专利名称：高荷软低容重硅质隔热制品及其制备方法
技术领域：
本发明属于隔热材料技术领域，特别涉及一种高荷软低容重硅质隔热制品及制备方法。
背景技术：
目前，硅质隔热材料的技术问题主要是荷重软化温度低和容重较高。首先其荷重软化温度由于生产工艺与技术的原因，很难提高，就以常规的1.0-1. 2g/cm3硅质制品而言， 大部分是在材料结构上为了保证其容重，选用超低容重材料及其它材料，这些材料在烧结后在制品里都有大量的残留物，这些残留物多为K2O和Na2O,是低温材料，对制品的荷重软化温度影响极大，因此制品的荷重软化温度无法满足设计和使用要求。同时，国家相关部门在制定1.0 g/cm3硅质隔热制品标准时也无法在技术指标上突破，只能依照市场状况与生产工艺现状制定实施。最新的国家标准即YB/T386——1994标准颁布的1.0 g/cm3硅质隔热制品的荷重软化温度为1400°C。为了硅质隔热制品在新型节能高温窑炉上得到广泛作用，以满足现代工业窑炉发展的需求和设计使用需求，必须把该制品的荷重软化温度技术指标提上去。硅质隔热材料的另一技术问题是容重较高。由于工艺技术的原因，该制品的容重目前只能在彡1.0 g/cm3的状态。目前国内同行业的生产工艺与技术很难将其制品的容重降到< 1. 0 g/cm3的状态。隔热制品的性能在于较低导热系数以保证良好的隔热性能，一般状况下，隔热制品的体积密度与导热系数成正比，因此要保证良好的隔热性能就必须把制品容重降下来。我们国家在上世纪八十年代曾试图设计推广使用低容重低导热硅质隔热制品，即小于1. 0 g/cm3体积密度的技术指标，并在国家耐材标准里面也制订相应的0. 8-0. 9 g/cm3的技术指标，但是由于生产工艺技术问题，该制品没有面世，到九十年代再次修订国家耐材标准时，由于市场上设有该制品的配套服务，就在标准里面删去了低容重硅质隔热砖。至2007年再次修订耐材标准时仍然没有该制品及技术指标(即0. 8-0. 85-0. 9-0. 95)。 由于人类能源的逐步匮乏，国家节能减排的力度不断加强，对现代工业炉窑的隔热节能要求越加严格，因此很有必要把硅质隔热制品的容重降下来，以保证较低的导热系数和更好的隔热节能效果，以适应现代工业窑炉节能减排的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高荷软低容重硅质隔热制品，解决现有硅质隔热制品荷软低、容重高的问题。本发明采用的技术方案如下
高荷软低容重硅质隔热制品，所述的硅质隔热制品容重为0. 8-0. 95 g/cm3,以硅砂为主料，以熟硅砂、硅微粉、氢氧化钙、矿化剂、可燃尽物为辅料，与水混合成型烧制获得；其中所述的熟硅砂由硅砂在1200-1400°C烧结获得。具体的，各原料的重量份数如下硅砂75-80份、熟硅砂5-8份、硅微粉7-15份、氢氧化钙2. 5-4份、矿化剂0. 3-0. 8份、 可燃尽物14-25份、水8-12份。所述的可燃尽物为锯末和碳粒或碳粉的混合物，其中，锯末6-9份、碳粒或碳粉 8-16 份。所述的矿化剂为铁磷粉 。硅砂中SiO2 彡 98wt%、Al2O3 ( 0. 5wt%,过 180 目筛；熟硅砂中 SiO2 彡 98wt % ；硅微粉中SiO2彡96 wt %，过250目筛；氢氧化钙中CaO > 90wt% ；铁磷粉中Fe2O3 > 80wt% ； 碳粒或碳粉中C > 70 wt %，粒度不大于3mm ；锯末过30目筛，容重为0. 4-0. 7 g/cm3。本发明还提供了一种高荷软低容重硅质隔热制品的制备方法，先将硅砂和氢氧化钙、可燃尽物、硅微粉、熟硅砂、矿化剂按比例混拌至均勻状态，然后加入水再次混拌至均勻状态，困料后成型、干燥、烧制、冷却即得。干燥时优选于100°C下进行，干燥至水分含量不大于1%。烧成温度为1400-1450°c。烧制过程为常温至400°C烧结 10h;400°C _800°C烧结 IOh ；800-1000°C烧结 16h ； IOOO0C -1350°C烧结 20h ； 1350°C -1450°C烧结 20h ； 1450°C -1000°C 时烧结 IOh ； 1000°C -常温 IOh。困料时间不少于0. 5h，具体本领域技术人员可根据具体情况进行调节。本发明采用碳粒或碳粉部分替代传统常用的可燃尽物如聚苯乙烯、珍珠岩等， 大大减少了制品中可燃尽物的残留物(钾、钠)等影响荷软的有害物质；再选用高纯硅质原料硅砂(SiO2彡98%)为主料，并提高烧结温度以保证制品的荷重软化温度达到1450°C -1500°C。选用碳粒或碳粉和锯末为可燃尽物的同时，降低制品容重的空间形成，可将制品的容重降到0. 8-0. 95的状态。本发明硅质隔热制品可在高温窑炉上(1350°C以上)使用。本发明相对于现有技术，有以下优点
本发明提供了一种高荷软低容重的硅质隔热制品，满足了高温窑炉中隔热材料的使用要求，为节能减排做出了新的贡献。
具体实施例方式以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此 实施例1
先将硅砂80份(重量份，下同)、硅微粉7份、熟硅砂(硅砂于1350°C烧结获得，下同)8 份、氢氧化钙2. 5份、矿化剂铁磷粉0. 3份、锯末6份，碳粒9份进行混拌至均勻状态，再加 10份水二次混拌至均勻状态；用压力机械压制(或浇注)成型；将半制品干燥至水分小于1% 时，按照该制品的升温曲线推进窑炉烧结96小时常温至400°C烧结10小时；400°C-80(TC 时烧结10小时；800-1000时烧结16小时；1000°C _1350°C时烧结20小时；1350°C -1450°C 时烧结20小时；1450°C -1000°C时烧结10小时；1000°C -常温烧结10小时，然后冷却选检即可。获得的硅质隔热制品的容重为0.95 g/cm3，荷重软化温度为1500°C。实施例2
先将硅砂78份、硅微粉10份、熟硅砂7份、氢氧化钙4份、铁磷粉0.45份、锯末8份、碳粒14份进行混拌至均勻状态，加9份水二次混拌至均勻状态；用压力机械压制(或浇注)成型；将半制品干燥至水分小于1%时，按照实施例1中的升温曲线推进窑炉进行烧结 96小时，然后冷却选检即可。获得的硅质隔热制品的容重为0.85 g/cm3，荷重软化温度为 1460 "C。实施例3
先将硅砂75份、硅微粉15份、熟硅砂5份、氢氧化钙4份、铁磷粉0.8份、锯末9份、碳粒16份进行混拌至均勻状态，加8份水二次混拌至均勻状态；用压力机械压制(或浇注)成型；将半制品干燥至水分小于1%时，按照实施例1中的升温曲线推进窑炉进行烧结96小时 ，然后冷却选检即可。获得的硅质隔热制品的容重为0.8 g/cm3，荷重软化温度为1450°C。采用本发明方法获得的容重分别为0.8 g/cm3、0.85 g/cm3、0. 9 g/cm3、0. 95 g/cm3 的硅质隔热制品的其他性能参数详见下表
权利要求
1.高荷软低容重硅质隔热制品，其特征在于，所述的硅质隔热制品容重为0.8-0.95 g/ cm3,以硅砂为主料，以熟硅砂、硅微粉、氢氧化钙、矿化剂、可燃尽物为辅料，与水混合成型烧制获得；其中所述的熟硅砂由硅砂在1200-1400°C烧结获得。
2.如权利要求1所述的高荷软低容重硅质隔热制品，其特征在于，各原料的重量份数如下硅砂75-80份、熟硅砂5-8份、硅微粉7-15份、氢氧化钙2. 5-4份、矿化剂0. 3-0. 8份、 可燃尽物14-25份、水8-12份。
3.如权利要求2所述的高荷软低容重硅质隔热制品，其特征在于，所述的可燃尽物为锯末和碳粒或碳粉的混合物，其中，锯末6-9份、碳粒或碳粉8-16份。
4.如权利要求3所述的高荷软低容重硅质隔热制品，其特征在于，所述的矿化剂为铁磷粉。
5.如权利要求4所述的高荷软低容重硅质隔热制品，其特征在于，硅砂中 SiO2彡98wt%,Al2O3彡0. 5wt%，过180目筛；熟硅砂中彡98wt % ；娃微粉中SiO2彡96 wt %，过250目筛；氢氧化钙中CaO > 90wt% ；铁磷粉中1 > 80wt% ；碳粒或碳粉中C > 70 wt %，粒度不大于3mm;锯末过30目筛，容重为0. 4-0. 7 g/cm3。
6.权利要求1所述的高荷软低容重硅质隔热制品的制备方法，其特征在于，先将硅砂和氢氧化钙、可燃尽物、硅微粉、熟硅砂、矿化剂按比例混拌至均勻状态，然后加入水再次混拌至均勻状态，困料后成型、干燥、烧制、冷却即得。
7.如权利要求6所述的高荷软低容重硅质隔热制品的制备方法，其特征在于，烧成温度为 1400-1450°Co
8.如权利要求7所述的高荷软低容重硅质隔热制品的制备方法，其特征在于，烧制过程为常温至 400°C烧结 10h;400°C _800°C烧结 IOh ；800_1000°C烧结 16h ； 1000°C -1350°C 烧结 20h ； 1350°C -1450°C烧结 20h ； 1450°C -1000°C时烧结 IOh ； 1000°C -常温 10h。
9.如权利要求6-8之一所述的高荷软低容重硅质隔热制品的制备方法，其特征在于， 困料时间不少于0.证。
10.如权利要求9所述的高荷软低容重硅质隔热制品的制备方法，其特征在于，干燥时于10(TC下进行，干燥至水分含量不大于1%。
全文摘要
本发明属于隔热材料技术领域，特别涉及一种高荷软低容重硅质隔热制品及制备方法。所述的硅质隔热制品容重为0.8-0.95g/cm3，以硅砂为主料，以熟硅砂、硅微粉、氢氧化钙、矿化剂、可燃尽物为辅料，与水混合成型烧制获得。本发明提供了一种高荷软低容重的硅质隔热制品，满足了高温窑炉中隔热材料的使用要求，为节能减排做出了新的贡献。
文档编号C04B35/66GK102206084SQ20111006628
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月18日 优先权日2011年3月18日
发明者侯海中, 徐进卿, 李建设, 李海灿 申请人:郑州东方新型耐火材料有限公司