一種基于磷酸鋁粘結劑的熱絕緣和導熱混凝土（變化）的制作方法
【專利摘要】本發明涉及耐火材料行業，尤其涉及一種基于磷酸鋁粘結劑的剛玉和碳化硅高強度、非導電耐火產品的生產。本發明的目的是提供一種基于磷酸鹽粘結劑的、具有高強度性能的阻熱和導熱性能的混凝土，是所述混凝土能夠用于建筑物和高溫下使用的建筑材料。根據第一種變化，所述基于磷酸鋁粘結劑的阻熱混凝土，包括磷酸鹽粘結劑以及混合料，其中，濃度65-75%的正磷酸作為磷酸鹽粘結劑；不同部分的25A級電熔剛玉混合物作為所述化合物。根據第二種變化，所述基于磷酸鋁粘結劑的熱導混凝土，其包括磷酸鹽粘結劑以及混合料，其中濃度65-75%的正磷酸作為磷酸鹽粘結劑；220部分的25A級電熔剛玉混合物和53C級碳化硅混合物作為額外混合物。技術效果是得到高強度性能，是所述混凝土能用于建筑和在高溫條件下使用的建筑材料。
【專利說明】一種基于磷酸鋁粘結劑的熱絕緣和導熱混凝土 (變化)【技術領域】
[0001]本發明涉及耐火材料行業，尤其是基于磷酸鋁粘結劑的剛玉和碳化硅混凝土制成的高強度、非導電耐火產品。
【背景技術】
[0002]俄羅斯聯邦專利N0.2365561 (申請日 2007.12.11，
【公開日】 2009.08.27，IPCC 04B 35/10)公開了如下的組合物，用于生產耐火隔熱材料和產品的基體，包括基于磷酸鋁的粘結劑和配料混合物，其中，所述配料混合物為的耐火填料混合物的形式，耐火填料選自氧化鋁、鋁硅酸鹽以及一種或兩種鎂、鐵、硅的復合氧化物和鋁的復合氧化物(蛭石、珍珠巖)組成的組，所述基體選自如下混合比例的組:配料:35-85 ;磷酸鹽懸浮物:15-65。基于鋁硼磷酸鹽或基于鋁鉻磷酸鹽的粘結劑中，含有占懸浮液重量百分比為0.1-15%、粒徑大小為0.125-0 mm的耐火鋁硅酸鹽顆粒，配料混合物比例為:含珍珠巖的耐火填充料混合物的重量百分比分別為1.0和0.04-4.0 ;含蛭石的耐火填充料混合物的重量份分別為1.0和0.05-2.5 ;含珍珠巖、蛭石的耐火填充料混合物的重量份為:耐火填充料為1.0，珍珠巖為3.95-0.05，蛭石為 0.05-2.45。
[0003]該組合物的缺點:
一當混合物燃燒時，磷酸鋁鹽基粘結劑總是會生成如鉻、硼的低溫物質，導致污染產品和襯里。
[0004]一根據與磷酸鹽結合劑的化學反應條件，鋁硅酸鹽和鋁氧化物屬于不同的組，并且大大降低了所生成的結晶鋁磷酸鹽組成的粘結劑的性能。
[0005]俄羅斯聯邦專利N0.2365562 (申請日 2007.07.13，
【公開日】 2009.08.27，IPCC 04 B 35/66, C 04 B 35/103)公開了如下的組合物:耐火材料包括如下重量百分比的成分:石墨5+8 ;磷酸鹽塑化劑5+10 ;由白剛玉、火泥組成的顆粒大小小于63 μ M的粒狀耐火材料填充物4+25 ;有機纖維0.05+0.15 ;碳鉻鐵的廢棄物2 + 6 ;顆粒大小為6 + 0.5mm的、由白剛玉、碳化硅或粘土組成的粒狀填充料為剩余部分。
[0006]該發明的耐火混合物有以下的缺點:石墨和有機纖維的存在，提高了混合物在后續燃燒中產生的孔隙率，由于與填充材料的密度不同，從而大幅降低了混合物的均勻程度。在混合物的燃燒過程中，其燃燒的殘留廢棄物造成污染，并增加了導熱性和導電性。
[0007]包括電熔剛玉、碳化硅和鋁硅酸鹽的顆粒填充料組合物不能達到阻燃、熱導和強度的性能要求。
[0008]俄羅斯聯邦專利N0.2245864 (申請日2003年7月9日，
【公開日】2005年2月10日，IPC C04B35 / 106)描述了一種被選為這類研究課題樣本的組合物:在制備配料的過程中，電熔剛玉填充料球型顆粒的表面被占磷酸鹽粘結劑總重量0.5-1.0%的油酸和硬脂酸潤濕。在混合的過程中，磷酸鹽粘結劑以及含有如下組分的細粉互磨混合物:wt%，Al2O347-80、與ZrO2-SiO2 20-53，按照在配料混合物中如下組分離散地復合，wt%:
電熔剛玉填充料50-70 ；細粉互磨的混合物30-50 ；
在100%基礎上，磷酸鹽粘結劑5-10。[0009]坯件部分被空氣硬化，配料混合物均質化、在鋯石精礦分解溫度下燃燒、溫度保持在1100-900° C條件下的等溫過程中冷卻。電熔剛玉填充料部分的組分粒徑為0.1-3 mm。細粉互磨的混合物顆粒粒徑為0.002-0.005 _。磷酸作為磷酸鹽粘結劑。
[0010]該組合物的缺點:細粉骨料中存在的ZrO2-SiO2，其中和了磷酸，大大降低了強度。
【具體實施方式】
[0011]本發明的目的是提供基于磷酸鋁粘結劑的、具有高強度特性的、制成某種形狀的絕熱和導熱的混凝土，使所述混凝土可用于在高溫環境下使用的建筑物和建筑材料。
[0012]本發明技術的結構是高強度特性，使混凝土能夠作為在高溫下操作的建筑和建筑材料。
[0013]本發明所述的目的通過使用基于磷酸鋁粘結劑的絕熱混凝土實現，所述粘結劑包括磷酸鹽粘結劑以及一種混合物，根據第一種變化。使用濃度為65-75%的正磷酸作為磷酸鹽粘結劑，不同配比的的25A級電熔剛玉混合物用作所述混合物，按照如下組分比例混合，參照 FEPA 32GB 1971，wt%:
——對于剛玉熱絕緣混凝土，使用了如下的組合物，參照FEPA 32GB 1971，wt%:
-25A 級的電熔剛玉:-20 部分(fraction), 28-36 wt% ；
-46 部分，22-24 wt% ；
-80 部分，15-20 wt% ；
-220 部分，25-35 wt% ；
——濃度為70%的正磷酸，10-12 (在100wt%的基礎上增加)wt%。
[0014]25A級電熔剛玉——粒徑范圍為630-1600Mm，優選為1000_1250Mm，符合FEPA——F20 ；
25A級電熔剛玉——粒徑范圍為200-500Mm，優選為315_400Mm，符合FEPA——F46 ； 25A級電熔剛玉——粒徑范圍為100-250Mm，優選為160_200Mm，符合FEPA——F80 ； 25A級電熔剛玉——粒徑范圍為28-80Mm，優選為50_63Mm，符合FEPA——F220。
[0015]本發明所述目的通過使用基于磷酸鋁粘結劑的熱導混凝土來實現，所述磷酸鋁粘結劑包括磷酸鹽粘結劑以及本發明第二個變化中的混合物，其中，所述的磷酸鹽粘結劑為濃度65-75%的正磷酸；220份的25A級的電熔剛玉混合物和53C級的碳化硅混合物被用于額外混合物，其組分混合比例如下，參照FEPA 32GB 1971，wt%:
—對于53C級的碳化硅的熱導混凝土的混合比例如下，折射率的標準參照FEPA32GB 1971, wt%:
25A級電熔剛玉，220部分，25-35 wt% ；
53C級碳化硅，20部分，32-36 wt% ；
53C級碳化娃,46部分，18-24 wt% ；
53C級碳化硅，80部分，15-20 wt% ；
——濃度為70%的正磷酸，(在100wt%的基礎上增加)10-12wt%。
[0016]25A級電熔剛玉——粒徑為28-80Mm，優選為50_63Mm，符合FEPA——F220 ；53C級碳化硅——粒徑為1250-1000Mm，符合FEPA——F20 ；
53C級碳化硅——粒徑為500-315Mm，符合FEPA——F46 ；
53C級碳化硅——粒徑為200-160Mm，符合FEPA——F80。
[0017]制備基于磷酸鋁粘結劑的混凝土的方法與所有要求保護的組合物相同。填充料混合物包括所述的部分和濃度為70%的正磷酸，混合至均勻，然后填充滿模具。經過低溫燒結，制成基于磷酸鋁粘結劑的強耐火混凝土產品，其中磷酸鋁粘結劑由結晶的磷酸鋁制成。
[0018]表1為熱絕緣非導體剛玉混凝土，+1000° C下的混凝土數據。
[0019]表2為導熱非導體混凝土，+1000° C下的混凝土數據。
[0020]混凝土的組成成分是其熱性能、強度的主要決定因素，其性能取決于混合物主體中的填充料顆粒的堆積密度。對于基于磷酸鋁粘結劑的剛玉混凝土相同的阻燃性(表1)，組合物I的熱絕緣混凝土，對于耐火材料來講，的期望強度最小，孔隙率大小居中，導熱性最好。組合物3的阻熱混凝土顯示出包括更高的孔隙率的突出的特征。組合物2混凝土的熱性能和強度特性是接近最佳的。他們顯示出高阻燃性、最大強度以及最小的導熱性和孔隙率。
[0021]根據組合物的不同，基于磷酸鋁粘結劑的碳化硅組合物顯示出相似的特性(表2)。在相同的阻燃性條件下，組合物I中的混凝土具有更低的強度和更低導熱性。組合物3中的混凝土顯示出類似的特性。組合物2中的混凝土的熱性能和強度特性在接近最佳。他們顯示出高阻燃性、最高的強度和導熱性、以及最小的孔隙率。
[0022]表1，阻熱非導體剛玉混凝土的性能測試 __
【權利要求】
1.一種基于磷酸鋁粘結劑的熱絕緣混凝土，包括磷酸鹽粘結劑以及一種混合物，其中，濃度65-75%的正磷酸用作磷酸鹽粘結劑；不同部分的25A級電熔剛玉混合物作為所述化合物，其組分混合比例如下，參照FEPA 32GB 1971，wt%:
電熔剛玉，20部分，28-36 wt% ； 電溶剛玉，46部分,22-24 wt% ； 電熔剛玉，80部分，15-20 wt% ； 電熔剛玉，220部分，25-35 wt% ； 正磷酸，在100wt%的基礎上增加10-12。
2.根據第二種變化，一種基于磷酸鋁粘結劑的熱導混凝土，包括磷酸鹽粘結劑以及一種混合物，其中濃度65-75%的正磷酸用作磷酸鹽粘結劑；220部分的25A級的電熔剛玉混合物和53C級的碳化硅混合物用作額外混合物，其組分混合比例如下，參照FEPA 32GB.1971，wt%: 25A級電熔剛玉，200部分，25-35 wt% ； 53C級碳化硅，20部分，32-36 wt% ； 53C級碳化娃,46部分，18-24 wt% ； 53C級碳化硅，80部分，15-20 wt% ； 正磷酸，在100wt%的基礎上增加10-12。
【文檔編號】C04B35/101GK103492342SQ201280016775
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年4月2日 優先權日:2011年4月5日
【發明者】謝爾蓋·德米季里維奇·阿爾費耶夫, 瓦里列·阿爾托利耶維奇·波利亞科夫 申請人:匹克拉瑪股份公司