1.本发明涉及无机材料为基料的耐火材料材料领域，更具体涉及一种中包套管高温防漏气膨胀涂料及其制备方法。
背景技术：
2.随着国内外炼钢连铸技术的不断进步和发展，钢厂技术更新越来越快，钢水的质量也在不断提高，在现有大部分钢厂，连铸钢包下水口和长水口(套管)使用过程中存在的主要问题：钢包下水口与长水口(套管)接缝处有间隙，但长水口与下水口都是钢性结构，由于生产加工误差等种种原因，密封的效果并不理想，二者之间的配合不可能天衣无缝，空气通过二者之间的缝隙进入长水口(套管)，使钢水被氧化。为了进一步减少钢包下水口和长水口(套管)之间的缝隙进入空气，除了使用氩封外，一般在缝隙间加密封套，密封套具有一定的弹性，可以堵塞长水口(套管)与下水口之间的缝隙。密封套的材料一般为耐火纤维，其耐火纤维主要为普通硅酸盐纤维、高纯纤维、多晶莫来石纤维、含锆纤维等。为了防止钢液与空气接触而造成钢液发生二次氧化的现象，通常在钢包下水口与长水口(套管)之间进行氩气密封设计，其原理在中包长水口上沿套有钢罩并通过钢罩向下水口和长水口之间的缝隙吹氩方式进行，虽然有吹氩保护装置的存在，但是由于受到机械加工公差、浇钢过程热膨胀以及钢水流动等因素的影响，中包长水口与钢包下水口连接处经常发生微微的晃动造成下水口和长水口之间密封不够稳定，从而造成钢液吸入空气，使得钢液二次氧化。但是在实际使用过程中，时常出现密封不良而引起钢水中气体含量大幅度增加，影响铸坯质量，甚至造成钢坯降级或判废。
3.传统纤维密封套存在如下缺陷：
4.1、耐火纤维多使用价格便宜的普通硅酸纤维，其长期使用温度低(<1250℃),而密封套在长水口内，温度约1300℃左右，一炉钢浇铸时间40～60分钟，耐火纤维易结晶，脆化，发生体积收缩，失去弹性；
5.2、耐火纤维与长水口(套管)化学成份相差较大，高温下易相互烧结而粘接，换钢包时不易清理。而清理时间过长会造成长水口(套管)碗部内腔不规则严重，再放上新密封圈时，不能完全填充缝隙；
6.3、密封套耐火纤维存在很大的气孔率，由于弹性，使用时两种水口的挤压并不能使气孔完全闭合。在钢流的强烈抽吸下，空气还是可能通过气孔进入长水口(套管)内腔，氧化钢水；
7.4、耐火纤维还可能与钢包下水口钢套表面的氧化铁发生反应而粘接，下水口多炉连用必须用钢刷清理干净。
8.5、现场用钢刷清理时，耐火纤维满天飞具有致癌性，吸入对人体身心健康不利。
技术实现要素：
9.为了解决上述问题，本发明的目的在于提供了一种对环境无污染、良好的隔热效
果、耐高温、密封效果好的中包套管高温防漏气膨胀涂料及其制备方法。
10.根据本发明的一个方面，提供了中包套管高温防漏气膨胀涂料，按重量百分含量计，包含以下组分：甲基纤维素2％～3％、苯丙乳液2％～4％、增稠剂0.2％～0.4％、高纯氧化镁20％～30％、硅石粉20％～40％、蓝晶石25％～30％、氧化锆15％～25％、c 0％～4％，外加：水25～30％。
11.在一些实施方式中，组分的颗粒级配为：
12.高纯氧化镁为200目；
13.硅石粉为325目；
14.蓝晶石为325目；
15.氧化锆为325目；
16.c为325目。
17.在一些实施方式中，甲基纤维素、苯丙乳液和增稠剂为液体。
18.在一些实施方式中，甲基纤维素粘度为10000。
19.根据本发明的一个方面，提供了中包套管高温防漏气膨胀涂料的制备方法,采用以下步骤制备：
20.a、配料：高纯氧化镁20％～30％、硅石粉20％～40％、蓝晶石25％～30％、氧化锆15％～25％、c 0％～4％，干粉组分混合均匀后；
21.b、混合：甲基纤维素2％～3％、苯丙乳液2％～4％、增稠剂0.2％～0.4％以及水25～30％，各干粉组分与总重量20％～25％的水混合均匀；
22.c、搅拌：利用搅拌设备，搅拌8～12小时成稠状；
23.d、分装：将制备好的涂料分装在塑料小桶入库待用。
24.本发明的一种中包套管高温防漏气膨胀涂料，在遇到高温后发生体积膨胀，以弥补高温时产生的体积收缩，堵塞部分气孔；表层覆膜的作用是隔断纤维材料与长水口、下水口的直接接触，耐火纤维之间的接触，避免高温时烧结，发生体积收缩和纤维脆化，同时阻塞纤维气孔；使用时不会发生脆化，弹性优异，体积不会收缩；还可以让密封套纤维的气孔率进一步下降；同时阻止了密封套与长水口和钢套的化学反应，三者之间不会发生粘接，使用后长水口(套管)碗部基本不用清理，减少了人力物力，提高了长水口(套管)的使用寿命，可以重复使用多次，具有减轻钢水二次氧化，为生产洁净钢、优质钢、品种钢提供了条件；提高连铸机的中包长水口(套管)氩封效果；降低了中包钢水的气体n含量；减少氩气的使用量，降低吨钢成本的有益效果。
具体实施方式
25.下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
26.中包套管高温防漏气膨胀涂料，按重量百分含量计，包含以下组分：甲基纤维素2％～3％、苯丙乳液2％～4％、增稠剂0.2％～0.4％、高纯氧化镁20％～30％、硅石粉20％～40％、蓝晶石25％～30％、氧化锆15％～25％、c 0％～4％，外加：水25～30％。
27.上述组分部份主要原材料在该发明产品中产生的功能和作用：
28.蓝晶石：是一种高铝矿物原料，在高温下分解产生莫来石和sio2，同时伴随明显的体积膨胀，而高温膨胀是其他高铝原料所没有的特性，故常常将蓝晶石作为原料添加到制
品中，利用其膨胀效应抵消某些基体材料的收缩或者制品的烧成收缩，使制品具有高温体积相对稳定，抗热震性好和抗蠕变性能好等特点，进而提高制品的高温使用性能，延长制品的使用寿命。蓝晶石还具有耐酸碱、耐腐蚀、抗冲击力强、电绝缘性能好等特点
29.硅石：受热时，由于石英的多晶转变，其比重减小、体积膨胀，加热至某一温度时开始产生剧烈的膨胀。按加热时剧烈膨胀开始温度的高低，可将硅石分为低热稳定性的、中稳定性的和高稳定。
30.氧化镁：白色无定型粉末、无味、无臭、无毒。质轻，相对密度为3.85(25℃)。熔点2852℃，沸点3600℃。单晶氧化镁是指mgo含量在99.95％以上，具有极强的耐高低温(高温2500℃，低温
‑
270℃)抗腐蚀性、绝缘性和良好的导热性和光学性，密度(g/cm)：3.65，热膨胀系数(
×
10
‑
7/℃)(25℃)：138导热率(cal/cm/sec/℃)(25℃)：0.06比热(cal/g.℃)：0.209。
31.二氧化锆：化学式为zro2，是锆的主要氧化物，通常状况下为白色无臭无味晶体，难溶于水、盐酸和稀硫酸。化学性质不活泼，且具有高熔点、高电阻率、高折射率，使它成为重要的耐高温材料、陶瓷绝缘材料。
32.甲基纤维素(mc)：在80～90℃的热水中迅速分散、溶胀，降温后迅速溶解，水溶液在常温下相当稳定，高温时能凝胶，并且此凝胶能随温度的高低与溶液互相转变。具有优良的润湿性、分散性、粘接性、增稠性、乳化性、保水性和成膜性，以及对油脂的不透性。所成膜具有优良的韧性、柔曲性和透明度，因属非离子型，可与其他的乳化剂配伍，但易盐析，溶液在ph2－12范围内稳定。视密度：0.30－0.70g/cm3，密度约1.3g/cm3。
33.苯丙乳液(苯乙烯
‑
丙烯酸酯乳液)：是由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液共聚而得。苯丙乳液作为一类重要的中间化工产品,有着非常广泛的用途，现主要用作建筑涂料、金属表面乳胶涂料、地面涂料、纸张粘合剂、胶粘剂等。苯丙乳液附着力好，胶膜透明，耐水、耐油、耐热、耐老化性能良好。苯丙乳液用作纸品胶粘剂，也可与淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠等胶粘剂配合使用。
34.增稠剂：又称胶凝剂，是一种能增加胶乳、液体黏度的物质，增稠剂可以提高物系黏度，使物系保持均匀稳定的悬浮状态或乳浊状态，或形成凝胶；大多数增稠剂兼具乳化作用。可分为天然和合成两大类。
35.组分的颗粒级配为：
36.高纯氧化镁为200目；
37.硅石粉为325目；
38.蓝晶石为325目；
39.氧化锆为325目；
40.c为325目。
41.甲基纤维素、苯丙乳液和增稠剂为液体。
42.甲基纤维素粘度为10000。
43.根据本发明的一个方面，提供了中包套管高温防漏气膨胀涂料的制备方法,采用以下步骤制备：
44.a、配料：高纯氧化镁20％～30％、硅石粉20％～40％、蓝晶石25％～30％、氧化锆15％～25％、c 0％～4％，干粉组分混合均匀后；
45.b、混合：甲基纤维素2％～3％、苯丙乳液2％～4％、增稠剂0.2％～0.4％以及水25～30％，各干粉组分与总重量20％～25％的水混合均匀；
46.c、搅拌：利用搅拌设备，搅拌8～12小时成稠状；
47.d、分装：将制备好的涂料分装在塑料小桶入库待用。。
48.具体实施方式：
49.按重量百分含量计，称取甲基纤维素、苯丙乳液、增稠剂、高纯氧化镁、硅石粉、蓝晶石、氧化锆、c，外加：水。分别按照表1中的配方1、配方2和配方3粉状固体物进行混合后，外加各组分总重量25％的液体粘结剂搅拌8～10小时即得到配方1、配方2和配方3的中包套管高温防漏气膨胀涂料。
50.表1配方1、配方2和配方3中各组分含量
[0051][0052]
所得到的配方1、配方2和配方3的一种中包套管高温防漏气膨胀涂料，外观：水溶性稠状液体；性状：载体(水溶性)；比重：1.3～1.9；粘度：8
‑
20p。
[0053]
所制得的3个配方的中包套管高温防漏气膨胀涂料通过试验，其性能见对照表2：
[0054]
表2配方1、配方2和配方3的中包套管高温防漏气膨胀涂料性能
[0055][0056]
上述成分配比中对于，一种是含c不易粘连型的，反之：另一种是不含碳成份的易粘结的高温膨胀涂料。高温膨胀涂料的主成份均一样，因c在主成份中在高温下易氧化发白，结构组织疏松，所以在高温使用时一会与本体粘连，便于脱落，所以解决了高温下易相
互烧结而粘接，换钢包下水口时不易清理问题
[0057]
本发明的施工方法：
[0058]
1、上述中包套管高温防漏气膨胀涂料，其在于将所述的组分混合后，按重量计，加原料各组分总重量20％～25％的水搅拌8～12小时后成稠状。
[0059]
2、把密封套浸入中包套管高温防漏气膨胀涂料或将中包套管高温防漏气膨胀涂料涂刷在密封套表面上，厚度约0.5～0.8mm。
[0060]
3、夏天自然干燥即可，冬天需放入120度烘箱干燥5～8小时。
[0061]
本发明的一种中包套管高温防漏气膨胀涂料，在遇到高温后发生体积膨胀，以弥补高温时产生的体积收缩，堵塞部分气孔；表层覆膜的作用是隔断纤维材料与长水口、下水口的直接接触，耐火纤维之间的接触，避免高温时烧结，发生体积收缩和纤维脆化，同时阻塞纤维气孔；使用时不会发生脆化，弹性优异，体积不会收缩；还可以让密封套纤维的气孔率进一步下降；同时阻止了密封套与长水口和钢套的化学反应，三者之间不会发生粘接，使用后长水口(套管)碗部基本不用清理，减少了人力物力，提高了长水口(套管)的使用寿命，可以重复使用多次，具有减轻钢水二次氧化，为生产洁净钢、优质钢、品种钢提供了条件；提高连铸机的中包长水口(套管)氩封效果；降低了中包钢水的气体n含量；减少氩气的使用量，降低吨钢成本的有益效果。
[0062]
以上所述的仅是本发明的一些实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的创造构思的前提下，还可以做出其它变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。