一种抗铝液侵蚀的耐火材料及其制备方法

摘要

本发明涉及耐火材料技术领域，且公开了一种抗铝液侵蚀的耐火材料及其制备方法，包括以下组分(按质量百分比计)：聚苯乙烯树脂16～23％、有机硅树脂9‑13％、C9石油树脂6‑8％、金属硅粉5.2‑6.4％、碳化硅3.3‑4.0％、氧化铝微粉3.8‑4.2％、有机溶剂6.65‑7.12％、聚乙烯蜡2.55‑3.2％、醋酸丁醇2.24‑4.58％、硬脂酸铝1.39‑3.25％、助剂5‑10％、AMC复相材料5％‑25％、金属铝粉或镁铝合金0％‑5％、水余量。该一种抗铝液侵蚀的耐火材料及其制备方法，可以解决现有技术制备得到的抗铝液侵蚀耐火材料耐腐蚀性差、热震稳定性差、抗压能力差、成本昂贵且不环保问题。

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，具体为一种抗铝液侵蚀的耐火材料及其 制备方法。

背景技术

目前熔铝炉用耐火材料主要以高铝矾土熟料为主要原料，添加硫酸钡等 抗润湿剂，利用磷酸或磷酸二氢铝作为结合剂，其中铝含量要达到85％以 上，氧化铁和二氧化硅含量要尽可能的低，以防止污染铝液，或者采用碳化 硅，但碳化硅原料昂贵，市场应用很少。现有的高铝矾土，不可避免的含有 一定量的二氧化硅，铝行业选用的矾土铝含量至少在85％以上，矾土的铝硅 合量一般在93-94％之间，所以常用的88％含量的矾土的硅含量约6-7％， 铁含量约1.5-2％。以此为原料制作的耐火材料，在使用过程中，金属铝液 和耐材紧密接触，很难防止金属铝与氧化铁和二氧化硅的接触和反应，但是 如果选用铝含量高的棕刚玉、亚白刚玉、白刚玉，最终材料的抗热震稳定性 会显著降低，选用板状刚玉时，成本又难以控制。铝液对镁铝尖晶石和六铝 酸钙不润湿，但单一的这些高纯原料价格昂贵，尤其在制作烧结材料时需要 很高的烧成温度，能耗高；而且单一物相容易导致结构应力集中，基于这些 原料的耐火材料很容易出现断砖、裂纹及结构剥落问题。

现有技术存在以下缺陷与不足：

现有抗铝液侵蚀耐火材料耐腐蚀性差、热震稳定性差、抗压能力差、成 本昂贵且不环保。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种抗铝液侵蚀的耐火材料及其制 备方法，可以解决现有技术制备得到的抗铝液侵蚀耐火材料耐腐蚀性差、热 震稳定性差、抗压能力差、成本昂贵且不环保问题；本发明通过设置一种抗 铝液侵蚀的耐火材料及其制备方法，有效解决现有技术存在的问题。

为实现上述的一种抗铝液侵蚀的耐火材料及其制备方法目的，本发明提 供如下技术方案：一种抗铝液侵蚀的耐火材料，包括以下组分(按质量百分 比计)：聚苯乙烯树脂16～23％、有机硅树脂9-13％、C9石油树脂6-8％、 金属硅粉5.2-6.4％、碳化硅3.3-4.0％、氧化铝微粉3.8-4.2％、有机溶剂 6.65-7.12％、聚乙烯蜡2.55-3.2％、醋酸丁醇2.24-4.58％、硬脂酸铝 1.39-3.25％、助剂5-10％、AMC复相材料5％-25％、金属铝粉或镁铝合金0 ％-5％、水余量。

优选的，所述耐火材料还包括0％-10％的高铝矾土，0％-4％的铝溶胶。

优选的，所述AMC复相材料为Al

优选的，所述AMC复相材料包括粒度小于等78mm的混级料或分级料，还 包括粒度小于等于0.08mm的细粉。

优选的，所述铝溶胶为包括质量分数大于35％的Al

优选的，所述金属铝粉的粒度小于等于0.060mm。

优选的，所述助剂包括耐高温粘合剂、渗透剂、消泡剂和稀释剂，耐高 温粘合剂、渗透剂、消泡剂和稀释剂的比例为2：2:1:1，所述渗透剂为琥珀 酸酯磺酸钠溶剂，所述消泡剂为有机硅氧烷，所述稀释剂为过氯乙烯。

进一步地，一种抗铝液侵蚀的耐火材料，其制备方法包括以下步骤，

步骤一，根据抗铝液侵蚀的耐火材料的既定组分进行配料；

步骤二：将聚苯乙烯树脂和有机硅树脂加入磁力搅拌器中，加入55％水混 合，温度控制在50～65℃，然后采用磁力搅拌器以150～200转/分搅拌10-20 分钟，得到混合树脂溶液；

步骤三：将醋酸丁醇和聚乙烯蜡混合加热至160～170℃，反应完全后得 到改性醋酸丁醇备用，然后将硬脂酸铝、C9石油树脂和剩余水混匀加热至 65～80℃形成混合溶液，再将改性醋酸丁醇、顺丁烯二酸和混合溶液混合， 通过磁力搅拌器以250～350转/分搅拌20～30分钟，得到改性顺丁烯二酸溶 液；

步骤四：将步骤三中得到的改性顺丁烯二酸溶液加入混合树脂溶液中， 然后依次加入金属硅粉、碳化硅、有机溶剂、AMC复相材料、金属铝粉，开始 搅拌，搅拌时间为250-380r/min，搅拌时温度设置为40-60℃，搅拌5-10分 钟后加入助剂，继续搅拌10-20分钟，得到混合物料；

步骤五：将步骤四中得到的混合物料加入到过滤机中进行过滤，过滤后 得到细度为25～40μm的物料，过滤后的物料即为抗铝液侵蚀的耐火材料。

与现有技术相比，本发明提供了一种抗铝液侵蚀的耐火材料及其制备方 法，具备以下有益效果：

本一种抗铝液侵蚀的耐火材料及其制备方法，配方更加的合理，采用聚 苯乙烯树脂、有机硅树脂和C9石油树脂经过处理后，配合添加增加了金属硅 粉、碳化硅和氧化铝多种高铝碳质材料，增加了产品分子空间结构的致密性， 进而增加了产品的抗侵蚀性，同时配方AMC复相材料，化学纯度高、二氧化 硅含量微量、对铝液不润湿的优点，使耐火材料具备抗高温性能、耐侵蚀性 好、较高热震稳定性的优点；在此基础上添加另外采用了改性顺丁烯二酸， 改性顺丁烯二酸与醋酸丁酯相互反应配合，形成了油性防腐剂，提高了产品 的抗腐蚀性，采用的原料均为无毒性材料，具备环保无污染的特点，属于生 产友好型产品而且本发明的制备方法更加的科学合理，设备要求低，具有很 好的推广效果。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所 描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的 所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种抗铝液侵蚀的耐火材料，包括以下组分(按质量百分比计)：聚苯 乙烯树脂16～23％、有机硅树脂9-13％、C9石油树脂6-8％、金属硅粉 5.2-6.4％、碳化硅3.3-4.0％、氧化铝微粉3.8-4.2％、有机溶剂6.65- 7.12％、聚乙烯蜡2.55-3.2％、醋酸丁醇2.24-4.58％、硬脂酸铝1.39- 3.25％、助剂5-10％、AMC复相材料5％-25％、金属铝粉或镁铝合金0％-5 ％、水余量。

综上，下面给出具体实施例一：

一种抗铝液侵蚀的耐火材料，包括以下组分(按质量百分比计)：聚苯 乙烯树脂16％、有机硅树脂9％、C9石油树脂6％、金属硅粉5.2％、碳化 硅3.3％、氧化铝微粉3.8％、有机溶剂6.65％、聚乙烯蜡2.55％、醋酸丁 醇2.24％、硬脂酸铝1.39％、助剂5％、AMC复相材料5％％、金属铝粉或镁 铝合1％、水余量。

下面给出具体实施例二：

一种抗铝液侵蚀的耐火材料，包括以下组分(按质量百分比计)：聚苯 乙烯树脂20％、有机硅树脂9％、C9石油树脂6％、金属硅粉5.2％、碳化 硅3.3％、氧化铝微粉4％、有机溶剂7％、聚乙烯蜡3.0％、醋酸丁醇2.5 ％、硬脂酸铝1.5％、助剂5％、AMC复相材料10％、金属铝粉或镁铝合金2 ％、水余量。

下面给出具体实施例三：

一种抗铝液侵蚀的耐火材料，包括以下组分(按质量百分比计)：聚苯 乙烯树脂23％、有机硅树脂13％、C9石油树脂8％、金属硅粉6.4％、碳化 硅4.0％、氧化铝微粉3.8-4.2％、有机溶剂7.12％、聚乙烯蜡3.2％、醋酸 丁醇4.58％、硬脂酸铝3.25％、助剂10％、AMC复相材料25％、金属铝粉或 镁铝合金5％、水余量。

本发明的工作使用流程以及安装方法为，本一种抗铝液侵蚀的耐火材料 及其制备方法在使用时，其制备方法包括以下步骤：S1：分别根据实施例一、 二、三的抗铝液侵蚀的耐火材料的既定组分进行配料；S2：将聚苯乙烯树脂 和有机硅树脂加入磁力搅拌器中，加入55％水混合，温度控制在50～65℃， 然后采用磁力搅拌器以150～200转/分搅拌10-20分钟，得到混合树脂溶液； S3：将醋酸丁醇和聚乙烯蜡混合加热至160～170℃，反应完全后得到改性醋 酸丁醇备用，然后将硬脂酸铝、C9石油树脂和剩余水混匀加热至65～80℃形成混合溶液，再将改性醋酸丁醇、顺丁烯二酸和混合溶液混合，通过磁力搅 拌器以250～350转/分搅拌20～30分钟，得到改性顺丁烯二酸溶液；S4：将 步骤三中得到的改性顺丁烯二酸溶液加入混合树脂溶液中，然后依次加入金 属硅粉、碳化硅、有机溶剂、AMC复相材料、金属铝粉，开始搅拌，搅拌时间 为250-380r/min，搅拌时温度设置为40-60℃，搅拌5-10分钟后加入助剂， 继续搅拌10-20分钟，得到混合物料；S5：将步骤四中得到的混合物料加入到过滤机中进行过滤，过滤后得到细度为25～40μm的物料，过滤后的物料 即为抗铝液侵蚀的耐火材料。

本一种抗铝液侵蚀的耐火材料的其制备方法，配方更加的合理，采用聚 苯乙烯树脂、有机硅树脂和C9石油树脂经过处理后，配合添加增加了金属硅 粉、碳化硅和氧化铝多种高铝碳质材料，增加了产品分子空间结构的致密性， 进而增加了产品的抗侵蚀性，同时配方AMC复相材料，化学纯度高、二氧化 硅含量微量、对铝液不润湿的优点，使耐火材料具备抗高温性能、耐侵蚀性 好、较高热震稳定性的优点；在此基础上添加另外采用了改性顺丁烯二酸， 改性顺丁烯二酸与醋酸丁酯相互反应配合，形成了油性防腐剂，提高了产品 的抗腐蚀性，采用的原料均为无毒性材料，具备环保无污染的特点，属于生 产友好型产品而且本发明的制备方法更加的科学合理，设备要求低，具有很 好的推广效果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来 将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示 这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包 括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包 括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括 没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备 所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而 言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行 多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限 定。