CN100509991C - 固化型导热胶泥 - Google Patents
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Abstract
一种固化型导热胶泥，属无机导热材料，由细度为200目～500目的粉料与固化剂混合组成，该固化剂由磷酸二氢铝与硅溶胶按重量份2∶1调配而成；该粉料由煅烧高岭土、石墨粉或者多晶硅粉以及云母粉组成，粉料中的各组分的重量百分比为：10%的煅烧高岭土，10%～20%的石墨粉或者多晶硅粉，其余为云母粉；上述粉料与固化剂的配比为每公斤粉料加入200毫升固化剂。它敷设在采用热源管加热的容器、工业管道、或设备表面，将热源管的热量以接触方式传导至被加热介质，具有绝缘性、耐热性、敷设后能固化、导热性能好的特点。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种导热材料，特别是敷设后能固化、使用温度高，导热性能好的无机导热材料。
二、背景技术
在石油、化工、电力、国防工业中，有时需要对管道内固体、液体加热。其热源多为蒸气伴管、套管或电热管。如采用伴管或电热管直接对物料管加热，由于仅靠辐射传热，热效率不高。如采用蒸气套管，虽热效率高，但施工、安装不便，尤其是不平整面、弯曲盘管、阀门泵、法兰等施工更为困难。
因此，在热源管(蒸气管或电热管)和物料管之间填充高导热物质，将热源管与物料管之间的线接触传热改变为尔二者与高导热热物质的面接触传热，是强化导热过程，提高热效率、节约能源、降低施工难度的较好方法。
在无机导热材料方面，中国专利文献公开了一种“自固化无机导热胶泥”，它以导热材料和无机粘结材料作为主体材料，通过合适的加工生产方法制成的糊状物。其组成是，水玻璃30～65％、填料0～20％、导热材料30～60％、聚磷酸硅0～15％、增稠剂2～20％、六偏磷酸钠0～5％所说的填料为氧化硅或氧化铝；所说的增稠剂为羟甲基纤维素、聚乙烯醇或醋酸乙烯中的一种或一种以上。该胶泥的使用温度400℃，导热系数为14Kcal/m.hr.℃。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种调配时具有塑性、敷设后能固化、使用温度高、导热性能更好、绝缘性能好、成本低的固化型导热胶泥。
本发明的目的是这样实现的：一种固化型导热胶泥，由细度为200目～500目的粉料与固化剂混合组成，该固化剂由磷酸二氢铝与硅溶胶按重量份2∶1调配而成；该粉料由煅烧高岭土、石墨粉或者多晶硅粉以及云母粉组成，粉料中的各组分的重量百分比为：10％的煅烧高岭土，10％～20％的石墨粉或者多晶硅粉，其余为云母粉；上述粉料与固化剂的配比为每公斤粉料加入200毫升固化剂。
上述粉料中，云母是复杂的硅酸盐类。单斜晶系。晶体常成假六方片状，集合体是鳞片状。玻璃光泽。其中，云母有白云母、金云母、绢云母等有优良的耐热性，耐酸性、耐碱性和电气绝缘性。采用云母主要利用其优良的电气绝缘性和耐高温性能；高岭土(又称瓷土)主要由三氧化二铝及二氧化硅等晶体组成的矿物，其熔点约1785°，高岭土经煅烧(即高岭土加热到低于熔点的一定温度，使其除去所含结晶水、二氧化碳、三氧化硫等挥发性物质的过程)，处理后得到耐高温性能更好的煅烧高岭土；石墨属结晶形碳。化学性质不活泼，耐酸、碱、耐腐蚀性好。能导电，导热性能好；在粉料中添加石墨，在部分损耗绝缘性能的条件下，提高整体的导热性能；多晶硅为灰色或黑色有金属光泽的等轴八面体。不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液，常温下不活泼；熔点1000多度，多晶硅属于半导体材料，P型电阻率≥2600欧姆·厘米、N型电阻率≥300欧姆·厘米，导热性能较好，本发明采用工业级多晶硅粉。
生产中，先将粉料的各组分按比例(重量配比)分别粉碎至200目-500目的细度，并机械混合均匀备用；使用时，将磷酸二氢铝与硅溶胶(硅酸的多分子聚合物的胶体溶液)按重量份2：1(2份磷酸二氢铝和1份硅溶胶)混合均匀，作为固化剂；将配制的固化剂按比例加入粉料中，机械搅拌混合均匀，成为导热胶泥。
本胶泥特别适用于作为工业管道、容器、设备的导热材料。例如，对石油输送管道进行加热处理时，直接在现场将胶泥敷设在管道表面上，并填充在热源管如电热管与油管之间，在24小时即可自然固化，胶泥固化后呈刚性。
本胶泥导热系数较高，可达15.6K cal/m.hr.℃。与热源管、物料管壁有较好的粘接性，耐高温、使用温度可达800℃、不变形、不分解、不变质，耐磨蚀，对管壁无腐蚀性，是一种较好的节能材料。并可根据需要，调整粉料配方，以满足热传导的要求和绝缘性要求以及胶泥的耐高温要求。如在电气绝缘性能要求不高的场合，则可考虑添加石墨粉或多晶硅粉。
本胶泥中的主要原料云母粉可采用云母厂的下脚料、边角余料，再加上产品制作只经过粉碎、混合等物理加工过程，因而胶泥的成本低。
四、具体实施方式
本发明固化型导热胶泥由细度为200目～500目的粉料与固化剂混合组成，粉料和固化剂的配比可根据需要决定，一般为每公斤粉料加入200毫升固化剂；该固化剂由磷酸二氢铝与硅溶胶，按重量份2：1调配而成(下述实施例中的固化剂均相同)；组成该粉料的各组分的重量百分比为：10％的煅烧高岭土；10％～20％石墨粉或多晶硅粉，其余为云母粉。胶泥耐热温度：使用温度可达800℃且绝缘性能好，绝缘电阻可达50兆欧以上；导热性能优良，导热系数高达15Kcal/m.hr.℃。
若电气绝缘性能要求不高的场合，则可考虑添加石墨粉或多晶硅粉。该粉料中各组分的重量百分比为：10％的煅烧高岭土，10％～20％石墨粉或多晶硅粉，其余为云母粉。胶泥耐热温度可达600～800℃，导热系数可达15.6Kcal/m.hr.℃。具体配方见下述实施例1-6。
实施例1(胶泥1)
粉料中各组分的重量百分比为：10％煅烧高岭土；10％石墨粉；80％云母粉。耐热温度750℃。
实施例2(胶泥2)
粉料中各组分的重量百分比为：10％煅烧高岭土；20％石墨粉；70％云母粉。胶泥耐热温度：600℃。
实施例3(胶泥3)
粉料中各组分的重量百分比为：10％煅烧高岭土，15％石墨粉，75％云母粉。耐热温度650℃。
实施例4(胶泥4)
粉料中各组分的重量百分比为：10％煅烧高岭土；10％多晶硅粉，80％云母粉。胶泥耐热温度：700℃。
实施例5(胶泥5)
粉料中各组分的重量百分比为：10％煅烧高岭土；20％多晶硅粉，70％云母粉。胶泥耐热温度：600℃。
实施例6(胶泥6)
粉料中各组分的重量百分比为：10％煅烧高岭土；15％多晶硅粉，75％云母粉。胶泥耐热温度：650℃。
上述实施例中，胶泥的导热系数经测试在14.5～15.6Kcal/m.hr.℃之间，胶泥绝缘电阻达50兆欧以上。
Claims (7)
1.一种固化型导热胶泥，其特征是：由细度为200目～500目的粉料与固化剂混合组成，该固化剂由磷酸二氢铝与硅溶胶按重量份2：1调配而成；该粉料由煅烧高岭土、石墨粉或者多晶硅粉以及云母粉组成，粉料中的各组分的重量百分比为：10％的煅烧高岭土，10％～20％的石墨粉或者多晶硅粉，其余为云母粉；上述粉料与固化剂的配比为每公斤粉料加入200毫升固化剂。
2、根据权利要求1所述固化型导热胶泥，其特征是：所述粉料中各组分的重量百分比为：10％煅烧高岭土，10％石墨粉，80％云母粉。
3、根据权利要求1所述固化型导热胶泥，其特征是：所述粉料中各组分的重量百分比为：10％煅烧高岭土，20％石墨粉，70％云母粉。
4、根据权利要求1所述固化型导热胶泥，其特征是：所述粉料中各组分的重量百分比为：10％煅烧高岭土，15％石墨粉，75％云母粉。
5、根据权利要求1所述固化型导热胶泥，其特征是：所述粉料中各组分的重量百分比为：10％煅烧高岭土，10％多晶硅粉，80％云母粉。
6、根据权利要求1所述固化型导热胶泥，其特征是：所述粉料中各组分的重量百分比为：10％煅烧高岭土，20％多晶硅粉，70％云母粉。
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