Nestemäisten/jauhemaisten kaliumsilikaattien valmistajat

Sovelluksen ja suorituskyvyn edut kaliumsilikaatti tulenkestävissä materiaaleissa

1. Kaliumsilikaatin perusominaisuudet

Kaliumsilikaatti (K2O·nSiO2) on epäorgaaninen yhdiste, jolla on seuraavat keskeiset ominaisuudet:
Korkea sidos: Se voi muodostaa vakaan rakenteen useiden epäorgaanisten materiaalien (kuten alumiinioksidin ja piidioksidin) kanssa.
Korkean lämpötilan kestävyys: Hajoamislämpötila on yleensä yli 1000 °C, sopii korkean lämpötilan ympäristöihin.
Kemiallinen stabiilisuus: Se on haponkestävä ja hapettumisenkestävä ja toimii hyvin metallurgisissa ja kemiallisissa ympäristöissä.
Ympäristönsuojelu: Se on myrkytön ja ei sisällä haihtuvia orgaanisia yhdisteitä (VOC), mikä on vihreän teollisuuden trendin mukaista.

2. Pääsovellukset tulenkestävissä materiaaleissa

Kaliumsilikaattia käytetään laajalti seuraavilla tulenkestävällä kentällä sideaineena tai lisäaineena:
Tulenkestävät valukappaleet: Paranna yleislujuutta ja lämpöiskun kestävyyttä (kuten masuunin vuoraukset ja uunin korjaukset).
Tulenkestävät pinnoitteet: Metalli- tai keraamisten pintojen pinnoittaminen korkean lämpötilan hapettumisen ja korroosionkestävyyden parantamiseksi.
Tulenkestävä tiilisideaine: Korvaa perinteiset fosfaatit ja vähentää haurautta korkeissa lämpötiloissa.
Keraamiset kuitutuotteet: Kiinnittää kuiturakenteen ja parantaa lämmöneristystä (kuten ilmailun lämmöneristyskerros).

3. Suorituskyvyn hyötyanalyysi

Verrattuna perinteisiin tulenkestäviin sideaineisiin (kuten natriumsilikaatti ja fosfaatti), kaliumsilikaatin etuja ovat:

(1) Erinomainen korkeiden lämpötilojen kestävyys
Kaliumsilikaatilla on erinomainen stabiilisuus korkeissa lämpötiloissa. Sen hajoamislämpötila on yleensä yli 1000°C, ja jotkin modifioidut tuotteet kestävät jopa yli 1300°C ääriolosuhteita. Sitä vastoin natriumsilikaatti on helppo pehmentää korkeissa lämpötiloissa, kun taas fosfaatit voivat haurastua pitkäaikaisessa korkeassa lämpötilassa. Tämä tekee kaliumsilikaatista ihanteellisen valinnan korkean lämpötilan teollisiin skenaarioihin, kuten metallurgiaan ja lasiuuneihin.

(2) Parempi liimauslujuus ja rakenteellinen vakaus
Kaliumsilikaatti muodostaa jähmettymisen jälkeen kolmiulotteisen Si-O-K-verkkorakenteen, mikä antaa tulenkestävälle materiaalille paremman mekaanisen lujuuden. Kokeelliset tiedot osoittavat, että kaliumsilikaattia sideaineena käyttävien tulenkestävien valukappaleiden taivutus- ja puristuslujuutta voidaan lisätä 20 % - 30 %, samalla kun se vähentää rakenteellisen muodonmuutoksen riskiä korkeissa lämpötiloissa.

(3) Erinomainen lämpöiskun kestävyys
Kaliumsilikaatin alhaisesta lämpölaajenemiskertoimesta johtuen siihen sidottu tulenkestävä materiaali ei ole helppo murtua rajuissa lämpötilamuutoksissa (kuten uunin käynnistys- ja sammutusprosessissa). Tämä ominaisuus pidentää merkittävästi tulenkestävän vuorauksen käyttöikää ja vähentää ylläpitokustannuksia.

(4) Erinomainen kemiallinen korroosionkestävyys
Kaliumsilikaatti kestää hyvin hapanta kuonaa, sulaa metallia ja emäksisiä ympäristöjä, ja se soveltuu erityisen hyvin korroosiolle alttiisiin teollisuuslaitteisiin, kuten terässulatus- ja kemiallisiin reaktoreihin. Sitä vastoin perinteiset fosfaatinsideaineet ovat alttiita epäonnistumaan happamissa olosuhteissa.

(5) Ympäristönsuojelu ja turvallisuus
Kaliumsilikaatti ei sisällä haihtuvia orgaanisia yhdisteitä (VOC) eikä vapauta myrkyllisiä kaasuja korkeissa lämpötiloissa, mikä on EU:n REACH-määräysten ja vihreän valmistustrendien mukaista. Lisäksi sen tuotanto- ja käyttöprosessilla on vain vähän vaikutusta työntekijöiden terveyteen ja ympäristöön, ja se soveltuu teollisuudelle, jolla on tiukat ympäristönsuojeluvaatimukset (kuten elintarvikekäyttöön tarkoitetut lasiuunit).

(6) Rakenne ja prosessin mukautuvuus
Kaliumsilikaatti voidaan formuloida nestemäiseen tai jauhemuotoon, mikä on kätevää erilaisiin rakennusprosesseihin, kuten ruiskutukseen, kaatamiseen tai kastamiseen. Sen kovettumisaikaa voidaan säätää joustavasti säätämällä moduulia (SiO₂/K2O-suhde) tai lisäämällä kiihdyttimiä (kuten aluminaatteja) erilaisiin tuotantotarpeisiin.

4. Toimialan haasteet ja ratkaisut

Hidas kovettumisnopeus: Reaktiota voidaan nopeuttaa lisäämällä nanopiidioksidia tai metallioksideja.
Korkeammat kustannukset: Verrattuna natriumvesilasiin hinta on 10% ~ 15% korkeampi, mutta se voidaan kompensoida suorituskyvyllä.
Varastointikestävyys: Sen on oltava tiivis ja kosteudenkestävä. On suositeltavaa käyttää modifioitua kaliumsilikaattinestettä (kuten säätämällä moduuli arvoon 2,5–3,5).