專利名稱：一種高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合耐火保溫材料技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及一種高強度鎂橄欖石質(zhì) 保溫材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的用于高溫工業(yè)熱工設(shè)備特別是有色金屬和鋼鐵冶煉、水泥和玻璃生 產(chǎn)設(shè)備的輕質(zhì)保溫材料，如氧化鋁空心球材料、輕質(zhì)高鋁材料、輕質(zhì)鎂橄欖石 保溫材料、輕質(zhì)粘土、硅藻土材料等，在這些設(shè)備的生產(chǎn)過程中的熱量損失較 大，因而對周圍環(huán)境的熱污染亦較嚴重，不僅浪費能源，且影響生產(chǎn)操作環(huán)境 和條件。因此，研究和開發(fā)具有強度高、體積密度低、耐高溫性能和熱穩(wěn)定性 能優(yōu)良的用于工業(yè)熱工設(shè)備特別是有色金屬和鋼鐵冶煉、水泥和玻璃生產(chǎn)設(shè)備 用新型輕質(zhì)保溫材料是技術(shù)人員所關(guān)注的問題。
鎂橄欖石材料具有高熔點、高強度、高化學穩(wěn)定性、低導(dǎo)熱系數(shù)。目前， 生產(chǎn)鎂橄欖石輕質(zhì)材料的方法有除了傳統(tǒng)的發(fā)泡法、有機物(包括木屑、焦 炭等)燒失成孔法制備鎂橄欖石輕質(zhì)材料以外，其他類似研究局限于采用菱鎂 粉、石英粉和二氧化硅微粉為原料的發(fā)泡法(李楠. 一種方鎂石-橄欖石輕質(zhì)保
溫耐火材料及其生產(chǎn)方法，ZL200410013258.O和原位分解方法(胡莉敏，李 楠.原位分解制備高強度輕質(zhì)鎂橄欖石材料.耐火材料.2005， 39[4]: 283-285)，
由于上述方法制備的鎂橄欖石質(zhì)保溫材料，沒有直接利用我國豐富的鎂橄欖石 資源。因而成本較高，工業(yè)化程度不高，其性能也受到影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種原料資源豐富、生產(chǎn)成本低和易于工業(yè)化生產(chǎn)的 高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料的制備方法。用該方法制備的高強度鎂橄欖石質(zhì)保 溫材料性能優(yōu)良、使用壽命長。
為實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是先將20 70 wty。的碳酸鹽 粉和30 80 wt。/。的鎂橄欖石原礦粉混合，外加上述混合物3 10 wt。/。的結(jié)合劑，
3攪拌5 25分鐘，壓制成型，在60 110'C條件下干燥12 36小時或在室內(nèi)自然 干燥24 48小時；然后在800 1400°Cx2 6小時條件下空氣中燒成，自然冷 卻后用水浸泡24 48小時，再在60 110。C條件下干燥12~36小時或在室內(nèi)自 然干燥24 48小時制得高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料。
其中碳酸鹽粉為碳酸鈉粉、碳酸鉀粉、碳酸鎂粉中的一種，其碳酸鹽粉 含量^80wt。/。，碳酸鹽的粒徑為0.1 0mm;鎂橄欖石原礦粉的氧化鎂含量^ 35 wt%，粒徑為0.1 0mm;結(jié)合劑為木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、亞硫酸紙漿 廢液、工業(yè)糊精粉、聚乙烯醇中的一種以上。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所用的碳酸鹽和鎂橄欖石原礦來源廣泛， 所制備的高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料是在材料內(nèi)部由碳酸鹽和鎂橄欖石原礦反 應(yīng)生成，燒結(jié)好、物相結(jié)合良好，有利于提高材料的性能。碳酸鹽分解時產(chǎn)生 的二氧化碳氣體原位生成微小氣孔，材料的體積密度低，導(dǎo)熱系數(shù)低，材料的
保溫性能好，同時材料的強度高，使用壽命長。
因此，本具體實施方式
具有原料資源豐富、生產(chǎn)成本低和易于工業(yè)化生產(chǎn) 的特點。所制備的高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料體積密度在0.7~1.8克/厘米3，不 僅性能優(yōu)良，且能延長使用壽命。所制備的高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料性能優(yōu) 良、使用溫度高、使用壽命長，適于溫度在130(TC以下的各種工業(yè)熱工設(shè)備特 別是有色金屬和鋼鐵冶煉、水泥和玻璃生產(chǎn)等高溫設(shè)備，可降低生產(chǎn)過程中的 熱量損失，減輕設(shè)備對周圍環(huán)境的熱污染，實現(xiàn)節(jié)能降耗。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明做進一步的描述，并非對本發(fā)明保護范圍 的限制。
為避免重復(fù)描述，對以下實施例所采用原料的理化性能指標統(tǒng)一描述如下-碳酸鹽粉為碳酸鈉粉、碳酸鉀粉、碳酸鎂粉中的一種，其碳酸鹽粉含量S 80 wt%， 粒徑為0.1 0mm;鎂橄欖石原礦粉的氧化鎂含量2 35wt。/。，粒徑為0.1 0mm。
實施例l
一種高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料的制備方法，先將20 25 wtn/。的碳酸鈉粉 和75 80 wt。/。的鎂橄欖石原礦粉混合，外加上述混合物3 7 wtn/。的木質(zhì)素磺酸
4鈣為結(jié)合劑，結(jié)合劑先溶化成水溶液后再用于配料，攪拌10 20分鐘，壓制成 型，在60 11(TC條件下干燥12~24小時；然后在800 900°Cx5 6小時條件下 空氣中燒成，自然冷卻后用水浸泡24 36小時，再在60 110'C條件下干燥 12~24小時制得高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料。 實施例2
一種高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料的制備方法，除結(jié)合劑為木質(zhì)素磺酸鈉外， 其余同實施例l。 實施例3
一種高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料的制備方法，先將25 30 wt。/。的碳酸鉀粉 和70 75 wt。/。的鎂橄欖石原礦粉混合，外加上述混合物7 10 wt。/。的工業(yè)糊精 粉為結(jié)合劑，結(jié)合劑先溶化成水溶液后再用于配料，攪拌15 25分鐘，壓制成 型，在60 110。C條件下干燥24 36小時；然后在900 1000。Cx4 5小時條件 下空氣中燒成，自然冷卻后用水浸泡36 48小時；再在60 11(TC條件下干燥 24 36小時制得高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料。
實施例4
一種高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料的制備方法，除結(jié)合劑為聚乙烯醇外，其 余同實施例3。 實施例5
一種高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料的制備方法，先將30 35 wtn/。的碳酸鎂粉 和65 70 wt。/。的鎂橄欖石原礦粉混合，外加上述混合物3 6 wt。/。的亞硫酸紙漿 廢液為結(jié)合劑，結(jié)合劑先溶化成水溶液后再用于配料，攪拌5 15分鐘，壓制 成型，在室內(nèi)自然干燥24 48小時；然后在1000 110(TCx3 4小時條件下空 氣中燒成，自然冷卻后用水浸泡36 48小時；再在室內(nèi)自然干燥24 48小時 制得高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料。
實施例6
一種高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料的制備方法，除結(jié)合劑為木質(zhì)素磺酸鈣和 木質(zhì)素磺酸鈉外，其余同實施例5。 實施例7一種高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料的制備方法，先將35 40 w^/。的碳酸鈉粉 和60 65 wt。/。的鎂橄欖石原礦粉混合，外加上述混合物5 7wt。/。的結(jié)合劑，攪 拌10 20分鐘，壓制成型，在室內(nèi)自然干燥24 48小時；然后在1100 1200°C x2 3小時條件下空氣中燒成，自然冷卻后用水浸泡36 48小時；再在室內(nèi)自 然干燥24 48小時制得高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料。
其中結(jié)合劑為工業(yè)糊精粉和亞硫酸紙漿廢液，先溶化成水溶液后再用于 配料。
實施例8
一種高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料的制備方法，除結(jié)合劑為工業(yè)糊精粉和聚 乙烯醇外，其余同實施例7。 實施例9
一種高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料的制備方法，先將40 45 wtn/。的碳酸鉀粉 和55 60wtn/。的鎂橄欖石原礦粉混合，外加上述混合物5 8wtn/。的結(jié)合劑，攪 拌15 25分鐘，壓制成型，在60 11(TC條件下干燥24 36小時；然后在1200 D0(TCx2 3小時條件下空氣中燒成，自然冷卻后用水浸泡36 48小時；再在 60 11(TC條件下干燥24~36小時制得高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料。
其中結(jié)合劑為木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉和工業(yè)糊精粉，先溶化成水 溶液后再用于配料。
實施例10
一種高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料的制備方法，除結(jié)合劑為木質(zhì)素磺酸鈣、 木質(zhì)素磺酸鈉、工業(yè)糊精粉和聚乙烯醇外，其余同實施例9。
實施例11
一種高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料的制備方法，先將45 50 wtM的碳酸鎂粉 和50 55 wt。/。的鎂橄欖石原礦粉混合，外加上述混合物3 6 wt。/。的亞硫酸紙漿 廢液為結(jié)合劑，結(jié)合劑先溶化成水溶液后再用于配料，攪拌5 15分鐘，壓制 成型，在室內(nèi)自然干燥24 48小時；然后在1300 1400。Cx2 3小時條件下空 氣中燒成，自然冷卻后用水浸泡36 48小時；再在室內(nèi)自然干燥24 48小時 制得高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料。
6實施例12
一種高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料的制備方法，先將50 55 wtM的碳酸鎂粉 和45 50 wt。/。的鎂橄欖石原礦粉混合，外加上述混合物3 6 wt。/。的木質(zhì)素磺酸 鈣和木質(zhì)素磺酸鈉為結(jié)合劑，結(jié)合劑先溶化成水溶液后再用于配料，攪拌5 15 分鐘，壓制成型，在室內(nèi)自然干燥24 48小時；然后在1200 130(TCx3 4小 時條件下空氣中燒成，自然冷卻后用水浸泡36 48小時；再在室內(nèi)自然干燥24 48小時制得高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料。
實施例13
一種高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料的制備方法，先將55 60 wt。/a的碳酸鉀粉 和40 45 wt。/。的鎂橄欖石原礦粉混合，外加上述混合物3 5wty。的結(jié)合劑，攪 拌15 25分鐘，壓制成型在60 110'C條件下干燥24 36小時；然后在1200 1300°Cx2 3小時條件下空氣中燒成，自然冷卻后用水浸泡36 48小時；再在 60 110'C條件下干燥24 36小時制得高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料。
其中結(jié)合劑為木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、亞硫酸紙漿廢液和工業(yè)糊 精粉，先溶化成水溶液后再用于配料。
實施例14
一種高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料的制備方法，先將60 65 wt。/。的碳酸鉀粉 和35 40wt。/。的鎂橄欖石原礦粉混合，外加上述混合物3 5wt。/。的結(jié)合劑，攪 拌15 25分鐘，壓制成型，在60 110"C條件下干燥24~36小時；然后在1200 1300°Cx2 3小時條件下空氣中燒成，自然冷卻后用水浸泡36 48小時；再在 60 11(TC條件下干燥24 36小時制得高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料。
其中結(jié)合劑為木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、亞硫酸紙漿廢液、聚乙烯 醇和工業(yè)糊精粉，先溶化成水溶液后再用于配料。
實施例15
一種高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料的制備方法，先將65 70 wty。的碳酸鉀粉 和30 35wt。/。的鎂橄欖石原礦粉混合，外加上述混合物3 5wty。的結(jié)合劑，攪 拌15 25分鐘，壓制成型，在60 110'C條件下千燥24 36小時；然后在1200 130(TCx2 3小時條件下空氣中燒成，自然冷卻后用水浸泡36 48小時；再在
760 110'C條件下干燥24 36小時制得高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料。
其中結(jié)合劑為木質(zhì)素磺酸鈉和工業(yè)糊精粉，溶化成水溶液后再用于配料。 本具體實施方式
所用的碳酸鹽和鎂橄欖石原礦來源廣泛，所制備的高強度 鎂橄欖石質(zhì)保溫材料是在材料內(nèi)部由碳酸鹽和鎂橄欖石原礦反應(yīng)生成，燒結(jié)好、 物相結(jié)合良好，有利于提高材料的性能。碳酸鹽分解時產(chǎn)生的二氧化碳氣體原 位生成微小氣孔，材料的體積密度低，導(dǎo)熱系數(shù)低，材料的保溫性能好，同時 材料的強度高，使用壽命長。
因此，本具體實施方式
具有原料資源豐富、生產(chǎn)成本低和易于工業(yè)化生產(chǎn) 的特點。所制備的高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料體積密度在0.7 1.8克/厘米3，不 僅性能優(yōu)良，且能延長使用壽命。所制備的高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料性能優(yōu) 良、使用溫度高、使用壽命長，適于溫度在130(TC以下的各種工業(yè)熱工設(shè)備特 別是有色金屬和鋼鐵冶煉、水泥和玻璃生產(chǎn)等高溫設(shè)備，可降低生產(chǎn)過程中的 熱量損失，減輕設(shè)備對周圍環(huán)境的熱污染，實現(xiàn)節(jié)能降耗。
8
權(quán)利要求
1、一種高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料的制備方法，其特征在于先將20～70wt％的碳酸鹽粉和30～80wt％的鎂橄欖石原礦粉混合，外加上述混合物3～10wt％的結(jié)合劑，攪拌5～25分鐘，壓制成型，在60～110℃條件下干燥12～36小時或在室內(nèi)自然干燥24～48小時；然后在800～1400℃×2～6小時條件下空氣中燒成，自然冷卻后用水浸泡24～48小時，再在60～110℃條件下干燥12～36小時或在室內(nèi)自然干燥24～48小時制得高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料的制備方法，其特征 在于所述的碳酸鹽粉為碳酸鈉粉、碳酸鉀粉、碳酸鎂粉中的一種，其碳酸鹽粉 含量^80wtc/。，碳酸鹽的粒徑為0.1 0mm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料的制備方法，其特征 在于所述的鎂橄欖石原礦粉的氧化鎂含量2 35 wt%，粒徑為0.1 0 mm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料的制備方法，其特征 在于所述的結(jié)合劑為木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、亞硫酸紙漿廢液、工業(yè)糊 精粉、聚乙烯醇中的一種以上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1 4項中任一項所述的高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料的制 備方法所制備的高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料及其制備方法。所采用的技術(shù)方案是先將20～70wt％的碳酸鹽粉和30～80wt％的鎂橄欖石原礦粉混合，外加上述混合物3～10wt％的結(jié)合劑，攪拌5～25分鐘，壓制成型；然后在60～110℃條件下干燥12～36小時或在室內(nèi)自然干燥24～48小時，在800～1400℃×2～6小時條件下空氣中燒成，自然冷卻后用水浸泡24～48小時，再在60～110℃條件下干燥12～36小時或在室內(nèi)自然干燥24～48小時制得高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料。本發(fā)明具有原料資源豐富、生產(chǎn)成本低和易于工業(yè)化生產(chǎn)的特點。用該方法制備的高強度鎂橄欖石質(zhì)保溫材料不僅性能優(yōu)良，且使用溫度高，使用壽命長，廣泛適用于工業(yè)熱工設(shè)備，可節(jié)能降耗。
文檔編號C04B35/20GK101497530SQ20091006087
公開日2009年8月5日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者張少偉, 晨 白, 祝洪喜, 鄧承繼 申請人:武漢科技大學