CN104177053A - 一种绝热绝冷保温材料及其制备方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种绝热绝冷保温材料及其制备方法和使用方法，该材料的组成重量份数比为：镁质干性材料为20~50，水玻璃为90~110，石棉绒为3~7，珍珠岩为1~3，海泡石为2~5。各种原料粉碎干燥后，将镁质干性材料（其中贝壳粉除外）与水玻璃在常温下搅拌，依次加入珍珠岩、海泡石、石棉绒，最后加入贝壳粉加热至700~800℃搅拌5~7min，常温相溶24h后即可使用。使用方法为喷涂，根据使用机组的冷热状态不同，选择单次喷涂厚度（2~3mm或10mm），待完全干透后再继续喷涂，最终达到使用要求厚度。本发明提供的保温材料，使用方便、成本低、对环境好，高效保温，保温层轻薄耐用，节能效果显著，经济效益突出。

Description

一种绝热绝冷保温材料及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及节能保温材料领域，具体为一种绝热绝冷保温材料及其制备方法和使用方法。 

背景技术

随着工业、建筑业的高速发展，对保温隔热材料的要求不断提高。传统保温材料在使用过程中大多存在以下不足，首先是体积大，用的辅助材料多；二是施工手续繁杂，拆卸、修补、安装不便，尤其是对异性设备和阀门的保温施工更为困难；三是长期使用容易吸水或断裂脱落；四是稳定性差、对人体和环境有危害；而最主要的是保温、节能效果差，耗资大。

如市场上应用较多的保温材料硅酸铝棉，常用于汽轮机轴端、汽封保温和缸面保温，在电厂550℃汽轮机组作保温材料时，其保温厚度达600mm，保温层表面温度为65~135℃，保温并不理想，而且很厚的保温层既增加了设备的负载，也浪费了大量的能源。又如汽缸保温所用的硅酸绵保温层，保温厚度约为400mm；热风设备中，热面温度510 ℃，膨胀珍珠岩保温厚度180mm，均有较厚的保温层，不利于设备运转和长期使用。而另外一些石棉含量高保温材料，不但保温层厚，还存在对人体呼吸道和肺部的危害。 另有一些有机保温材料，保温层薄一些，但是保温性能不高，而且高温易燃，燃烧后释放一些有毒有害气体，对环境造成污染。  

发明内容

本发明的目的是提供一种绝热绝冷保温材料及其制备方法和使用方法，所述保温材料具有密度小、导电系数低、绝热保温效果好的优点。且施工使用方便、使用成本低、对人体和环境好。最主要的是在保证高效保温的条件下，保温层轻薄耐用，节能效果显著，经济效益突出。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

一种绝热绝冷保温材料，所述保温材料的原料包括：镁质干性材料、水玻璃、石棉绒、珍珠岩及海泡石，所述各原料的重量份数比为：

镁质干性材料                                          25~50

水玻璃（波美度38.4~48.3，模数2.4~3.3）   90~110            

石棉绒                                                    3~7

珍珠岩                                                   1~3

海泡石                                                   2~5

所述镁质干性材料为：贝壳粉与水镁石、方镁石、菱镁矿粉、白云石及海水镁砂中一种或几种的混合物。

作为进一步的优化，各原料的重量份数比为，镁质干性材料45，水玻璃100，石棉绒5，珍珠岩2，海泡石3。

进一步的，各原料的重量份数比为，镁质干性料30g，水玻璃100g，石棉绒5g，珍珠岩1g，海泡石2g。

另一种配方的优化方案，所述保温材料中还包括粘土，颗粒度为60~100目，添加量重量份数比为1~3。

另一种配方的优化方案，所述保温材料中还包括大麻杆芯粉、苎麻杆芯粉、亚麻杆芯粉中的一种或几种混合物，颗粒度为80~100目，添加量重量份数比为1~3。

进一步的，所述贝壳粉为海螺壳粉，经高温煅烧得到，煅烧温度为1000℃以上。

一种绝热绝冷保温材料的制备方法，所述保温材料的制备原料包括：镁质干性材料、水玻璃、石棉绒、珍珠岩及海泡石，所述各原料的重量份数比为：

镁质干性材料                                         25~50

水玻璃（波美度38.4~48.3，模数2.4~3.3）  90~110             

石棉绒                                                 3 ~7

珍珠岩                                                 1~3

海泡石                                                 2~5

所述镁质干性材料为：贝壳粉与水镁石、方镁石、菱镁矿粉、白云石及海水镁砂中一种或几种的混合物；所述制备方法步骤为：

A、原料前处理：将所述镁质干性材料、珍珠岩、海泡石粉碎、球磨、烘干，颗粒度30~80目；石棉绒粉碎干燥；

B、按照上述原料重量配比，将所述镁质干性材料（贝壳粉除外）与所述水玻璃常温搅拌，1000转/min~1200转/min，10~20min，得到浆料A；

C、按照上述原料重量配比，依次在所述浆料A中加入珍珠岩，400~500转/min搅拌5min；加入海泡石，400~500转/min搅拌5min；加入石棉绒，400~500转/min搅拌5min，得到浆料B；

D、 按照上述原料重量配比，在所述浆料B中加入贝壳粉，加热至700~800℃，400~500转/min搅拌5~7min，得到浆料C；

E、 所述浆料C常温放置24h相溶消泡，得到浆液，即为所述绝热绝冷保温材料。

进一步的，在所述步骤D中按照1~3重量份数比加入大麻杆芯粉、苎麻杆芯粉、亚麻杆芯粉中的一种或几种混合物或者按照1~3重量份数比加入粘土。

一种绝热绝冷保温材料的使用方法，是被保温设备表面与环境温度相同时的使用方法，有一个被保温设备表面保温材料厚度要求值；所述使用方法包括以下步骤：

A、常温环境下，在被保温设备表面，喷涂一层通过所述制备方法获得的所述保温材料，厚度2~3mm；

B、自然晾干；

Ｃ、重复步骤A、B步骤操作，直至厚度达到要求值。

一种绝热绝冷保温材料的使用方法，是在被保温设备表面温度为95℃至105℃时的使用方法，有一个被保温设备表面保温要求值，在被保温设备表面设置一个温度传感器：所述使用方法包括以下步骤：

A、喷涂一层通过所述制备方法获得的所述保温材料，厚度至少是10mm；

B、晾干，测量设备表面温度是否达到要求值；

C、重复步骤A、B步骤操作直至被保温设备表面温度达到要求值。

  本发明的有益效果为：

1、从矿物质中直接提取高分子水性材料，具有密度小、导电系数低、高效绝热保温性能。

2、对比同等保温效果的其它传统材料，保温层薄，保温材料用量小，在相同保温条件下，其用量约为传统保温材料的1/3~1/5，大大减轻设备的保温负载重量，减少安装、维修工作量，延长机器的使用寿命，降低成本。

3、与传统保温材料比，节能效果显著，经济效益突出。

4、施工使用方便，可以喷涂、灌装施工，能随意造型；冷态热态均可施工；一般不需要包扎、捆绑、加固等辅助材料；便于安装、探测、检修。

5、 耐酸、耐碱、防腐、防明火、不开裂、不变形、无毒、无尘、无污染，对人体无害，是一种安全、环保型涂料。

6、适用温度范围宽，尤其是在低温的情况下，能达到-200℃。

具体实施方式

实施例1

一种绝热绝冷保温材料，包括：镁质干性材料、水玻璃、石棉绒、珍珠岩及海泡石，各原料的重量分数比为：

镁质干性材料                                        25~50

水玻璃（波美度38.4~48.3，模数2.4~3.3） 90~110           

石棉绒                                                3 ~7

珍珠岩                                                1~3

海泡石                                                2~5

所述镁质干性材料为：贝壳粉与水镁石、方镁石、菱镁矿粉、白云石及海水镁砂中一种或几种的混合物（贝壳粉重量占混合物总重量的1/2）。

其具体制备步骤为：

A、所述镁质干性材料、珍珠岩、海泡石粉碎、球磨、烘干，颗粒度30~80目；石棉绒粉碎干燥；

B、按照上述原料重量配比，将所述镁质干性材料（贝壳粉除外）与所述水玻璃常温搅拌，1000转/min~1200转/min，10~20min，得到浆料A；

C、按照上述原料重量配比，依次在所述浆料A中加入珍珠岩，400~500转/min搅拌5min；加入海泡石，400~500转/min搅拌5min；加入石棉绒，400~500转/min搅拌5min，得到浆料B；

D、按照上述原料重量配比，在所述浆料B中加入贝壳粉，加热至700~800℃，400~500转/min搅拌5~7min，得到浆料C；

E、 所述浆料C常温放置24h相溶消泡，得到保温材料浆液即可使用。

实施例2

本实施例是在实施例1基础上的进一步的优选，其中，一种绝热绝冷保温材料，包括：镁质干性材料、水玻璃、石棉绒、珍珠岩及海泡石，各原料的重量份数比为：

镁质干性材料                                        45

水玻璃（波美度38.4~48.3，模数2.4~3.3） 100             

石棉绒                                                 5

珍珠岩                                                 2

海泡石                                                 3

所述镁质干性材料为：贝壳粉与水镁石混合物（比例1:1）。

保温材料的制备方法同实施例1。

实施例 3

本实施例是在实施例1基础上的进一步的优选，其中，一种绝热绝冷保温材料，包括：镁质干性材料、水玻璃、石棉绒、珍珠岩及海泡石，各原料的重量份数比为：

镁质干性材料                                        30

水玻璃（波美度38.4~48.3，模数2.4~3.3） 100            

石棉绒                                                 5

珍珠岩                                                1

海泡石                                                 2

所述镁质干性材料为：贝壳粉与方镁石、菱镁矿粉的混合物（比列2:1:1）。

保温材料的制备方法同实施例1。

上述实施例中：添加的贝壳粉是将天然贝壳，包括蛤蜊壳、扇贝壳、文蛤壳、花蛤壳、海螺壳等粉碎后得到，贝壳粉因为具有净化空气、除异味、防火阻燃等功效已被应用于室内墙面装饰涂料，实施例中将贝壳粉应用的保温隔热涂料中，发现其增强保温效果显著，且其来源天然、无污染、原料价格低廉、加工工艺简单，具有很好的应用前景。贝壳中海螺壳的碳酸钙含量较高，可达到99%，且煅烧以后颗粒更加均匀细腻，所以优选海螺壳煅烧粉添加至保温材料中。

水镁石主要成分为Mg（OH）₂是一种天然矿物纤维，无色、无味、无害，可增加材料的柔韧度，提高绝热效果，高温下转化成稳定的MgO；而方镁石、菱镁矿粉、白云石及海水镁砂等均为天然矿石，高温下转化为MgO。

水玻璃是一种可溶性硅酸盐水溶液，也称作泡花碱，主要起到粘结作用。粘结力强、强度较高，耐酸性、耐热性好。

实施例4

本实施例是在实施例1基础上的进一步的优选，经实践验证，在本发明中添加少量的粘土，对涂料保温性能有显著的提升作用，但是添加量过多可能会影响涂料的稳定性、分散性和延展性。

在本实施例中，所述绝热绝冷保温材料原料还包括粘土，颗粒度为60~100目，添加的重量份数比为1~3即：一种绝热绝冷保温材料，包括：镁质干性材料、水玻璃、石棉绒、珍珠岩、粘土及海泡石，各原料的重量份数比为：

镁质干性材料                                        25~50

水玻璃（波美度38.4~48.3，模数2.4~3.3） 90~110             

石棉绒                                                 3 ~7

珍珠岩                                                  1~3

海泡石                                                   2~5

粘土（80目）                                        2

所述镁质干性材料为：贝壳粉与水镁石、方镁石、菱镁矿粉、白云石及海水镁砂的混合物（比例为5:1:1:1:1:1）。

其具体制备步骤为：

A、所述镁质干性材料、珍珠岩、海泡石粉碎、球磨，颗粒度30~80目；石棉绒粉碎；粘土烘干；

B、按照上述原料重量配比，将所述镁质干性材料（贝壳粉）与所述水玻璃常温搅拌，1000转/min~1200转/min，10~20min，得到浆料A；

C、按照上述原料重量配比，依次在所述浆料A中加入珍珠岩，400~500转/min搅拌5min；加入海泡石，400~500转/min搅拌5min；加入石棉绒，400~500转/min搅拌5min，得到浆料B；

D、按照上述原料重量配比，在所述浆料B中加入贝壳粉和粘土，加热至700~800℃，400~500转/min搅拌5~7min，得到浆料C；

E、 所述浆料C常温放置24h相溶消泡，得到保温材料浆液即可使用。

实施例5

本实施例是在实施例1基础上的进一步的优选，已有研究表明，部分秸秆纤维具有保温性能，工业大麻杆为麻皮和麻籽收获以后的废弃料，价格低廉、来源广泛，且绿色无污染，有前瞻性研究表明大麻杆刨花可以制作保温板；本发明研究过程发现，大麻杆芯粉碎到较细的微粒添加到保温涂料中效果很好。而亚麻、苎麻与大麻种属接近，推测有类似效果。

本实施例中：所述保温材料中还包括粘土、大麻杆芯粉，颗粒度为80~100目，添加的重量份数比为1~3。即：一种绝热绝冷保温材料，包括：镁质干性材料、水玻璃、石棉绒、珍珠岩、粘土、大麻杆芯粉及海泡石，各原料的重量份数比为：

镁质干性材料                                        25~50

水玻璃（波美度38.4~48.3，模数2.4~3.3） 90~110            

石棉绒                                                3 ~7

珍珠岩                                                1~3

海泡石                                                2~5

粘土 （90目）                                       1

大麻杆芯粉（90目）                             1.5

所述镁质干性材料为：贝壳粉与水镁石、海水镁砂的混合物（比例为2:1:1）。

其具体制备步骤为：

A、所述镁质干性材料、珍珠岩、海泡石粉碎、球磨，颗粒度30~80目；石棉绒粉碎；粘土、大麻杆芯粉烘干；

B、按照上述原料重量配比，将所述镁质干性材料（贝壳粉除外）与所述水玻璃常温搅拌，1000转/min~1200转/min，10~20min，得到浆料A；

C、按照上述原料重量配比，依次在所述浆料A中加入珍珠岩，400~500转/min搅拌5min；加入海泡石，400~500转/min搅拌5min；加入石棉绒，400~500转/min搅拌5min，得到浆料B；

D、按照上述原料重量配比，在所述浆料B中加入贝壳粉、粘土、大麻杆芯粉，加热至700~800℃，400~500转/min搅拌5~7min，得到浆料C；

E、 所述浆料C常温放置24h相溶消泡，得到保温材料浆液即可使用。

实施例6

本实施例是在实施例1基础上的进一步的优选，其中，所述绝热绝冷保温材料，包括：镁质干性材料、水玻璃、石棉绒、珍珠岩、大麻杆芯粉、苎麻杆芯粉、亚麻杆芯粉及海泡石，各原料的配比为：

镁质干性材料                                                       25~50

水玻璃（波美度38.4~48.3，模数2.4~3.3）                90~110            

石棉绒                                                                3 ~7

珍珠岩                                                                1~3

海泡石                                                               2~5                          

大麻杆芯粉、苎麻杆芯粉、亚麻杆芯粉混合物（95目）  2（比例1:1:1）

所述镁质干性材料为：贝壳粉与方镁石、菱镁矿粉、白云石的混合物（比例为3:1:1:1）。

贝壳粉为海螺壳粉，经高温煅烧得到，煅烧温度1200℃。

其具体制备步骤为：

A、所述镁质干性材料、珍珠岩、海泡石粉碎、球磨、烘干，颗粒度30~80目；石棉绒粉碎干燥；大麻杆芯粉、苎麻杆芯粉、亚麻杆芯粉混合物烘干；

B、 按照上述原料重量配比，将所述镁质干性材料（贝壳粉除外）与所述水玻璃常温搅拌，1000转/min~1200转/min，10~20min，得到浆料A；

C、按照上述原料重量配比，依次在所述浆料A中加入珍珠岩，400~500转/min搅拌5min；加入海泡石，400~500转/min搅拌5min；加入石棉绒，400~500转/min搅拌5min，得到浆料B；

D、按照上述原料重量配比，在所述浆料B中加入贝壳粉、大麻杆芯粉、苎麻杆芯粉、亚麻杆芯粉混合物，加热至700~800℃，400~500转/min搅拌5~7min，得到浆料C；

E、 所述浆料C常温放置24h相溶消泡，得到保温材料浆液即可使用。

上述实施例的重量单位均为千克。

实施例7

一种绝热绝冷保温材料的使用方法，是在被保温设备表面与环境温度相同时的使用方法，有一个被保温设备表面保温材料厚度要求值，该要求值是经试验获得的厚度值，所述使用方法包括以下步骤：

A、使用上述实施例所制备的保温材料，常温环境下，在被保温设备表面，喷涂一层所述保温材料涂料，厚度2~3mm；

B、自然晾干，至所述涂料完全干透；

Ｃ、重复步骤A、B操作，直至厚度达到要求值。

本方法是在保温设备，例如发电机组的冷态下进行喷涂的，在常温下，喷上一层2~3mm的保温料，使得保温料与缸体吸附（也就是俗称的挂面，待完全干透后与现场空气温度相差无几）再喷第二遍，待再干透后，再进行第三遍，厚度一直达到能够使机组体运行时可控温度的厚度要求值。

实施例8

一种绝热绝冷保温材料的使用方法，本实施例是在被保温设备表面温度为95℃至105℃时的使用方法，有一个被保温设备表面保温要求值，在被保温设备表面设置一个温度传感器；所述使用方法包括以下步骤：

A、使用上述实施例所制备的保温材料，喷涂一层，厚度至少是10mm；

B、晾干，至所述涂料完全干透，测量设备表面温度是否达到要求值；

C、重复步骤A、B步骤操作直至被保温设备表面温度达到要求值。

本实施例是在被保温设备例如发电机组小修时，缸面有一定的温度（一般小修7-12天缸面温度在100℃左右）进行的，该方法也可以认为是在被保温设备工作状态下型保温的方法，例如对管道的保温，这样可以直接确定保温材料的厚度；实施时，可直接喷10mm，待干后再进行第二遍，厚度一直达到被保温设备表面温度达到要求值；例如，能够使机组体运行时可控温度达到50℃。

     上述实施例绝热绝冷保温材料适用温度为-200~1500℃，涂层厚度为10~60mm。可根据需求加入不同的颜色染料如：氧化铁红、氧化铁蓝、氧化铁黄、酞菁蓝、酞菁绿、柠檬铬黄、钼铬红、炭黑等。根据高低温设备、管道内的实际介质特点与使用要求，选择不同的警示色。

上述实施例绝热绝冷保温材料的被保温设备应用范围包括：

1、 发电锅炉、汽轮机组、各种热力管网的绝热保温；

2、 冶炼窑炉、水泥窑炉的绝热保温；

3、 石油、化工设备、冷热容器、热力设备，以及仪器仪表的绝热保温；

4、 石油、化工输送的各种高、低温管网的绝热保温；

5、 反应釜、蒸馏塔、冷热交换设备、异性阀门、高温炉壁等的绝热保温；

6、 真空制盐设备的绝热保温；

7、 建筑内外墙体绝热保温、保冷；

8、 船舶阻燃防火、隔音吸燥，以及绝热保温；各种工业冷库、冷藏、恒温设施与民用冰箱、热水器等的绝热保温。

本实施例绝热绝冷保温材料的技术指标如表1所示；表2是与传统保温材料硅酸铝棉性能比较；表3是与不同传统保温材料在不同应用中参数比较；表4是热电厂汽轮机组在不同蒸汽温度下使用本发明材料参数比较。

Claims (10)

1.绝热绝冷保温材料，其特征在于，所述保温材料的原料包括：镁质干性材料、水玻璃、石棉绒、珍珠岩及海泡石，所述各原料的重量份数比为：

镁质干性材料                             25~50

水玻璃（波美度38.4~48.3，模数2.4~3.3） 90~110             

石棉绒                                 3 ~7

珍珠岩                                 1~3

海泡石                                      2~5。

所述镁质干性材料为：贝壳粉与水镁石、方镁石、菱镁矿粉、白云石及海水镁砂中一种或几种的混合物。

2.根据权利要求1所述的绝热绝冷保温材料，其特征在于：所述各原料的重量份数比为：所述镁质干性材料为45，水玻璃为100，石棉绒为5，珍珠岩为2，海泡石为3。

3.根据权利要求1所述的绝热绝冷保温材料，其特征在于：所述各原料的重量份数比为：所述镁质干性料为30，水玻璃为100，石棉绒为5，珍珠岩为1，海泡石为2。

4.根据权利要求1~3所述的绝热绝冷保温材料，其特征在于：所述保温材料中还包括粘土，颗粒度为60~100目，添加的重量份数为1~3。

5.根据权利要求1~3所述的绝热绝冷保温材料，其特征在于：所述保温材料中还包括大麻杆芯粉、苎麻杆芯粉、亚麻杆芯粉中的一种或几种混合物，颗粒度为80~100目，添加的重量份数为1~3。

6.根据权利要求1~3所述的一种新型保温材料，其特征在于：所述贝壳粉为海螺壳粉，经1000℃以上高温煅烧得到。

7.一种绝热绝冷保温材料的制备方法，其特征在于，所述保温材料的原料包括：镁质干性材料、水玻璃、石棉绒、珍珠岩及海泡石，所述各原料的重量份数比为：

镁质干性材料                             25~50

水玻璃（波美度38.4~48.3，模数2.4~3.3）  90~110             

石棉绒                                   3 ~7

珍珠岩                                   1~3

海泡石                                   2~5。

所述镁质干性材料为：贝壳粉与水镁石、方镁石、菱镁矿粉、白云石及海水镁砂中一种或几种的混合物。

所述制备方法包括以下几个步骤：

A、原料前处理：将所述镁质干性材料、珍珠岩、海泡石、石棉绒，经粉碎、球磨，颗粒度达到30~80目； 

B、按照上述原料的重量份数比，将除贝壳粉以外的所述镁质干性材料与所述水玻璃常温搅拌，1000转/min~1200转/min，10~20min，得到浆料A；

C、按照上述原料重量份数比，依次在所述浆料A中加入所述珍珠岩，400~500转/min搅拌5min；加入所述海泡石，400~500转/min搅拌5min；加入所述石棉绒，400~500转/min搅拌5min，得到浆料B；

D、按照上述原料重量份数比，在所述浆料B中加入所述贝壳粉，加热至700~800℃，400~500转/min搅拌5~7min，得到浆料C；

E、所述浆料C常温放置24h相溶消泡，即得到待用的绝热绝冷保温材料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤D中按照1~3重量份数比加入大麻杆芯粉、苎麻杆芯粉、亚麻杆芯粉中的一种或几种混合物，或者按照1~3重量份数比加入粘土。

9.一种绝热绝冷保温材料的使用方法，是在被保温设备表面与环境温度相同时的使用方法，有一个被保温设备表面保温材料厚度要求值，其特征在于：所述使用方法包括以下步骤：

A、使用权利要求7或8所述的绝热绝冷保温材料，常温环境下，在被保温设备表面，喷涂一层，厚度2~3mm；

B、自然晾干；

Ｃ、重复步骤A、B操作，直至厚度达到要求值。

10.一种绝热绝冷保温材料的使用方法，是在被保温设备表面温度为95℃至105℃时的使用方法，有一个被保温设备表面保温要求值，在被保温设备表面设置一个温度传感器；其特征在于：所述使用方法包括以下步骤：

A、使用权利要求7或8所述的绝热绝冷保温材料，喷涂一层，厚度至少是10mm；

B、自然晾干，测量设备表面温度是否达到要求值；

C、重复步骤A、B操作直至被保温设备表面温度达到要求值。