CN111606721A - 一种用于耐火材料的环保型结合剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于耐火材料的环保型结合剂及其制备方法，由以下原料按质量份组成：工业葡萄糖25‑35份；甘油25‑35份；纸浆废液25‑35份；铝粉5‑15份。优点是：本发明生产的环保型结合剂对耐火材料的混炼、成型性能以及制品的纤维结构都会产生良好的影响，有效提高了耐火材料的耐高温性能、强度和使用寿命，并简化镁质耐火材料的生产工艺，不需要高温烧成工序。

Description

一种用于耐火材料的环保型结合剂及其制备方法
技术领域
本发明属于耐火材料领域，尤其涉及一种用于耐火材料的环保型结合剂及其制备方法。
背景技术
结合剂在耐火材料中起着非常重要的作用，影响着耐火材料的强度、性能和使用寿命。传统使用的耐火材料结合剂中，普遍含有酚醛树脂、焦油、沥青等具有致癌物质、臭气和烟尘，对大气环境污染严重，威胁人类身体健康，同时结合剂的使用质量也不理想，影响着耐火材料的使用寿命。
目前耐火材料所使用的结合剂主要是硅酸盐类(例如水玻璃等)、硫酸盐类(例如纸浆废液等)、卤化物类(例如卤水等)、磷酸盐类，铝酸盐类、酚类树脂和沥青等，这类结合剂由于没能很好地形成再结合相的晶界结合，所以在高温下的耐压强度和抗浸蚀性能不够理想，因再结合相被首先损毁而导致整个耐火材料的损毁，例如平炉出钢口使用的镁砖(又叫出钢口砖)寿命只有20-30炉，满足不了生产的需要。而且使用这类结合剂的镁质耐火材料一般都需要高温烧成工序。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于耐火材料的环保型结合剂及其制备方法，提高耐火材料的耐高温性能、强度和使用寿命，并简化镁质耐火材料的生产工艺，不需要高温烧成工序。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种用于耐火材料的环保型结合剂，由以下原料按质量份组成：
工业葡萄糖25-35份；甘油25-35份；纸浆废液25-35份；铝粉5-15份。
所述的铝粉组成及占铝粉的质量百分比：
粒度＞89μm的铝粉≤15％；
44μm≤粒度≤89μm的铝粉＞50％；
粒度≤33μm的铝粉＜10％。
所述的纸浆废液为酸性纸浆废液。
一种用于耐火材料的环保型结合剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将原料放入反应釜中，搅拌加热至140℃-160℃，反应釜压力为0.010MPa-0.020MPa；
2)冷却后，得到结合剂。
步骤3)得到的结合剂应用到镁碳砖生产中。
步骤3)得到的结合剂添加到镁质干式料中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明生产的环保型结合剂对耐火材料的混炼、成型性能以及制品的纤维结构都会产生良好的影响，有效提高了耐火材料的耐高温性能、强度和使用寿命，并简化镁质耐火材料的生产工艺，不需要高温烧成工序等。生产环保结合剂的主要原料是造纸行业中的纸浆废液，降低了生产成本，实现废液的再利用。该制备方法工艺简单、成本低廉、绿色环保。
具体实施方式
下面对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
一种用于耐火材料的环保型结合剂，由以下原料按质量份组成：
工业葡萄糖25-35份；甘油25-35份；纸浆废液25-35份；铝粉5-15份。纸浆废液选用酸性纸浆废液。
铝粉组成及占铝粉的质量百分比：粒度＞89μm的铝粉≤15％；44μm≤粒度≤89μm的铝粉＞50％；粒度≤33μm的铝粉＜10％。
其中，工业葡萄糖主要作用是粘稠作用，葡萄糖是多羟基的碳链结构，甘油主要起到保湿作用，纸浆废液中的亚硫酸盐含有大量的木质素磺酸盐和糖、醛等还原物质，与甘油、制浆废液加热充分混合后形成的结合剂具有很好的黏稠作用和保湿作用，满足了镁碳砖的生产工艺要求。纸浆废液添加到结合剂中，用于生产耐火砖，可提高耐火砖的强度，生产耐火砖过程中可提高原料的塑性，降低耐火砖颗粒间的摩擦力，提高耐火砖的密度。
若结合剂作为原料添加在镁碳砖中，铝粉在镁碳砖中起到抗氧化作用，防止碳的氧化。而镁碳砖中碳的存在，主要是防止炉渣向砖内浸蚀，以提高镁碳砖的抗浸蚀性，但是碳具有易氧化的特性，当镁碳砖中的碳被氧化时，砖的抗浸蚀性随之发生下降的变化，碳的氧化将加快砖的损毁，使用寿命降低，因此加入易氧化的金属铝粉来保护砖中的碳，提高镁碳砖的抗浸蚀性、抗渣性、抗剥落性，高温抗拆性。若结合剂添加在镁质干式料中，铝粉的作用是抗氧化，使镁质干式料与耐火砖更好的结合。
一种用于耐火材料的环保型结合剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将原料放入反应釜中，搅拌加热至140℃-160℃，反应釜压力为0.010MPa-0.020MPa；
2)冷却后，得到结合剂。
该结合剂未完全冷却至室温时，液态的结合剂可直接添加到镁碳砖原料中，生产镁碳砖。完全冷却后的固态结合剂经粉碎后可添加到镁质干式料中。
实施例1：
用于耐火材料的环保型结合剂，由以下原料按质量百分比组成：
工业葡萄糖30％；甘油30％；纸浆废液30％；铝粉10％。纸浆废液采用亚硫酸纸浆废液。
铝粉组成及占铝粉的质量百分比：粒度＞89μm的铝粉10％；44μm≤粒度≤89μm的铝粉88％；粒度≤33μm的铝粉8％。
用于耐火材料的环保型结合剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将原料放入反应釜中，经50-60min搅拌加热至150℃，反应釜压力为0.015MPa；
2)冷却后，得到结合剂。
得到的液体结合剂可应用到镁碳砖生产中。或者冷却后的固态结合剂添加到镁质干式料中。
实施例2：
用于耐火材料的环保型结合剂，由以下原料按质量百分比组成：
工业葡萄糖29％；甘油29％；纸浆废液29％；铝粉13％。纸浆废液采用酸性纸浆废液。
其中，铝粉组成及占铝粉的质量百分比：粒度＞89μm的铝粉14％；44μm≤粒度≤89μm的铝粉77％；粒度≤33μm的铝粉9％。
用于耐火材料的环保型结合剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将原料放入反应釜中，经55±3min搅拌加热至155-160℃，反应釜压力为0.010MPa；
2)冷却后，得到液体结合剂。得到的结合剂添加到镁质干式料中做为结合剂。
实施例3：
用于耐火材料的环保型结合剂，由以下原料按质量百分比组成：
工业葡萄糖31％；甘油31％；纸浆废液31％；铝粉7％。纸浆废液采用酸性纸浆废液。
其中，铝粉组成及占铝粉的质量百分比：粒度＞89μm的铝粉15％；44μm≤粒度≤89μm的铝粉75.5％；粒度≤33μm的铝粉9.5％。
用于耐火材料的环保型结合剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将原料放入反应釜中，搅拌加热至140-150℃，反应釜压力为0.020MPa；
2)冷却后，得到液体结合剂。得到的结合剂添加到镁质干式料中做为结合剂。

Claims (6)

1.一种用于耐火材料的环保型结合剂，其特征在于，由以下原料按质量份组成：
工业葡萄糖25-35份；甘油25-35份；纸浆废液25-35份；铝粉5-15份。
2.根据权利要求1所述的一种用于耐火材料的环保型结合剂，其特征在于，所述的铝粉组成及占铝粉的质量百分比：
粒度＞89μm的铝粉≤15％；
44μm≤粒度≤89μm的铝粉＞50％；
粒度≤33μm的铝粉＜10％。
3.根据权利要求1所述的一种用于耐火材料的环保型结合剂，其特征在于，所述的纸浆废液为酸性纸浆废液。
4.根据权利要求1-3所述的一种用于耐火材料的环保型结合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将原料放入反应釜中，搅拌加热至140℃-160℃，反应釜压力为0.010MPa-0.020MPa；
2)冷却后，得到结合剂。
5.根据权利要求4所述的一种用于耐火材料的环保型结合剂的制备方法，其特征在于，步骤3)得到的结合剂应用到镁碳砖生产中。
6.根据权利要求4所述的一种用于耐火材料的环保型结合剂的制备方法，其特征在于，步骤3)得到的结合剂添加到镁质干式料中。
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