【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及粘結劑，尤其涉及一種適用于耐火材料的粘結劑及其制備工藝、應用。
技術介紹
1、耐火材料是指借助外力和模型將耐火硅質等原料加工成規定尺寸和形狀的成品的過程。近年來，新能源汽車和儲能技術的不斷發展，其上游正負極材料生產企業和碳酸鋰、鈷、鎳等有色金屬企業在提純、冶煉、焙燒等生產工藝過程中都大量用到了耐火材料作為載體，隨著耐火材料的不斷發展，各領域對耐火材料的要求也在不斷提高，成型后的耐火材料應滿足下列要求：(1)形狀、尺寸和精度符合設計要求；(2)結構均勻、致密，表面及內部無裂紋；(3)具有足夠的機械強度；(4)符合預期的物理性能要求。
2、但耐火材料成型時多采用傳統有機粘結劑，傳統的有機粘合劑具有分散性差、成型時壓制的制品致密度低，用量大，成本較高的特點，并且在干燥或燒成時，傳統的有機粘合劑在耐火材料中大量熔化、分解、揮發，容易導致耐火材料發生變形、開裂，機械強度也會降低，影響了耐火材料最終的成品質量。
技術實現思路
1、本專利技術的主要目的是提供一種適用于耐火材料的粘結劑及其制備工藝、應用，旨在改善現有的耐火材料采用傳統有機粘結劑，耐火材料容易變形、開裂，且機械強度較低的技術問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提出一種適用于耐火材料的粘結劑，以重量份計，包括如下原料制得：分散性磺化淀粉醚30-40份、萘磺酸鈉甲醛縮合物20-30份、羥丙基甲基纖維素3-5份、鈉基膨潤土5-10份、氣相二氧化硅3-5份、聚乙烯醇1-3份。
3、本方案制
4、并且，本方案獲得的粘結劑在各種類型的耐火材料中適應性均較好，可與耐火材料的其他添加劑共同使用。
5、優選地，以重量份計，所述分散性磺化淀粉醚包括如下原料制得：玉米淀粉25-35份、木薯淀粉5-10份、黃糊精5-10份、木質素磺酸鈉5-8份、片堿2-4份、甲醇6-8份、氯乙酸6-8份。
6、優選地，所述分散性磺化淀粉醚的制備步驟包括：按配比，將所述玉米淀粉、所述木薯淀粉、所述黃糊精、所述木質素磺酸鈉置于設備中混合均化25-35min，得到第一混合料；
7、向所述第一混合料中加入所述片堿攪拌均勻，邊攪拌邊加入所述甲醇，在水浴狀態下進行堿化反應，反應35-45min后得到第二混合料；
8、向所述第二混合料中加入所述氯乙酸進行醚化，醚化時升溫至75-80℃，反應60-70min后冷卻至室溫，過60目振動篩后即得到所述分散性磺化淀粉醚。本方案的室溫為25-30℃左右。
9、本方案以甲醇作為溶劑，采用木質素磺酸鈉磺化玉米淀粉、木薯淀粉和黃糊精，制備過程中添加有片堿(氫氧化鈉)促使玉米淀粉、木薯淀粉、黃糊精、木質素磺酸鈉進行堿化反應，再利用氯乙酸對上述混合料進行醚化，獲得的分散性磺化淀粉醚加入耐火材料的制備原料中后，可使得耐火材料的反應更加充分，獲得的耐火材料內部結構更為均勻致密，進一步提高了耐火材料的強度，也可以減少耐火材料的開裂情況。
10、優選地，水浴時的水浴溫度為33-38℃。堿化反應較為適宜的溫度為33-38℃，在低于或高于上述溫度范圍時，堿化反應效率均較低，獲得的產物品質不佳。
11、優選地，所述萘磺酸鈉甲醛縮合物的ph值為7.6-7.8，按質量百分比計，所述萘磺酸鈉甲醛縮合物中的硫酸鈉含量為18.5-19.5％，氯離子含量為0.18-0.5％，表面張力大致在72mn/m左右。萘磺酸鈉甲醛縮合物具有較好的分散作用，可使耐火材料原料在攪拌、陳腐等工藝環節中更加均化，不易出現抱團現象，在成型時更加容易排氣，成品致密度高，耐火材料的強度有所提升，其余力學性能也有所改善。
12、優選地，所述羥丙基甲基纖維素的粘度為40000-60000mpa·s-1(ndj-1型粘度計測得)，羥丙基甲基纖維素選用冷溶型，ph值為6-7；且所述羥丙基甲基纖維素中甲氧基含量為25-30％，羥丙氧基含量為10-13％。當羥丙基甲基纖維素的參數限定在上述范圍時，可以提高粘結劑的粘結強度，也可以改善耐火材料的抗裂性。
13、優選地，所述萘磺酸鈉甲醛縮合物和所述羥丙基甲基纖維素的粒徑范圍均為180-380μm，所述鈉基膨潤土的粒徑范圍為80-150μm，所述氣相二氧化硅的粒徑范圍為5-45nm，所述聚乙烯醇的粒徑范圍為100-150μm。
14、優選地，所述氣相二氧化硅的松密度為200-400g/dm3，孔隙體積為0.1-1cm3/g。氣相二氧化硅是微粒子無機材料，氣相二氧化硅作為優良的性能改良劑，具有防止耐火材料在均化、陳腐工藝中防沉降的作用；同時還具有較好的助分散性，可以增加耐火材料原料的流動性，改善原料在成型時由于均化粉料流動性不足造成的尺寸不一、大小頭、厚薄不均、鼓包、分層等現象。本方案的氣相二氧化硅限定在上述參數時，獲得的粘結劑具有較好的質量。
15、除此之外，本專利技術還提出一種如上述任一項所述的適用于耐火材料的粘結劑的制備工藝，包括如下步驟：按配比，將所述分散性磺化淀粉醚、所述萘磺酸鈉甲醛縮合物、所述羥丙基甲基纖維素、所述鈉基膨潤土、所述氣相二氧化硅、所述聚乙烯醇加入球磨設備中干法球磨至38-58μm，再將上述球磨后的原料置于粉碎設備中粉碎至13-23μm，即得到所述適用于耐火材料的粘結劑。
16、粘結劑在制備時經過兩次破碎，第一次球磨破碎時，獲得的混合物料尺寸為38-58μm，第二次粉碎時獲得的混合物料尺寸則為13-23μm，粒度更小，增大粘結劑的比表面積，更有利于將粘結劑添加至耐火材料中使用，可使耐火材料具有較好的強度，同時也能避免其出現容易開裂的情況。
17、除此之外，本專利技術還提出一種如上述任一項所述的適用于耐火材料的粘結劑在制備耐火材料中的應用。
18、與現有技術相比，本專利技術的適用于耐火材料的粘結劑具有以下有益效果：引入了特殊的萘磺酸鈉甲醛縮合物和鈉基膨潤土，其中，萘磺酸鈉甲醛縮合物多用作水泥的減水劑，本方案將其作為粘結劑的主要原料來使用；鈉基膨潤土的引入則可以改善耐火材料的塑性和強度。此外，本方案粘結劑主要原料還添加有分散性磺化淀粉醚，分散性磺化淀粉醚采用下述原料和制備工藝所制得，將分散性磺化淀粉醚與上述原料配合使用時，首先，可以改善耐火材料制品的強度；其次，將該粘結劑添加至耐火材料中成型時，還可以避免厚規格的耐火材料在本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種適用于耐火材料的粘結劑，其特征在于，以重量份計，包括如下原料制得：分散性磺化淀粉醚30-40份、萘磺酸鈉甲醛縮合物20-30份、羥丙基甲基纖維素3-5份、鈉基膨潤土5-10份、氣相二氧化硅3-5份、聚乙烯醇1-3份。
2.根據權利要求1所述的一種適用于耐火材料的粘結劑，其特征在于，以重量份計，所述分散性磺化淀粉醚包括如下原料制得：玉米淀粉25-35份、木薯淀粉5-10份、黃糊精5-10份、木質素磺酸鈉5-8份、片堿2-4份、甲醇6-8份、氯乙酸6-8份。
3.根據權利要求2所述的一種適用于耐火材料的粘結劑，其特征在于，所述分散性磺化淀粉醚的制備步驟包括：
4.根據權利要求3所述的一種適用于耐火材料的粘結劑，其特征在于，水浴時的水浴溫度為33-38℃。
5.根據權利要求1所述的適用于耐火材料的粘結劑，其特征在于，所述萘磺酸鈉甲醛縮合物的PH值為7.6-7.8；按質量百分比計，所述萘磺酸鈉甲醛縮合物中的硫酸鈉含量為18.5-19.5％，氯離子含量為0.18-0.5％。
6.根據權利要求1所述的一種適用于耐火材料的粘結
7.根據權利要求1所述的一種適用于耐火材料的粘結劑，其特征在于，所述萘磺酸鈉甲醛縮合物和所述羥丙基甲基纖維素的粒徑范圍均為180-380μm，所述鈉基膨潤土的粒徑范圍為80-150μm，所述氣相二氧化硅的粒徑范圍為5-45nm，所述聚乙烯醇的粒徑范圍為100-150μm。
8.根據權利要求1所述的適用于耐火材料的粘結劑，其特征在于，所述氣相二氧化硅的松密度為200-400g/dm3，孔隙體積為0.1-1cm3/g。
9.一種如權利要求1-8任一項所述的適用于耐火材料的粘結劑的制備工藝，其特征在于，包括如下步驟：
10.一種如權利要求1-8任一項所述的適用于耐火材料的粘結劑在制備耐火材料中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種適用于耐火材料的粘結劑，其特征在于，以重量份計，包括如下原料制得：分散性磺化淀粉醚30-40份、萘磺酸鈉甲醛縮合物20-30份、羥丙基甲基纖維素3-5份、鈉基膨潤土5-10份、氣相二氧化硅3-5份、聚乙烯醇1-3份。
2.根據權利要求1所述的一種適用于耐火材料的粘結劑，其特征在于，以重量份計，所述分散性磺化淀粉醚包括如下原料制得：玉米淀粉25-35份、木薯淀粉5-10份、黃糊精5-10份、木質素磺酸鈉5-8份、片堿2-4份、甲醇6-8份、氯乙酸6-8份。
3.根據權利要求2所述的一種適用于耐火材料的粘結劑，其特征在于，所述分散性磺化淀粉醚的制備步驟包括：
4.根據權利要求3所述的一種適用于耐火材料的粘結劑，其特征在于，水浴時的水浴溫度為33-38℃。
5.根據權利要求1所述的適用于耐火材料的粘結劑，其特征在于，所述萘磺酸鈉甲醛縮合物的ph值為7.6-7.8；按質量百分比計，所述萘磺酸鈉甲醛縮合物中的硫酸鈉含量為18.5-19.5％，氯離子含量為...
【專利技術屬性】
技術研發人員：方國福，劉愛國，
申請(專利權)人：佛山市國方纖維材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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