磷酸類耐火可塑料系由磷酸和磷酸鹽配制的耐火可塑料。其特點是高溫性能比較好,但保存期較短,因此,該類結合劑常與硫酸鋁溶液共同使用,以發(fā)揮各自的優(yōu)點。磷酸類硅酸鋁質耐火可塑料,其強度變化特征是,隨著加熱溫度的升高而增加,高溫強度到1200℃后則急劇下降。
磷酸類耐火可塑料的磷酸溶液密度為1.20-1.30g/cm3,用量為9%-11%,復合使用時的用量為5%-6%,而硫酸鋁溶液密度為1.23-1.28g/cm3,用量為5%-7%,固體磷酸鋁和六偏磷酸鈉,其用量為2%-6%:外加劑有抑制劑草酸等,其用量為1.0%左右。保存劑用糖蜜等,密度約為1.2gcm時,其用量為1.0%-1.5%,還有木質素碳酸鈣和淀粉等,其用量分別為0.5%和0.5%-1.0%。
磷酸類耐火可塑料的配合比:耐火骨料為50%-60%,耐火粉料為25%-35%,軟質黏士10%-15%,化學結合劑9%-13%;在生產時,采用磷酸結合劑時,先用其用量的60%與耐火骨料、粉料和軟質黏土混練,然后因料1-3d,二次混練時,摻加外加劑和余下的結合劑,混練勻,即可進行下道工序,當用復合化學結合劑時,一般先用硫酸鋁溶液混料,困料后再用磷酸類結合劑混練。應當指出,二次拌料稱量的質量,系指干料質量,否則添加的外加劑,將發(fā)生誤差。
磷酸類硅酸鋁質耐火可塑料的主性能,烘干耐壓強度較高,1400℃燒后耐壓強度為35-42MPa;1400℃高溫抗折強度約為1.0MPa.另外,1350℃高溫抗折強度為2.1-3.3MHa這說明,因含軟質黏士,高溫下液相量多,致使高溫強度較低。在保證耐火可塑料黏塑性的前提下,應盡量減少黏土用量。
如何延長磷酸鹽耐火可塑料的保存時間?
在耐火可塑料的生產和施工中,可塑性指數十分重要,即在一定的保存期內,應保持較高黏塑性,以便搗固施工。在國內外普遍采用草酸、檸檬酸作保存劑,但成本較高。采用糖蜜作保存劑,效果也比較好,如下圖。五組配合比基本相同,耐火骨料和粉料用一級礬土熟料制造,采用廣西泥作結合劑,有一組摻加了武鳴黏土,細度一般為170目,有一組為50目。結合劑為硫酸鋁和磷酸或二者復合用。從圖中看出,摻加糖蜜的耐火可塑料能延長保存期,與黏土種類和細度基本無關。對于磷酸和硫酸鋁復合結合劑來說,未加糖蜜的,保存2個月時可塑性指數下降約為60%,3個月時幾乎失去了黏塑性。摻加糖蜜后,保存4個月,基本上保持原有的可塑性指數,到12個月時,圖中曲線3與曲線4略有下降,曲線5仍保持原有的可塑性指數:對于硫酸鋁結合劑,摻加糖蜜后保存四個月,可塑性指數基本不變化,到8個月下降至15%左右,仍可施工。
糖蜜中含有草酸、蘋果酸和琥珀酸等有機酸,抑制了磷酸鹽和硫酸鹽,因此延長了耐火可塑料的保存期。同時,賦予了結合劑與原材料間的更充分分散與潤濕時間,使其結合性和黏塑性得到了良好發(fā)揮,導致了高溫性能的改善和提高。例如,保存八個月后硫酸鋁耐火可塑料1000℃高溫耐壓和抗折強度分別為86MPa和13.6MPa,復合結合劑耐火可塑料的分別為71MPa和16.9MPa,比剛生產時的強度,普遍提高了30%-60%。為了解決耐火可塑料的施工復雜問題,采用稀釋分散劑并用水調制耐火可塑料,具有良好的流動性,可澆注振動施工,稱為澆注可塑料,若噴涂施工時則稱為濕式噴涂可塑料等,前者,即后來發(fā)展成為黏土結合耐火澆注料,后者應稱為耐火噴涂料,軟質黏土應視為燒結劑。
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