Огнеупорная композиция

 

Изобретение относится к составу огнеупорной композиции, используемой для склеивания изделий из огнеупоров и керамики, ремонта футеровок тепловых агрегатов. Техническим результатом является оптимизация состава огнеупорной композиции с одновременным сокращением времени твердения и сохранением на высоком уровне адгезионной и механической прочности клеевого соединения. Огнеупорная композиция, включающая алюмохромфосфатное связующее, ускоритель твердения, воду и тонкодисперсный наполнитель – комбинацию, содержащую высокоглиноземистый мертель, содержит алюмохромфосфатное связующее, модифицированное на стадии синтеза 0,6-1,1 мас.% метилолмочевин общей формулы H₂(OCH₂)_nNCON(CH₂O)_mH₂, где n = 1, 2, m = 1, 2, в качестве ускорителя твердения – сульфат натрия, а указанный наполнитель дополнительно содержит керамическую массу и кремнезем, при соотношении высокоглиноземистый мертель : кремнезем : керамическая масса, равном 20–30 : 15–25 : 2–10, при следующем содержании компонентов, мас.%: указанное алюмохромфосфатное связующее 20–40, указанный наполнитель 37–65, сульфат натрия 1–4, вода - остальное. 1 табл.

Изобретение относится к составу огнеупорной композиции, используемой для склеивания изделий из огнеупоров и керамики, ремонта футеровок тепловых агрегатов.

Известен состав огнеупорного клея, принятый за прототип, включающий, мас.%: алюмохромфосфатное связующее 26-39; тонкодисперсный наполнитель - комбинацию, содержащую высокоглиноземистый мертель 22-28; отработанный катализатор нефтехимического производства 14-20; керамзитовую пыль 5-8; технический глицерин 0,8-1,6 и воду - остальное [SU №1365637 А1, кл. С 04 В 28/34, 30.10.1989].

Его недостатком является повышенная продолжительность твердения клеевой композиции при комнатной температуре.

Технической задачей изобретения является оптимизация состава огнеупорной композиции с одновременным сокращением времени твердения и сохранением на высоком уровне адгезионной и механической прочности клеевого соединения.

Поставленная задача достигается тем, что используют алюмохромфосфатное связующее, модифицированное на стадии синтеза 0,6-1,1 мас.% смеси ди-, три- и тетраметилолмочевин общей формулы

при мольном соотношении ди- : три- : тетраметилолмочевин, равном 1:4,2:2,5, тонкодисперсный наполнитель – комбинацию, содержащую высокоглиноземистый мертель, кремнезем и керамическую массу, применяемую для изготовления облицовочных плиток, а в качестве ускорителя твердения -сульфат натрия.

При n=1, m=1 получают HOCH₂NHCONHCH₂OH - диметилолмочевину, при n=1, m=2 или n=2, m=1 - HOCH₂NHCON(CH₂OH)₂ - триметилолмочевину и при n=m=2 - тетраметилолмочевину.

При повышении температуры огнеупорной композиции образуется пирофосфат кремния, который препятствует кристобалитизации AlPO₄ и направляет синтез на образование тридимита. При достижении температуры 1000-1200°С в композиции присутствует достаточное количество аморфных фосфатов, обеспечивающих высокую прочность огнеупорной композиции в данном температурном диапазоне. Дальнейший рост температуры (1200-1400°С) вызывает спекание и кристаллизацию АlРО₄ - тридимита, сопровождающейся разложением пирофосфата кремния с возгонкой Р₂О₅ и выделением аморфного SiO₂.

Присутствие в алюмохромфосфатном связующем метилолмочевин обуславливает протекание реакции этерификации и образование полимерных эфиров фосфорной кислоты, оказывающих пластифицирующее действие и регулирующих скорость твердения и поверхностное натяжение огнеупорной композиции. В результате улучшается смачивающая способность и адгезия огнеупорной композиции к огнеупорным материалам, возрастает прочность клеевого соединения.

Сущностью предлагаемого решения является огнеупорная композиция, включающая алюмохромфосфатное связующее, ускоритель твердения, воду и тонкодисперсный наполнитель – комбинацию, содержащую высокоглиноземистый мертель, содержит алюмохромфосфатное связующее, модифицированное на стадии синтеза 0,6-1,1 мас.% метилолмочевин общей формулы H₂(OCH₂)_nNCON(CH₂O)_mH₂, где n=1, 2, m=1, 2, в качестве ускорителя твердения – сульфат натрия, а указанный наполнитель дополнительно содержит керамическую массу и кремнезем, при соотношении высокоглиноземистый мертель : кремнезем : керамическая масса, равном 20–30:15–25:2–10, при следующем содержании компонентов, мас.%: указанное алюмохромфосфатное связующее 20-40, указанный наполнитель 37-65, сульфат натрия 1-4, вода - остальное.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в описании и таблице.

Пример 1. В быстроходном смесителе готовят огнеупорную композицию следующего состава, мас.%:

Алюмохромфосфатное связующее, модифицированное

0,8 мас.% метилолмочевин с мольным соотношением

ди- : три- : тетраметилолмочевин, равном

1:4,2:2,5 30

Высокоглиноземистый мертель МШ-28 22

Кремнезем 18

Керамическая масса 8,8

Сульфат натрия 1,5

Вода 19,7

Компоненты перемешивают до получения однородной сметанообразной массы и смесь наносят на поверхность огнеупора толщиной 3-4 мм. Склеиваемые изделия прижимают друг к другу для удаления излишка огнеупорной композиции и просушивают при температуре 20-25°С в течение недели. После этого они могут эксплуатироваться при температурах от 800 до 1400°С.

Пример 2. Условия приготовления огнеупорной композиции по примеру 1. Состав огнеупорной композиции, мас.%:

Алюмохромфосфатное связующее по примеру 1 36,8

Высокоглиноземистый мертель

МШ-28 27,0

Кремнезем 16,0

Керамическая масса 7,0

Сульфат натрия 2,2

Вода 11,0

Из описания изобретения и таблицы видно, что по заявленному техническому решению удается получить огнеупорную композицию с высокими эксплуатационными показателями и сокращенным временем твердения.

Характеристика огнеупорных композиций по примерам осуществления предлагаемой композиции и прототипу представлены в таблице.

Формула изобретения

Огнеупорная композиция, включающая алюмохромфосфатное связующее, ускоритель твердения, воду и тонкодисперсный наполнитель – комбинацию, содержащую высокоглиноземистый мертель, отличающаяся тем, что содержит алюмохромфосфатное связующее, модифицированное на стадии синтеза 0,6 - 1,1 мас.% метилолмочевин общей формулы H₂(OCH₂)_nNCON(CH₂O)_mH₂, где n = 1, 2, m = 1, 2, в качестве ускорителя твердения – сульфат натрия, а указанный наполнитель дополнительно содержит керамическую массу и кремнезем, при соотношении высокоглиноземистый мертель : кремнезем : керамическая масса, равном 20 – 30 : 15 – 25 : 2 – 10, при следующем содержании компонентов, мас.%:

Указанное алюмохромфосфатное связующее 20 - 40

Указанный наполнитель 37 - 65

Сульфат натрия 1 - 4

Вода Остальное