一种六钛酸钾包覆三氧化二铝耐火砖的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开一种六钛酸钾包覆三氧化二铝耐火砖的制备方法，包括以下步骤：采用六钛酸钾浆液对三氧化二铝耐火砖进行表面涂覆，对涂覆六钛酸钾浆液的三氧化二铝耐火砖进行烘干处理，六钛酸钾的固含量为5

【技术实现步骤摘要】
一种六钛酸钾包覆三氧化二铝耐火砖的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及耐火材料的
，具体涉及一种六钛酸钾包覆三氧化二铝耐火砖的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]耐火砖适合用于转炉、钢包、熔融还原炉等熔融金属容器的内衬，或者高炉放液口填料，安装于连续铸造设备的等，以及非铁金属用熔融炉坩埚等。现有的耐火砖用组合物成形而制造耐火砖时，难以将耐火骨料通过黏合剂高强度地结合。于是，存在耐火砖被加热至高温时发生爆裂或龟裂等关于热冲击的问题，或者存在压缩强度等耐火砖的强度不足的问题。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的提供一种六钛酸钾包覆三氧化二铝耐火砖的制备方法及其应用，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
[0004]为实现上述目的，一方面，本专利技术提供的一种六钛酸钾包覆三氧化二铝耐火砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0005]采用六钛酸钾浆液对三氧化二铝耐火砖进行表面涂覆，对涂覆六钛酸钾浆液的三氧化二铝耐火砖进行烘干处理，所述六钛酸钾的固含量为5
‑
25％，所述六钛酸钾在XRD图谱的2θ角度位置为11.4
±
0.3
°
、13.78
±
0.3
°
、29.46
±
0.3
°
以及30.06
±
0.3
°
处具有特征衍射峰，2θ角度为11.4
±
0.3
°
和13.78
±
0.3
°
的衍射峰的峰强均小于2θ角度为29.46
±
0.3
°
和30.06
±
0.3
°
的衍射峰的峰强。
[0006]在一些实施方式中，采用浸渍处理在所述三氧化二铝耐火砖上涂覆六钛酸钾浆液，所述浸渍时间为3～4h，获得六钛酸钾包覆三氧化二铝耐火砖。
[0007]在一些实施方式中，所述浸渍后，烘干处理的温度为70～80℃，烘干处理的时间为20～24h。
[0008]在一些实施方式中，所述六钛酸钾通过以下步骤制备而成：
[0009]将含钛原料、含钾原料、石墨烯、PVP以及聚乙二醇水溶液在室温下搅拌12h，形成均匀且具有一定粘度的混合溶液；
[0010]将所述混合溶液转移到静电纺丝容器盒中，在30
‑
50mm/min的扫速下进行纺丝，电压设定为20
‑
30kV，空气湿度保持在30％RH，调整纺丝距离为15cm，得到六钛酸钾纤维；
[0011]将所述六钛酸钾纤维在空气气氛下进行预氧化处理，在600
‑
800
°
下高温煅烧20
‑
120min，得到所述六钛酸钾。
[0012]在一些实施方式中，所述混合溶液的粘度为2000～4000mPa
·
S。
[0013]在一些实施方式中，所述聚乙二醇水溶液中聚乙二醇的质量百分比浓度为1％
‑
10％。
[0014]在一些实施方式中，含钛原料和含钾原料按照TiO2︰K2O＝4～7的摩尔比混合均匀。
[0015]在一些实施方式中，所述含钛原料为偏钛酸，所述含钾原料为硫酸钾。
[0016]在一些实施方式中，所述混合溶液中，所述混合溶液中，所述含钛原料和含钾原料的质量浓度为8
‑
15％，所述石墨烯的质量浓度为1
‑
3％，所述PVP的质量浓度为3
‑
7％，所述聚乙二醇水溶液的质量浓度为75
‑
88％。
[0017]另一方面，本专利技术提供上述方法得到的六钛酸钾包覆三氧化二铝耐火砖作为耐火材料的应用。
[0018]与现有技术对比，本专利技术的有益效果在于：
[0019]本申请通过静电纺丝过程中加入石墨烯，加入的石墨烯包裹住活性面(2 00)面和(
‑
2 0 1)，使得生成的六钛酸钾2θ角度为11.4
±
0.3
°
和13.78
±
0.3
°
的衍射峰的峰强均小于2θ角度为29.46
±
0.3
°
和30.06
±
0.3
°
的衍射峰的峰强。
[0020]将上述结构六钛酸钾浆包覆液三氧化二铝耐火砖，能够改变三氧化二铝耐火砖的结构，并减小三氧化二铝耐火砖内部孔隙直径。且当表面涂覆的六钛酸钾浆液的固含量为10％时，三氧化二铝耐火砖的横向和纵向抗张强度提升至51.3MPa和94.4MPa。此外，涂覆了固含量为10％的六钛酸钾浆液的三氧化二铝耐火砖导热系数降低为0.32W/m
·
K。表面涂覆六钛酸钾浆液后的三氧化二铝耐火砖力学性能和导热系数优异，能够满足三氧化二铝耐火砖在更高温度环境中的应用，进一步拓宽了三氧化二铝耐火砖的应用领域。
附图说明
[0021]图1为本专利技术一实施例中得到的一种六钛酸钾包覆三氧化二铝耐火砖的XRD图；
[0022]图2为本专利技术一实施例中得到的一种六钛酸钾包覆三氧化二铝耐火砖表面的SEM图；
[0023]图3为本专利技术一实施例中得到的一种六钛酸钾包覆三氧化二铝耐火砖表面的SEM图；
[0024]图4为本专利技术一对比例中得到的一种六钛酸钾包覆三氧化二铝耐火砖的XRD图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述说明。
[0026]实施例1：
[0027]将含6.9g的偏钛酸和3.1g的硫酸钾、2g石墨烯、4g的PVP以及84g的聚乙二醇水溶液在室温下搅拌12h，其中，形成均匀且具有一定粘度的混合溶液；
[0028]将所述混合溶液转移到静电纺丝容器盒中，在30
‑
50mm/min的扫速下进行纺丝，电压设定为20
‑
30kV，空气湿度保持在30％RH，调整纺丝距离为15cm，得到六钛酸钾纤维；
[0029]将所述六钛酸钾纤维在空气气氛下进行预氧化处理，在600
‑
800
°
下高温煅烧20
‑
120min，得到所述六钛酸钾；
[0030]所述六钛酸钾的XRD图如图1所示，所述六钛酸钾在XRD图谱的2θ角度位置为11.4
±
0.3
°
、13.78
±
0.3
°
、29.46
±
0.3
°
以及30.06
±
0.3
°
处具有特征衍射峰，2θ角度为11.4
±
0.3
°
和13.78
±
0.3
°
的衍射峰的峰强均小于2θ角度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六钛酸钾包覆三氧化二铝耐火砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用六钛酸钾浆液对三氧化二铝耐火砖进行表面涂覆，对涂覆六钛酸钾浆液的三氧化二铝耐火砖进行烘干处理，所述六钛酸钾的固含量为5
‑
25％，所述六钛酸钾在XRD图谱的2θ角度位置为11.4
±
0.3
°
、13.78
±
0.3
°
、29.46
±
0.3
°
以及30.06
±
0.3
°
处具有特征衍射峰，2θ角度为11.4
±
0.3
°
和13.78
±
0.3
°
的衍射峰的峰强均小于2θ角度为29.46
±
0.3
°
和30.06
±
0.3
°
的衍射峰的峰强。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用浸渍处理在所述三氧化二铝耐火砖上涂覆六钛酸钾浆液，所述浸渍时间为3～4h，获得六钛酸钾包覆三氧化二铝耐火砖。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浸渍后，烘干处理的温度为70～80℃，烘干处理的时间为20～24h。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述六钛酸钾通过以下步骤制备而成：将含钛原料、含钾原料、石墨烯、PVP以及聚乙二醇水溶液在室...

【专利技术属性】
技术研发人员：苟晓琳，吉文川，顾引侨，岳柱，韩枫，陆涵洋，邱梦茹，
申请(专利权)人：南京科技职业学院，
类型：发明
国别省市：