一种炉排炉用碳化硅可塑料的制作方法

1.本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种炉排炉用碳化硅可塑料。


背景技术：

2.随着城市化的不断发展和生活水平的提高，垃圾的排放量逐渐提高，垃圾处理作为与人们生活息息相关的领域而备受关注。由于填埋法处理生活垃圾需要占用大量土地资源，且降解时间长，已经无法满足垃圾处理的长期需要。因此，垃圾焚烧技术得到了广泛的推广和应用。
3.垃圾焚烧的核心是垃圾焚烧装置，目前主要有炉排炉、回转窑、流化床等。其中炉排炉是采用活动炉排往复推送垃圾并使垃圾经过干燥段、燃烧段、燃烬段完成焚烧处理，是我国应用最多的垃圾焚烧装置。由于垃圾焚烧的工况环境较为恶劣，往往需要在炉排炉的关键部位使用特殊的耐火可塑料，使其具备优良的耐腐蚀性、耐磨性和耐高温稳定性。


技术实现要素：

4.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种炉排炉用碳化硅可塑料。
5.本发明提出的一种炉排炉用碳化硅可塑料，包括下述质量份的原料：碳化硅骨料40-45份、碳化硅粉料25-30份、刚玉骨料10-15份、氧化铝微粉5-10份、结合剂5-8份、金属硅粉1-2份、分散剂0.1-0.3份；所述结合剂是将mgtial水滑石类插层材料与硅溶胶混合得到。
6.优选地，所述mgtial水滑石类插层材料的制备方法为：将阴离子表面活性剂、镁盐、铝盐加入水中充分搅拌溶解得到混合溶液，然后将所述混合溶液与ticl4共同滴加到浓度为0.4-0.6mol/l的naoh溶液中，滴加完毕后在80-90℃下晶化20-30h，离心后洗涤、过滤，即得。
7.优选地，所述阴离子表面活性剂、镁盐、铝盐、ticl4的比例为(0.1-0.2)mol：(0.15-0.2)mol：(0.05-0.1)mol:(3-5)ml。
8.优选地，所述mgtial水滑石类插层材料与硅溶胶的质量比为(0.3-0.8)：10。
9.优选地，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或其组合。
10.优选地，所述镁盐为硝酸镁、硫酸镁、氯化镁中的至少一种。
11.优选地，所述铝盐为硝酸铝、硫酸铝、氯化铝中的至少一种。
12.优选地，所述硅溶胶的固含量为30-40％。
13.优选地，所述碳化硅骨料由粒径为1-2mm的sic和粒径为0.1-0.5mm的sic按质量比为1：(4-7)组成；所述碳化硅粉料的粒径≤20μm；所述刚玉骨料的粒径为1-3mm；所述氧化铝微粉的粒径≤5μm。
14.优选地，所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或其组合。
15.一种所述的炉排炉用碳化硅可塑料的制备方法，包括下述步骤：
16.s1、将碳化硅骨料、碳化硅粉料、刚玉骨料、氧化铝微粉、金属硅粉和分散剂加入混炼机中混炼3-5min，得到混合料；
17.s2、将结合剂加入所述混合料中混炼3-5min，得到炉排炉用碳化硅可塑料。
18.本发明的有益效果如下：
19.本发明采用mgtial水滑石类插层材料与硅溶胶混合作为插层剂，其中mgtial水滑石类插层材料是以镁盐、铝盐、ticl4作为前驱体，阴离子表面活性剂作为插层改性剂，通过共沉淀法制备得到，具有特殊的层状结构、较大的层间距和良好的分散性，与硅溶胶复配均匀分散在可塑料中，可以提高可塑料的致密性，减缓炉渣向可塑料内部的渗透和侵蚀，改善可塑料的抗渣侵蚀性能，同时具有优良的机械强度和耐高温稳定性，从而延长垃圾焚烧炉排炉用碳化硅可塑料的使用寿命。
具体实施方式
20.下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
21.实施例1
22.一种炉排炉用碳化硅可塑料，包括下述质量份的原料：碳化硅骨料40份、碳化硅粉料30份、刚玉骨料10份、氧化铝微粉10份、结合剂5份、金属硅粉1份、三聚磷酸钠0.1份；结合剂是将mgtial水滑石类插层材料与硅溶胶按质量比为0.3：10混合得到，其中硅溶胶的固含量为30％。
23.其中，mgtial水滑石类插层材料的制备方法为共沉淀法，具体如下：将0.01mol十二烷基硫酸钠、0.015mol mg(no3)2·
6h2o、0.005mol al(no3)
·
9h2o加入150ml水中充分搅拌溶解得到混合溶液，然后将混合溶液与0.3ml ticl4共同滴加到300ml浓度为0.4mol/l的naoh溶液中，滴加完毕后在80℃下晶化30h，离心后洗涤、过滤，即得。
24.其中，碳化硅骨料由粒径为1-2mm的sic和粒径为0.1-0.5mm的sic按质量比为1：4组成；碳化硅粉料的粒径≤20μm；刚玉骨料的粒径为1-3mm；氧化铝微粉的粒径≤5μm。
25.上述炉排炉用碳化硅可塑料的制备方法包括下述步骤：
26.s1、将碳化硅骨料、碳化硅粉料、刚玉骨料、氧化铝微粉、金属硅粉和分散剂加入混炼机中混炼3min，得到混合料；
27.s2、将结合剂加入混合料中混炼3min，得到炉排炉用碳化硅可塑料。
28.实施例2
29.一种炉排炉用碳化硅可塑料，包括下述质量份的原料：碳化硅骨料45份、碳化硅粉料25份、刚玉骨料15份、氧化铝微粉5份、结合剂8份、金属硅粉2份、三聚磷酸钠0.3份；结合剂是将mgtial水滑石类插层材料与硅溶胶按质量比为0.8：10混合得到，其中硅溶胶的固含量为40％。
30.其中，mgtial水滑石类插层材料的制备方法为共沉淀法，具体如下：将0.02mol十二烷基硫酸钠、0.02mol mg(no3)2·
6h2o、0.01mol al(no3)
·
9h2o加入150ml水中充分搅拌溶解得到混合溶液，然后将混合溶液与0.5ml ticl4共同滴加到300ml浓度为0.6mol/l的naoh溶液中，滴加完毕后在90℃下晶化20h，离心后洗涤、过滤，即得。
31.其中，碳化硅骨料由粒径为1-2mm的sic和粒径为0.1-0.5mm的sic按质量比为1：7组成；碳化硅粉料的粒径≤20μm；刚玉骨料的粒径为1-3mm；氧化铝微粉的粒径≤5μm。
32.上述炉排炉用碳化硅可塑料的制备方法制备方法同实施例1。
33.实施例3
34.一种炉排炉用碳化硅可塑料，包括下述质量份的原料：碳化硅骨料43份、碳化硅粉料28份、刚玉骨料12份、氧化铝微粉6份、结合剂7.5份、金属硅粉1.5份、三聚磷酸钠0.2份；结合剂是将mgtial水滑石类插层材料与硅溶胶按质量比为0.5：10混合得到，其中硅溶胶的固含量为40％。
35.其中，mgtial水滑石类插层材料的制备方法为共沉淀法，具体如下：将0.015mol十二烷基硫酸钠、0.015mol mg(no3)2·
6h2o、0.005mol al(no3)
·
9h2o加入150ml水中充分搅拌溶解得到混合溶液，然后将混合溶液与0.45ml ticl4共同滴加到300ml浓度为0.5mol/l的naoh溶液中，滴加完毕后在85℃下晶化24h，离心后洗涤、过滤，即得。
36.其中，碳化硅骨料由粒径为1-2mm的sic和粒径为0.1-0.5mm的sic按质量比为1：5组成；碳化硅粉料的粒径≤20μm；刚玉骨料的粒径为1-3mm；氧化铝微粉的粒径≤5μm。
37.上述炉排炉用碳化硅可塑料的制备方法制备方法同实施例1。
38.对比例1
39.一种炉排炉用碳化硅可塑料，包括下述质量份的原料：碳化硅骨料40份、碳化硅粉料30份、刚玉骨料10份、氧化铝微粉10份、结合剂5份、金属硅粉1份、三聚磷酸钠0.1份；结合剂是固含量为30％的硅溶胶。
40.其中，碳化硅骨料由粒径为1-2mm的sic和粒径为0.1-0.5mm的sic按质量比为1：4组成；碳化硅粉料的粒径≤20μm；刚玉骨料的粒径为1-3mm；氧化铝微粉的粒径≤5μm。
41.上述炉排炉用碳化硅可塑料的制备方法制备方法同实施例1。
42.试验例
43.物理性能测试：
44.分别将实施例1-3和对比例1的可塑料装入模具中，压制成型，脱模后在110℃下干燥24h，然后在1400℃下热处理3h，制成试样，并检测试样的耐压强度、耐折强度和线变化率。其中，耐压强度的检测参照gb/t 5072-2008，耐折强度的检测参照gb/t 3001-2007，线变化率的检测参照gb/t 5988-2007。
45.测试结果如表1所示：
46.表1
[0047][0048][0049]
从表1可以看出，本发明的碳化硅可塑料具有优良的物理性能，能够满足使用要求。
[0050]
抗渣性测试：
[0051]
分别将实施例1-3和对比例1的可塑料装入模具中，压制成型，脱模后在110℃下干燥24h，然后在1400℃下热处理3h，制成试样，采用静态坩埚法进行试验，检测炉渣对试样的侵蚀层厚度，其中试验条件为1400℃、1h，炉渣的碱度为0.8。检测结果显示，实施例1-3的侵蚀厚度≤0.3mm，对比例1的侵蚀厚度为0.52mm，说明本发明的碳化硅可塑料抗渣性能得到大幅度的提升，其耐腐蚀性能优异。
[0052]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。