一種抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料及其制備方法，涂料由如下重量份的組分組成：粒度≤1mm的鎂砂和/或鎂橄欖石73～99重量份，石英砂0.1～15重量份，氨基磺酸0.2～4重量份，有機(jī)增塑劑0.1～3.0重量份，復(fù)合纖維0.5～5重量份，高效引氣劑0.02～0.25重量份，金屬鋁粉0.01～0.15重量份。本發(fā)明涂料的體積密度小、烘烤后耐壓強(qiáng)度高、低熔物少并且能夠有效地阻礙熔渣滲透，可以解決傳統(tǒng)輕質(zhì)涂料在施工、烘烤和使用方面存在的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及不定形耐火材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料及 其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 中間包涂料主要以鎂砂或鎂橄欖石為原料，為一次性使用產(chǎn)品，年消耗量非常大。 隨著鎂砂等耐火資源的日益枯竭、以及國(guó)家節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略的迫切需要，中間包涂料有逐漸 從重質(zhì)（1. 8?2. 4g/cm3)向輕質(zhì)（1. 2?I. 8g/cm3)方向發(fā)展的趨勢(shì)，具有明顯的節(jié)省用 料、抗爆裂性和保溫性能優(yōu)良等特點(diǎn)。然而，傳統(tǒng)的中間包輕質(zhì)涂料的孔隙率高、氣孔尺寸 大，產(chǎn)品的強(qiáng)度明顯偏低，施工或烘烤過(guò)程中極容易發(fā)生塌落現(xiàn)象，并且抗?jié)B效果很差。為 了進(jìn)一步增強(qiáng)涂料的粘附性和可塑性，提高涂層的結(jié)合強(qiáng)度，一般添加2?6wt%左右的硅 微粉、粘土、水泥、水玻璃、聚磷酸鹽或其復(fù)合物等。一旦高溫熔渣滲入涂層即可產(chǎn)生大量液 相，一方面導(dǎo)致涂層的耐火度大幅降低，抗侵蝕性變差；另一方面導(dǎo)致涂層燒結(jié)嚴(yán)重，與永 久襯粘結(jié)出現(xiàn)解體困難，增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，也影響了中間包的正常周轉(zhuǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種體積密度小、烘烤后耐壓強(qiáng)度 高、低熔物少并且能夠有效地阻礙熔渣滲透的抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料，并且提供一種抗 滲透型中間包輕質(zhì)涂料的制備方法，解決傳統(tǒng)輕質(zhì)涂料在施工、烘烤和使用方面存在的問(wèn) 題。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種抗?jié)B透型中間包 輕質(zhì)涂料，由如下重量份的組分組成：粒度< Imm的鎂砂和/或鎂橄欖石73?99重量份， 石英砂0. 1?15重量份，氨基磺酸0. 2?4重量份，有機(jī)增塑劑0. 1?3. 0重量份，復(fù)合纖 維0· 5?5重量份，高效引氣劑0· 02?0· 25重量份，金屬鋁粉0· 01?0· 15重量份。
[0005] 上述抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料，所述鎂砂和/或鎂橄欖石的顆粒級(jí)配組成為： 粒度大于〇· 5mm且小于或等于Imm的顆粒為15?30wt %，粒度大于0· 2mm且小于或等 于0· 5mm的顆粒為10?25wt %，粒度大于0· 088mm且小于或等于0· 2mm的顆粒為10? 25wt%，粒度小于或等于0. 088mm的顆粒為20?35wt%。
[0006] 上述抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料，所述鎂砂中MgO的重量百分含量大于或等于 91wt%;在所述的鎂橄欖石中：CaO和Al 2O3總的重量百分含量小于或等于Iwt%,K2O和Na2O 總的重量百分含量小于或等于0. Iwt%，灼減LOI小于或等于5. Owt%。
[0007] 上述抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料，所述石英砂為普通石英、精制石英和熔融石英中 的一種或多種。
[0008] 上述抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料，所述石英砂的顆粒級(jí)配組成為：粒度大于0. 2mm 且小于或等于〇. 5mm的顆粒為10?50wt%、粒度大于0. 088mm且小于或等于0. 2mm的顆粒 為10?50wt%、粒度小于或等于0. 088mm的顆粒為25?80wt%。
[0009] 上述抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料，在所述氨基磺酸中：粒度小于或等于0. 045mm的 顆粒重量百分比大于或等于95wt %。
[0010] 上述抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料，所述有機(jī)增塑劑為淀粉、糊精、丙烯酰胺、木質(zhì)素 磺酸鈉和羧甲基纖維素中的一種或多種。
[0011] 上述抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料，所述復(fù)合纖維為紙纖維、有機(jī)纖維和無(wú)堿短切玻 璃纖維中的任意兩種或三種。
[0012] 復(fù)合纖維中含有紙纖維，可以降低涂料的體密、增加涂料的可施工性，及提高涂料 的透氣性能。缺點(diǎn)是隨著紙纖維的增加，涂料的加水量變高，給施工、烘烤及使用帶來(lái)一系 列問(wèn)題。
[0013] 復(fù)合纖維中也可含有機(jī)纖維，主要是利用其低熔點(diǎn)或低軟化點(diǎn)，在較低溫度下即 可燒除或收縮，從而提供透氣通道，防止涂層烘烤時(shí)產(chǎn)生爆裂現(xiàn)象。
[0014] 復(fù)合纖維中也可含短切無(wú)堿玻璃纖維，主要作用和引氣劑配合，進(jìn)一步降低涂料 體密，同時(shí)形成網(wǎng)狀連接，提高涂層強(qiáng)度。
[0015] 上述抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料，所述的高效引氣劑為天然非離子型茶皂素、松香 熱聚物、十二烷基苯磺酸鈉和十二烷基硫酸鈉中的一種或多種。
[0016] 一種抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料的制備方法，包括如下步驟：
[0017] (1)準(zhǔn)備原料：粒度彡Imm的鎂砂和/或鎂橄欖石73?99重量份，石英砂0. 1? 15重量份，氨基磺酸0. 2?4重量份，有機(jī)增塑劑0. 1?3. 0重量份，復(fù)合纖維0. 5?5重 量份，高效引氣劑〇. 02?0. 25重量份，金屬鋁粉0. 01?0. 15重量份；
[0018] (2)在鎂砂和/或鎂橄欖石主原料中加入復(fù)合纖維，在強(qiáng)制攪拌機(jī)中強(qiáng)力攪拌5? IOmin消除纖維抱團(tuán)；
[0019] (3)再依次加入石英砂、氨基磺酸、有機(jī)增塑劑、高效引氣劑和金屬鋁粉混碾10? 15min ；
[0020] (4)現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)直接兌入步驟（1)中原料總質(zhì)量的20?30wt%的水?dāng)嚢杈鶆蚝?人工涂抹或機(jī)器噴涂，也可根據(jù)需要配合其它涂料里外復(fù)合施工。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0022] (1)將氨基磺酸細(xì)粉取代傳統(tǒng)的硅微粉、粘土、水泥、水玻璃、聚磷酸鹽等作為中間 包輕質(zhì)涂料的結(jié)合劑。該酸加水?dāng)嚢韬蠹纯伤查g溶解，并與鎂砂細(xì)粉反應(yīng)生成具有強(qiáng)烈膠 結(jié)作用的Mg(OH) 2和MgSO4 :
[0023] NH2S03H+H20+2Mg0 - MgS04+Mg (OH) 2+NH3
[0024] 再輔以有機(jī)增塑劑等增強(qiáng)涂料的施工性能。涂層的硬化速度快，養(yǎng)護(hù)和烘烤后耐 壓強(qiáng)度達(dá)IOMPa以上，遠(yuǎn)高于一般輕質(zhì)涂料。中高溫烘烤后，有機(jī)增塑劑被燒除，而Mg(OH) 2 和MgSO4則均分解為活性的MgO,有助于提高涂層的中高溫強(qiáng)度而不引入低熔相。
[0025] (2)石英砂以不同顆粒級(jí)配加入涂料中，在中間包鋼水平均澆注溫度（1520? 1580°C )條件下，通過(guò)原位形成含SiO2的高粘度相、與鎂砂反應(yīng)產(chǎn)生0?I. 2wt %的體積 膨脹以及捕獲熔渣中的CaO生成高熔點(diǎn)相等方式，在涂料表層原位形成約IOmm的反應(yīng)致密 層，以阻礙高溫熔渣的進(jìn)一步滲透，而該層至永久襯之間的涂料則呈現(xiàn)完全不燒結(jié)狀態(tài)。根 據(jù)鋼種冶煉的需要，該涂料也可配合其它涂料如重質(zhì)鎂質(zhì)涂料、鎂鈣質(zhì)涂料進(jìn)行里外復(fù)合 施工。相比傳統(tǒng)中間包輕質(zhì)涂料，產(chǎn)品的耐燒結(jié)性能和解體性能更加優(yōu)良，使用壽命更長(zhǎng)。
[0026] (3)與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明涂料的體密低、強(qiáng)度高、低熔物少，高溫熔渣滲入輕質(zhì) 涂料后，可在表層原位形成約IOmm的反應(yīng)致密層，以阻礙熔渣的進(jìn)一步滲透，而該層至永 久襯之間的涂料則呈現(xiàn)完全不燒結(jié)狀態(tài)。相比傳統(tǒng)中間包輕質(zhì)涂料，產(chǎn)品的耐燒結(jié)性能和 解體性能更加優(yōu)良，使用壽命更長(zhǎng)。
[0027] (4)金屬鋁粉的作用：施工時(shí)，中間包永久襯的溫度較高，普遍在110 - 300°C之 間，涂料到達(dá)施工面后將立即產(chǎn)生大量的水蒸氣，如不能及時(shí)排出，將會(huì)造成涂料嚴(yán)重塌 落，影響涂層質(zhì)量和施工進(jìn)度。本發(fā)明由于在涂料中加入了金屬鋁粉，施工現(xiàn)場(chǎng)向涂料中加 入水之后，鋁粉與涂料中的水持續(xù)不斷地發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氣體，并從涂料中逸出，使得涂料內(nèi) 部形成很多微細(xì)通道，利于水蒸氣排出；當(dāng)涂料到達(dá)永久襯表面后，受熱狀態(tài)下金屬鋁粉與 水的反應(yīng)速度更快，增加了水汽的排除速度，有效地防止了涂層塌落等，同時(shí)，金屬鋁粉與 水反應(yīng)會(huì)放出熱量，可進(jìn)一步加快涂料層的干燥和硬化速率，加快施工進(jìn)程。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 實(shí)施例1-實(shí)施例7中的抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料的制備方法，包括如下步驟：
[0029] (1)實(shí)施例1-實(shí)施例7按照表1準(zhǔn)備原料；
[0030] (2)在鎂砂和/或鎂橄欖石主原料中加入復(fù)合纖維，在強(qiáng)制攪拌機(jī)中強(qiáng)力攪拌5? IOmin消除纖維抱團(tuán)；
[0031] (3)再依次加入石英砂、氨基磺酸、有機(jī)增塑劑、高效引氣劑和金屬鋁粉混碾10? 15min ；
[0032] (4)現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)直接兌入步驟（1)中原料總質(zhì)量的25wt%的水?dāng)嚢杈鶆蚝笕斯ね?抹或機(jī)器噴涂，也可根據(jù)需要配合其它涂料里外復(fù)合施工。
[0033] 表1實(shí)施例1至實(shí)施例7的涂料中各組分配比
[0034]

【權(quán)利要求】
1. 一種抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料，其特征在于，由如下重量份的組分組成：粒度< 1_ 的鎂砂和/或鎂橄欖石73?99重量份，石英砂0. 1?15重量份，氨基磺酸0. 2?4重量 份，有機(jī)增塑劑〇. 1?3. 0重量份，復(fù)合纖維0. 5?5重量份，高效引氣劑0. 02?0. 25重 量份，金屬鋁粉〇. 01?〇. 15重量份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料，其特征在于：所述鎂砂和/ 或鎂橄欖石的顆粒級(jí)配組成為：粒度大于〇. 5mm且小于或等于Imm的顆粒為15?30wt %， 粒度大于〇. 2mm且小于或等于0. 5mm的顆粒為10?25wt %，粒度大于0. 088mm且小于或等 于0. 2mm的顆粒為10?25wt %，粒度小于或等于0. 088mm的顆粒為20?35wt %。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料，其特征在于：所述鎂砂中MgO 的重量百分含量大于或等于91wt% ;在所述的鎂橄欖石中：CaO和Al2O3總的重量百分含量 小于或等于Iwt %，K2O和Na2O總的重量百分含量小于或等于0. Iwt %，灼減LOI小于或等 于 5. Owt %。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料，其特征在于：所述石英砂為 普通石英、精制石英和熔融石英中的一種或多種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料，其特征在于：所述石英砂的 顆粒級(jí)配組成為：粒度大于〇? 2mm且小于或等于0? 5mm的顆粒為10?50wt%、粒度大于 0? 088mm且小于或等于0? 2mm的顆粒為10?50wt %、粒度小于或等于0? 088mm的顆粒為 25 ?80wt%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料，其特征在于：在所述氨基磺 酸中：粒度小于或等于〇. 〇45mm的顆粒重量百分比大于或等于95wt %。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料，其特征在于：所述有機(jī)增塑 劑為淀粉、糊精、丙烯酰胺、木質(zhì)素磺酸鈉和羧甲基纖維素中的一種或多種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料，其特征在于：所述復(fù)合纖維 為紙纖維、有機(jī)纖維和無(wú)堿短切玻璃纖維中的任意兩種或三種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料，其特征在于：所述的高效引 氣劑為天然非離子型茶皂素、松香熱聚物、十二烷基苯磺酸鈉和十二烷基硫酸鈉中的一種 或多種。
10. -種抗?jié)B透型中間包輕質(zhì)涂料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 準(zhǔn)備原料：粒度< Imm的鎂砂和/或鎂橄欖石73?99重量份，石英砂0. 1?15重 量份，氨基磺酸〇. 2?4重量份，有機(jī)增塑劑0. 1?3. 0重量份，復(fù)合纖維0. 5?5重量份， 高效引氣劑〇. 02?0. 25重量份，金屬鋁粉0. 01?0. 15重量份； (2) 在鎂砂和/或鎂橄欖石主原料中加入復(fù)合纖維，在強(qiáng)制攪拌機(jī)中強(qiáng)力攪拌5? IOmin消除纖維抱團(tuán)； (3) 再依次加入石英砂、氨基磺酸、有機(jī)增塑劑、高效引氣劑和金屬鋁粉混碾10? 15min ； (4) 現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)直接兌入步驟（1)中原料總質(zhì)量的20?30wt%的水?dāng)嚢杈鶆蚝笕斯?涂抹或機(jī)器噴涂，也可根據(jù)需要配合其它涂料里外復(fù)合施工。
【文檔編號(hào)】C04B35/66GK104311076SQ201410537990
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】陳昌平, 宋世鋒, 王文學(xué), 孫榮海 申請(qǐng)人:濮陽(yáng)濮耐高溫材料（集團(tuán)）股份有限公司