领域，具体为一种耐高温耐锌腐蚀的窑炉材料及其制备方法。方案以熔铸锆刚玉颗粒、氧化铬颗粒、氧化铬细粉、氧化铝细粉、氧化锆细粉、电熔铬纱等组分混合配料，作为基础砖坯料(基础坯料)，再将其与有机结合剂混合后固化，高温烧结，以得到窑炉砖耐火材料。本发明专利技术工艺设计合理，方案配比适宜，制备得到的窑炉材料不仅强度高，耐高温、抗热震性能优异，同时抗侵蚀性能优异，耐锌腐蚀，具有较高的实用性。较高的实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温耐锌腐蚀的窑炉材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及窑炉材料
，具体为一种耐高温耐锌腐蚀的窑炉材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]工业窑炉大多以耐火砖堆砌而成，其多位于高温、高压、急剧温度波动、腐蚀介质侵蚀等环境下，因此对于现有的窑炉耐火材料，其不仅需要具有较优异的抗热震性能，而且耐高温性能优异，需要具备较强的抗侵蚀能力，而现有的窑炉耐火材料抗耐锌蒸汽侵蚀能力差，实际应用时并不能满足我们的需求。
[0003]因此，基于该情况，我们公开了一种耐高温耐锌腐蚀的窑炉材料及其制备方法，制得一种耐高温、耐锌蒸汽腐蚀的窑炉材料，以满足实际需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种耐高温耐锌腐蚀的窑炉材料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种耐高温耐锌腐蚀的窑炉材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)取甲基双(二甲基烯丙基硅氧基)氢硅烷和氯铂酸，氮气环境下搅拌均匀，50～60℃反应至无硅氢键时反应结束，加入乙醚溶解，乙腈沉淀，得到支化硅烷聚合物；
[0008]取熔铸锆刚玉颗粒、氧化铬颗粒、氧化铬细粉、氧化铝细粉、氧化锆细粉、电熔铬纱混合配料，搅拌共混5～10min，得到基础坯料；
[0009](2)取1/3质量份的基础坯料，加入结合剂和光引发剂，混合3～5min，得到物料A；物料A中所述结合剂为烯丙基酚醛树脂；
[0010]取1/3质量份的基础坯料，加入结合剂和光引发剂，混合3～5min，得到物料B；物料B中所述结合剂包括甲基双(二甲基烯丙基硅氧基)氢硅烷、烯丙基酚醛树脂复配；
[0011]取1/3质量份的基础坯料，加入结合剂和光引发剂，混合3～5min，得到物料C；物料C中所述结合剂为支化硅烷聚合物；
[0012](3)取物料A、物料B、物料C，先在模具中以物料C铺设外层，在外层上表面铺设物料B形成中间层，再在中间层上铺设物料A形成内层，接着再依次铺设物料B、物料C，以形成中间层和外层，紫外光下固化5～10min，再转移至130～140℃下干燥10～12h，得到砖坯；
[0013]将砖坯转移至窑中烧结，得到所述窑炉材料。
[0014]较优化的方案，步骤(1)中，所述基础坯料各组分原料包括：以质量计，熔铸锆刚玉颗粒60～65份、氧化铬颗粒4～6份、氧化铬细粉1～2份、氧化铝细粉6～7份、氧化锆细粉4～5份、电熔铬纱8～10份。
[0015]较优化的方案，步骤(2)中，物料A、物料B、物料C中，所述结合剂用量均占基础坯料的4～5wt％，所述光引发剂用量均占基础坯料的0.2～0.4wt％。
[0016]较优化的方案，物料B中，所述甲基双(二甲基烯丙基硅氧基)氢硅烷、烯丙基酚醛树脂的质量比为2：(4～5)。
[0017]较优化的方案，步骤(3)中，烧结工艺参数为：氮气环境下升温至1700～1800℃，升温速率为3～5℃/min，烧结12～14h。
[0018]较优化的方案，步骤(3)中，所述外层、中间层、内层的厚度比为1：1：2。
[0019]较优化的方案，步骤(1)中，所述甲基双(二甲基烯丙基硅氧基)氢硅烷的制备步骤为：
[0020]取甲基氢二氯硅烷、二甲基烯丙基氯硅烷和乙醚，混合搅拌均匀，得到硅烷混合液；
[0021]取碳酸氢钠、去离子水和乙醚混合，冰水浴下加入硅烷混合液，保持室温下水浴反应2～3h，反应后收集产物，无水硫酸镁干燥，再将其与三乙胺、4
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二甲氨基吡啶混合，加入二甲基烯丙基氯硅烷和乙醚的混合液，25～30℃下保温反应2～3h，过滤收集产物，除去溶剂，减压蒸馏，得到甲基双(二甲基烯丙基硅氧基)氢硅烷。
[0022]较优化的方案，所述硅烷混合液中，甲基氢二氯硅烷、二甲基烯丙基氯硅烷的摩尔比为1：(2～2.2)。
[0023]较优化的方案，根据以上任意一项所述的一种耐高温耐锌腐蚀的窑炉材料的制备方法制备的窑炉材料。
[0024]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0025]本专利技术公开了一种耐高温耐锌腐蚀的窑炉材料的制备方法，方案以熔铸锆刚玉颗粒、氧化铬颗粒、氧化铬细粉、氧化铝细粉、氧化锆细粉、电熔铬纱等组分混合配料，作为基础砖坯料(基础坯料)，再将其与有机结合剂混合后固化，高温烧结，以得到窑炉砖耐火材料。
[0026]在该方案基础上，本申请对有机结合剂进行改进，先利用甲基氢二氯硅烷、二甲基烯丙基氯硅烷聚合反应，以生成甲基双(二甲基烯丙基硅氧基)氢硅烷，该物质中含有活性较高的烯丙基，能够参与后续反应进行；接着方案利用甲基双(二甲基烯丙基硅氧基)氢硅烷进一步聚合反应，利用硅氢加成聚合反应制得支化硅烷聚合物，再将支化硅烷聚合物、甲基双(二甲基烯丙基硅氧基)氢硅烷、烯丙基酚醛树脂进行有机选择或复配，以作为有机结合剂进行砖坯的制备。
[0027]此处需说明：由于支化硅烷聚合物的分子量明显大于甲基双(二甲基烯丙基硅氧基)氢硅烷，因此将支化硅烷聚合物作为外层结合剂，一方面能够利用支化硅烷聚合物中的C＝C与中间层的C＝C聚合，同时，分子量较大的支化硅烷聚合物位于外侧，后续光固化聚合时，交联致密性更高，最终得到的窑炉材料的抗侵蚀性能更为优异。而甲基双(二甲基烯丙基硅氧基)氢硅烷、烯丙基酚醛树脂的分子量较小，将其作为中间层、内层结合剂，能够更好的渗透在基础坯料之间，以保证产品的综合性能。
[0028]另一方面，为保证窑炉材料的综合力学性能，并且避免因结合剂分子量过大从而影响基础坯料塑形，在模具塑形时，方案利用较高分子量的支化硅烷聚合物作为外层结合剂，利用较低分子量的甲基双(二甲基烯丙基硅氧基)氢硅烷、烯丙基酚醛树脂复配作为中间层结合剂，以实现过渡；再利用烯丙基酚醛树脂作为内层结合剂，以制得不同结合剂的物料A、物料B、物料C，并以物料C作为外层、物料B作为中间过渡层、物料A作为内层，固化成型
后烧结，以得到成品。后续进行“紫外光下固化5～10min，再转移至130～140℃下干燥10～12h”，各层物料(物料A、物料B、物料C)能够相互交联，紧密结合，以保证窑炉材料具有较优异的力学强度。
[0029]本专利技术公开了一种耐高温耐锌腐蚀的窑炉材料的制备方法，工艺设计合理，方案配比适宜，制备得到的窑炉材料不仅强度高，耐高温、抗热震性能优异，同时抗侵蚀性能优异，耐锌腐蚀，具有较高的实用性。
具体实施方式
[0030]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]本实施例中，烯丙基酚醛树脂的制备步骤为：取苯酚和甲醛，按照摩尔比为1：0.9的用量混合，盐酸调节pH至2，95℃下保温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温耐锌腐蚀的窑炉材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)取甲基双(二甲基烯丙基硅氧基)氢硅烷和氯铂酸，氮气环境下搅拌均匀，50～60℃反应至无硅氢键时反应结束，加入乙醚溶解，乙腈沉淀，得到支化硅烷聚合物；取熔铸锆刚玉颗粒、氧化铬颗粒、氧化铬细粉、氧化铝细粉、氧化锆细粉、电熔铬纱混合配料，搅拌共混5～10min，得到基础坯料；(2)取1/3质量份的基础坯料，加入结合剂和光引发剂，混合3～5min，得到物料A；物料A中所述结合剂为烯丙基酚醛树脂；取1/3质量份的基础坯料，加入结合剂和光引发剂，混合3～5min，得到物料B；物料B中所述结合剂包括甲基双(二甲基烯丙基硅氧基)氢硅烷、烯丙基酚醛树脂复配；取1/3质量份的基础坯料，加入结合剂和光引发剂，混合3～5min，得到物料C；物料C中所述结合剂为支化硅烷聚合物；(3)取物料A、物料B、物料C，先在模具中以物料C铺设外层，在外层上表面铺设物料B形成中间层，再在中间层上铺设物料A形成内层，接着再依次铺设物料B、物料C，以形成中间层和外层，紫外光下固化5～10min，再转移至130～140℃下干燥10～12h，得到砖坯；将砖坯转移至窑中烧结，得到所述窑炉材料。2.根据权利要求1所述的一种耐高温耐锌腐蚀的窑炉材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述基础坯料各组分原料包括：以质量计，熔铸锆刚玉颗粒60～65份、氧化铬颗粒4～6份、氧化铬细粉1～2份、氧化铝细粉6～7份、氧化锆细粉4～5份、电熔铬纱8～10份。3.根据权利要求1所述的一种耐高温耐锌腐蚀的窑炉材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，物料A、物料B、物...

【专利技术属性】
技术研发人员：石建军，程力，崔宇岑，崔宇凯，
申请(专利权)人：江阴长源机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：