一種用于魚雷罐車罐號的高溫隔熱材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及一種隔熱材料，特別涉及一種用于鋼鐵冶煉的魚雷罐車罐號的高溫隔熱材料。
【背景技術(shù)】
[0002]在冶金領(lǐng)域，高爐鐵水需要通過運(yùn)輸作業(yè)系統(tǒng)運(yùn)送到轉(zhuǎn)爐中煉鋼，其主要包括以下步驟:高爐出鐵水一魚雷罐受鐵水一〉魚雷罐運(yùn)輸至煉鋼一〉倒入鋼包脫硫一〉按量倒入轉(zhuǎn)爐煉鋼，其中的倒罐過程產(chǎn)生的能耗損失非常大。而將魚雷罐與鋼包合二為一是目前解決該問題的一個有效手段；在此過程中需要在罐體上設(shè)置識別標(biāo)記以方便控制和生產(chǎn)崗位人員識別各罐的相應(yīng)信息，如罐體位置，鐵水重量、成分、空罐重量等，目前來說，大多數(shù)企業(yè)采用在罐體上漆刷號碼進(jìn)行肉眼識別，少數(shù)采用圖像識別；但是高爐作業(yè)環(huán)境惡劣，具有高溫、高(金屬)粉塵、高腐蝕度等特點(diǎn)，傳統(tǒng)識別方識效率低，出錯率高，而采用電子標(biāo)識固定于罐體上進(jìn)行識別則是目前一種自動化程度高，準(zhǔn)確率好的識別方式；
但是，由于罐體溫度過高，需采用耐高溫隔熱材料包裹電子標(biāo)識，防止標(biāo)識元器件因超過最高耐受溫度短時(shí)間運(yùn)行后就出現(xiàn)損壞。但是目前的耐高溫材料存在粒徑分布較窄，高溫輻射環(huán)境下隔熱時(shí)間短、阻隔率低，抗潮滲透壓能力差、使用壽命短等缺陷，此外還會影響電子標(biāo)識信號的收發(fā)信號強(qiáng)度或直接屏蔽信號。因此亟待開發(fā)出一種既耐高溫腐蝕又不會屏蔽信號的新型材料。
[0003]目前已知的常用的耐熱材料是德國伯克森公司制造的WDS系列隔熱材料，是目前性能較好的納米級微孔隔熱材料，但是其制造成本高，且被國外公司壟斷，難以在國內(nèi)推廣；
本發(fā)明針對目前現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出了一種隔熱效果顯著，使用壽命長，制造成本較低的新型隔熱材料，其具有耐高溫、耐腐蝕且信號通過性強(qiáng)的特點(diǎn)，特別適用于生產(chǎn)環(huán)境惡劣的高溫、高腐蝕環(huán)境中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種用于魚雷罐車罐號的高溫隔熱材料，其包括納米隔熱層和強(qiáng)化層，其中隔熱層主要由以下原料組成:
納米二氧化娃氣凝膠；
纖維狀無堿超細(xì)玻璃或高硅氧玻璃纖維；
石英纖維；
多晶莫來石纖維；
陶瓷；
三氧化二鋁氣凝膠；
疏水劑；
六鈦酸鉀晶須、碳化硅、硅酸鋯和硅酸鋁中的一種或多種； 帆土 ;
檸檬酸或三聚磷酸鈉；
石膏；
所述強(qiáng)化層采用增強(qiáng)樹脂和纖維布；
作為優(yōu)選，所述隔熱層各組分的質(zhì)量百分比如下:
納米二氧化娃氣凝膠，30-60% ；
纖維狀無堿超細(xì)玻璃或高硅氧玻璃纖維，20-35% ；
石英纖維，5-30% ;
多晶莫來石纖維，1-10% ;
陶瓷，10-20% ；
三氧化二鋁氣凝膠，0-5% ；
疏水劑，0-3% ；
六鈦酸鉀晶須、碳化硅、硅酸鋯和硅酸鋁中的一種或多種，1-10% ；
礬土，0-10% ；
檸檬酸或三聚磷酸鈉，0-4% ;
石霄,3-5% ；
本發(fā)明所述的隔熱層采用以下方法制備，其步驟為:
(I)首先將納米二氧化硅氣凝膠、纖維狀無堿超細(xì)玻璃或高硅氧玻璃纖維、石英纖維、多晶莫來石纖維混合，采用攪拌器將其分散均勻，分散時(shí)攪拌速度為500-800r/min ;加入少量水繼續(xù)攪拌i分鐘，然后加入檸檬酸或三聚磷酸鈉和石膏，得到混合物。
[0005](2)混合物繼續(xù)攪拌，形成漿狀混合物固化獲得細(xì)密穩(wěn)定的泡沫體，將其放入烘干爐內(nèi)，在150-250°C下烘干20分鐘，取出烘干后固體，采用粉碎機(jī)粉碎，并過400目篩，然后加入陶瓷、三氧化二鋁氣凝膠、疏水劑、礬土和六鈦酸鉀晶須、碳化硅、硅酸鋯和硅酸鋁中的一種或多種，混合均勻后，在1000-150(TC下燒結(jié)成型，將燒結(jié)固體粉碎，并模壓成型制備納米級隔熱材料；
(3)以無機(jī)纖維布包裹納米材料，用樹脂為粘結(jié)劑，對納米隔熱材料的表面進(jìn)行強(qiáng)化處理，在納米隔熱材料表面上形成強(qiáng)化層，最終得到高溫絕熱隔熱材料；
作為優(yōu)選，所述納米二氧化硅氣凝膠的平均粒徑為10_20nm ;優(yōu)選采用溶膠凝膠法制備，可以采用低成本的工業(yè)級水玻璃為硅源，制備孔隙率高達(dá)99.8%的納米多孔氣凝膠。
[0006]作為優(yōu)選，疏水劑選擇疏水氣相法二氧化硅；
本發(fā)明采用二氧化硅氣凝膠具有密度低、比表面積的、孔隙率高的優(yōu)點(diǎn)，除了具有高性能的隔熱性能，其形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)可以顯著降低對電子脈沖信號的阻隔。
[0007]本發(fā)明采用的超細(xì)玻璃纖維具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，加入其中的玻璃纖維呈蓬松態(tài)，可與其它材料之間形成絲狀膠聯(lián)，可顯著增強(qiáng)材料的強(qiáng)度。
[0008]加入石膏可以作為凝固劑，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)將其加入到材料中可以使材料具有細(xì)密氣孔，對多孔結(jié)構(gòu)材料的形成至關(guān)重要；
加入檸檬酸或三聚磷酸鈉作為緩凝劑，其可以與材料中的石膏和纖維結(jié)合，尤其是與石膏中的鈣離子結(jié)合，減緩漿體凝結(jié)速度，獲得高強(qiáng)度輕質(zhì)材料；
本發(fā)明獲得的高溫隔熱材料與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果: (1)本發(fā)明采用纖維和樹脂強(qiáng)化隔熱層，可在保留納米隔熱性能的前提下大幅提高材料的表面質(zhì)量和整體強(qiáng)度；
(2)本發(fā)明的隔熱層可以耐受的最高溫度高達(dá)1500°C，可完全適用于冶金罐體中作為電子標(biāo)識的隔熱材料；
(3)本發(fā)明的隔熱層中加入了六鈦酸鉀晶須、碳化硅、硅酸鋯和硅酸鋁中的一種或多種，上述材料的加入明顯改善了的高溫隔熱性能，尤其對鐵水罐體產(chǎn)生的紅外熱輻射具有更好的絕熱性能；
(4)本發(fā)明采用的材料制得的材料穩(wěn)定性高；本發(fā)明制備的納米高溫隔熱材料隔熱性能優(yōu)異，具有較高的強(qiáng)度和整體性，且具有較多的孔隙，能最大程度保持電子信號的通過性，不會產(chǎn)生信號屏蔽；
(5)本發(fā)明的隔熱材料適用性高，可以直接粘附到使用部位，具有較廣的應(yīng)用范圍和較強(qiáng)的實(shí)用性。
[0009]【具體實(shí)施方式】:
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述:
實(shí)施例1
首先制備隔熱層:采用溶膠-凝膠法制備納米二氧化硅氣凝膠，采用業(yè)級水玻璃為硅源，制得的納米二氧化硅氣凝膠粒徑為10nm，孔隙率超過99.92%，將30%(重量百分比，下同)的納米二氧化硅氣凝膠和20%的