不定形耐火材料用结合剂及其制备方法[0002]铝酸盐水泥作为不定形耐火材料的结合剂具有100多年的历史，是目前使用范围最广，使用量最大的结合剂。其结合机理为水合结合，即通过铝酸盐水泥与水发生水化反应，生成具有结合强度的水化矿物相(CaAl2O4.XH2O)而提供结合功能。其代表反应方程式如下:[0003]CaAl204+10H20=CaAl204.IOH2O[0004]在不定形耐火材料的应用中，这种结合方式有其局限性，水化产物中的结合水在遇到高温时会急剧汽化脱水，轻则破坏耐火材料的微观组织结构，重者造成耐火材料坯体的爆裂，造成重大损害。 因此，在使用时一定要经过严格的长时间的烘烤脱水。而且，在一些苛刻的高温冶炼环境下，铝酸盐水泥结合的耐火材料还存在热态强度低，抗渣性能差的问题。
[0005]本发明的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种不定形耐火材料用结合剂及其制备方法。[0006]为实现上述目的，本发明所提供的不定形耐火材料用结合剂，原料按照质量分数包括以下组分:30~70%的氧化铝、20~60%的氧化镁和5~20%的激发剂，所述激发剂为偏硅酸、聚羧酸或聚羧酸盐、单质硅的混合物，其中，所述偏硅酸在激发剂混合物中的质量分数为40~80%,所述聚羧酸或聚羧酸盐在激发剂混合物中的质量分数为O~40%,所述单质硅在激发剂混合物中的质量分数为O~50%。[0007]优选的，所述不定形耐火材料用结合剂的原料按照质量分数包括以下组分:40~60%的氧化铝、30~40%的氧化镁和5~20%的激发剂，所述激发剂为偏硅酸、聚羧酸、单质硅的混合物，其中，所述偏硅酸在激发剂混合物中的质量分数为40~60%，所述聚羧酸在激发剂混合物中的质量分数为10~40%，所述单质硅在激发剂混合物中的质量分数为10~20%。
[0008]最佳的，所述不定形耐火材料用结合剂的原料按照质量分数包括以下组分:60%的氧化铝、35%的氧化镁和5%的激发剂，所述激发剂为偏硅酸、聚羧酸、单质硅的混合物，其中，所述偏硅酸在激发剂混合物中的质量分数为60%，所述聚羧酸在激发剂混合物中的质量分数为30%，所述单质硅在激发剂混合物中的质量分数为10%。
[0009]上述不定形耐火材料用结合剂的制备方法:将氧化铝、氧化镁与激发剂一起共磨，得到中位径< 20微米，90微米筛余< 5%的不定形耐火材料用结合剂。
[0010]本发明中氧化铝的比表面积BET ^ 3平方米/克，氧化铝中碱性氧化物质量分数(0.5%，含水率< 1%。
[0011]本发明中氧化镁的比表面积BET≤I平方米/克，含水率≤1%。
[0012]本发明的结合剂在激发剂的作用下，微粉原料中的氧化铝和氧化镁在水溶液中发生可控的、快速的凝结，产生结合强度，能够很好地解决铝酸盐水泥结合剂的缺陷，提升不定形耐火材料的性能。本发明的结合剂具有以下优点:
[0013]I)本发明制备的新型结合剂具有灵活易控的凝结时间，使用本结合剂的不定形耐火材料可以满足30~200分钟的施工时间要求；
[0014]2)本发明制备的新型结合剂在20°C~70°C的养护温度下，其凝结强度的发展与温度呈现很好的正线性关系，从而耐火材料坯体的强度发展可以通过调节养护温度来实现；
[0015]3)本发明制备的新型结合剂在高温使用时，产生高纯陶瓷结合，可以很好的改善耐火材料的高温抗侵蚀性能、抗热震性能。
[0016]4)本发明制备的新型结合剂具有快速烘烤性能，可以降低耐火材料的爆裂风险，节约耐火材料的烘烤成本。

[0017]为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，但它们不对本发明构成限定。 [0018]以下实施例中氧化铝的比表面积BET > 3平方米/克，氧化铝中碱性氧化物质量分数≤0.5%，含水率≤1%。氧化镁的比表面积BET≤I平方米/克，含水率≤1%。
[0019]实施例1
[0020]将质量分数为50%的氧化铝和40%的氧化镁与10%的激发剂通过球磨机研磨30分钟，偏硅酸在激发剂混合物中的质量分数为80%，聚羧酸在激发剂混合物中的质量分数为10%，单质硅在激发剂混合物中的质量分数为10% ;获得中位径粒度为8微米，90微米筛余为
2.5%的不定形耐火材料用结合剂。
[0021]实施例2
[0022]将质量分数为60%的氧化铝和35%的氧化镁与5%的激发剂通过球磨机研磨30分钟，偏硅酸在激发剂混合物中的质量分数为60%，聚羧酸在激发剂混合物中的质量分数为30%，单质硅在激发剂混合物中的质量分数为10% ;获得中位径粒度为5微米，90微米筛余为1%的不定形耐火材料用结合剂。
[0023]实施例3
[0024]将质量分数为40%的氧化铝和40%的氧化镁与20%的激发剂通过球磨机研磨30分钟，偏硅酸在激发剂混合物中的质量分数为40%，聚羧酸在激发剂混合物中的质量分数为40%，单质硅在激发剂混合物中的质量分数为20% ;获得中位径粒度为14微米，90微米筛余为4%的不定形耐火材料用结合剂。
[0025]实施例4
[0026]将质量分数为60%的氧化铝和35%的氧化镁与5%的激发剂通过球磨机研磨30分钟，偏硅酸在激发剂混合物中的质量分数为60%，聚羧酸在激发剂混合物中的质量分数为40% ;获得中位径粒度为5微米，90微米筛余为1%的不定形耐火材料用结合剂。[0027]实施例5
[0028]将质量分数为60%的氧化铝和35%的氧化镁与5%的激发剂通过球磨机研磨30
分钟，偏硅酸在激发剂混合物中的质量分数为80%，单质硅在激发剂混合物中的质量分数为
20% ;获得中位径粒度为5微米，90微米筛余为1%的不定形耐火材料用结合剂。
[0029]对比例I
[0030]耐火材料配方(质量百分比):电熔白刚玉O~8毫米，67% ;200目电熔白刚玉细粉，
18% ;活性氧化铝微粉，8% ;高效复合减水剂WSM-Rl外加0.4%。CA70铝酸盐水泥，8%。
[0031]将实施例1~5所制备的不定形耐火材料用结合剂与对比例进行性能测试，实验
结果如表1所述。
[0032]表1性能测试的实验结果对比
[0033]