CN106147137A - 一种用于锅炉的隔热新材料及其制备方法 - Google Patents

一种用于锅炉的隔热新材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于锅炉的隔热新材料及其制备方法，通过如下重量份原料制成：环氧树脂，50～60份；硅橡胶，25～35份；空心微珠，20～30份；煅烧高岭土，20～30份；氧化铝，15～25份；氧化镁，15～25份；顺丁橡胶，15～25份；玻璃纤维，10～20份；丁腈橡胶，14～18份；改性膨润土，15～25份；硅灰石粉，6～8份；三乙醇胺，4～6份；壬基酚聚氧乙烯醚，5～7份；制备方法：将膨润土粉碎，氮气保护下260～280℃活化2～4小时；取活化后的膨润土30～40份于45～55份无水乙醇，加热55～65℃，搅拌30～40min，调节转速250～290r/min，加入25～35份甲基丙烯酸羟丙酯，然后调节转速1650～1750r/min，搅拌反应2～4h，降温后过滤干燥。本发明隔热材料隔热性能好，且耐高温和耐腐蚀。

Description

一种用于锅炉的隔热新材料及其制备方法
技术领域
本发明属于新材料领域，具体涉及一种用于锅炉的隔热新材料及其制备方法。
背景技术
隔热材料能阻滞热流传递的材料，又称热绝缘材料。
隔热材料类型不同，导热系数不同。隔热材料的物质构成不同，其物理热性能也就不同；隔热机理存有区别，其导热性能或导热系数也就各有差异。即使对于同一物质构成的隔热材料，内部结构不同，或生产的控制工艺不同，导热系数的差别有时也很大。对于孔隙率较低的固体隔热材料，结晶结构的导热系数最大，微晶体结构的次之，玻璃体结构的最小。但对于孔隙率高的隔热材料，由于气体(空气)对导热系数的影响起主要作用，固体部分无论是晶态结构还是玻璃态结构，对导热系数的影响都不大。
工业用的锅炉对保温隔热性能要求较高，同时由于不同类型的锅炉的用途不同，因此对于其材料的耐酸碱以及抗老化性能等要求也越来越高。目前所普遍使用的工业锅炉中，用到的保温材料隔热性能还有待进一步提高，同时材料的稳定性能有所不足，在稍极端的环境中使用材料的耐久性不够，稳定性较差，因此需要进一步研究改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于锅炉的隔热新材料及其制备方法。
本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：
一种用于锅炉的隔热新材料，通过如下重量份的原料制成：环氧树脂，50～60份；硅橡胶，25～35份；空心微珠，20～30份；煅烧高岭土，20～30份；氧化铝，15～25份；氧化镁，15～25份；顺丁橡胶，15～25份；玻璃纤维，10～20份；丁腈橡胶，14～18份；改性膨润土，15～25份；硅灰石粉，6～8份；三乙醇胺，4～6份；壬基酚聚氧乙烯醚，5～7份；所述改性膨润土制备方法为：先将膨润土粉碎至200～300目，在氮气保护作用下于260～280℃活化2～4小时；取活化后的膨润土30～40份分散于45～55份无水乙醇中，加热至55～65℃，搅拌30～40min，调节搅拌转速为250～290r/min，逐滴加入25～35份甲基丙烯酸羟丙酯，然后调节搅拌转速为1650～1750r/min，搅拌反应2～4h，降温后过滤，干燥即得所述改性膨润土。
进一步地，所述的用于锅炉的隔热新材料通过如下重量份的原料制成：环氧树脂，55份；硅橡胶，30份；空心微珠，25份；煅烧高岭土，25份；氧化铝，20份；氧化镁，20份；顺丁橡胶，20份；玻璃纤维，15份；丁腈橡胶，16份；改性膨润土，20份；硅灰石粉，7份；三乙醇胺，5份；壬基酚聚氧乙烯醚，6份。
进一步地，所述的用于锅炉的隔热新材料通过如下重量份的原料制成：环氧树脂，50份；硅橡胶，25份；空心微珠，20份；煅烧高岭土，20份；氧化铝，15份；氧化镁，15份；顺丁橡胶，15份；玻璃纤维，10份；丁腈橡胶，14份；改性膨润土，15份；硅灰石粉，6份；三乙醇胺，4份；壬基酚聚氧乙烯醚，5份。
进一步地，所述的用于锅炉的隔热新材料通过如下重量份的原料制成：环氧树脂，60份；硅橡胶，35份；空心微珠，30份；煅烧高岭土，30份；氧化铝，25份；氧化镁，25份；顺丁橡胶，25份；玻璃纤维，20份；丁腈橡胶，18份；改性膨润土，25份；硅灰石粉，8份；三乙醇胺，6份；壬基酚聚氧乙烯醚，7份。
进一步地，所述改性膨润土的制备方法为：先将膨润土粉碎至200～300目，在氮气保护作用下于270℃活化3小时；取活化后的膨润土35份分散于50份无水乙醇中，加热至60℃，搅拌35min，调节搅拌转速为270r/min，逐滴加入30份甲基丙烯酸羟丙酯，然后调节搅拌转速为1700r/min，搅拌反应3h，降温后过滤，干燥即得所述改性膨润土。
上述隔热新材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1，按重量份将环氧树脂、硅橡胶、煅烧高岭土、氧化铝和氧化镁加入到搅拌混合机中，搅拌混合均匀，再加入三乙醇胺，75～85℃搅拌反应1～2小时，降至室温得到混合物A；
步骤S2，将空心微珠、玻璃纤维、丁腈橡胶、顺丁橡胶、改性膨润土、硅灰石粉和壬基酚聚氧乙烯醚混合均匀后，在0.04～0.06MPa、50～60℃条件下反应1～2小时得到混合物B；
步骤S3，将混合物A与混合物B相混合，加热进行联合固化，第一阶段联合固化条件为惰性气体保护条件下加热至300～400℃，时间为60～100分钟，第二阶段联合固化条件为惰性气体保护的条件下加热至180～220℃，时间为120～200分钟，得到隔热材料；
步骤S4，通过机器加工成所需形状的成品，即得到锅炉用隔热材料。
进一步地，步骤S3将混合物A与混合物B相混合，加热进行联合固化，第一阶段联合固化条件为惰性气体保护条件下加热至350℃，时间为80分钟，第二阶段联合固化条件为惰性气体保护的条件下加热至200℃，时间为160分钟，得到隔热材料。
本发明的优点：
本发明提供的隔热新材料具有优异的隔热性能，且耐高温和耐腐蚀，适合用于作为锅炉材料，以提高锅炉的使用寿命，提高使用安全性。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
实施例1：隔热新材料的制备
原料重量份比：
环氧树脂，55份；硅橡胶，30份；空心微珠，25份；煅烧高岭土，25份；氧化铝，20份；氧化镁，20份；顺丁橡胶，20份；玻璃纤维，15份；丁腈橡胶，16份；改性膨润土，20份；硅灰石粉，7份；三乙醇胺，5份；壬基酚聚氧乙烯醚，6份。
改性膨润土的制备方法为：先将膨润土粉碎至200～300目，在氮气保护作用下于270℃活化3小时；取活化后的膨润土35份分散于50份无水乙醇中，加热至60℃，搅拌35min，调节搅拌转速为270r/min，逐滴加入30份甲基丙烯酸羟丙酯，然后调节搅拌转速为1700r/min，搅拌反应3h，降温后过滤，干燥即得所述改性膨润土。
制备方法：
步骤S1，按重量份将环氧树脂、硅橡胶、煅烧高岭土、氧化铝和氧化镁加入到搅拌混合机中，搅拌混合均匀，再加入三乙醇胺，80℃搅拌反应1.5小时，降至室温得到混合物A；
步骤S2，将空心微珠、玻璃纤维、丁腈橡胶、顺丁橡胶、改性膨润土、硅灰石粉和壬基酚聚氧乙烯醚混合均匀后，在0.05MPa、55℃条件下反应1.5小时得到混合物B；
步骤S3，将混合物A与混合物B相混合，加热进行联合固化，第一阶段联合固化条件为惰性气体保护条件下加热至350℃，时间为80分钟，第二阶段联合固化条件为惰性气体保护的条件下加热至200℃，时间为160分钟，得到隔热材料；
步骤S4，通过机器加工成所需形状的成品，即得到锅炉用隔热材料。
实施例2：隔热新材料的制备
原料重量份比：
环氧树脂，50份；硅橡胶，25份；空心微珠，20份；煅烧高岭土，20份；氧化铝，15份；氧化镁，15份；顺丁橡胶，15份；玻璃纤维，10份；丁腈橡胶，14份；改性膨润土，15份；硅灰石粉，6份；三乙醇胺，4份；壬基酚聚氧乙烯醚，5份。
改性膨润土的制备方法为：先将膨润土粉碎至200～300目，在氮气保护作用下于270℃活化3小时；取活化后的膨润土35份分散于50份无水乙醇中，加热至60℃，搅拌35min，调节搅拌转速为270r/min，逐滴加入30份甲基丙烯酸羟丙酯，然后调节搅拌转速为1700r/min，搅拌反应3h，降温后过滤，干燥即得所述改性膨润土。
制备方法：
步骤S1，按重量份将环氧树脂、硅橡胶、煅烧高岭土、氧化铝和氧化镁加入到搅拌混合机中，搅拌混合均匀，再加入三乙醇胺，80℃搅拌反应1.5小时，降至室温得到混合物A；
步骤S2，将空心微珠、玻璃纤维、丁腈橡胶、顺丁橡胶、改性膨润土、硅灰石粉和壬基酚聚氧乙烯醚混合均匀后，在0.05MPa、55℃条件下反应1.5小时得到混合物B；
步骤S3，将混合物A与混合物B相混合，加热进行联合固化，第一阶段联合固化条件为惰性气体保护条件下加热至350℃，时间为80分钟，第二阶段联合固化条件为惰性气体保护的条件下加热至200℃，时间为160分钟，得到隔热材料；
步骤S4，通过机器加工成所需形状的成品，即得到锅炉用隔热材料。
实施例3：隔热新材料的制备
原料重量份比：
环氧树脂，60份；硅橡胶，35份；空心微珠，30份；煅烧高岭土，30份；氧化铝，25份；氧化镁，25份；顺丁橡胶，25份；玻璃纤维，20份；丁腈橡胶，18份；改性膨润土，25份；硅灰石粉，8份；三乙醇胺，6份；壬基酚聚氧乙烯醚，7份。
改性膨润土的制备方法为：先将膨润土粉碎至200～300目，在氮气保护作用下于270℃活化3小时；取活化后的膨润土35份分散于50份无水乙醇中，加热至60℃，搅拌35min，调节搅拌转速为270r/min，逐滴加入30份甲基丙烯酸羟丙酯，然后调节搅拌转速为1700r/min，搅拌反应3h，降温后过滤，干燥即得所述改性膨润土。
制备方法：
步骤S1，按重量份将环氧树脂、硅橡胶、煅烧高岭土、氧化铝和氧化镁加入到搅拌混合机中，搅拌混合均匀，再加入三乙醇胺，80℃搅拌反应1.5小时，降至室温得到混合物A；
步骤S2，将空心微珠、玻璃纤维、丁腈橡胶、顺丁橡胶、改性膨润土、硅灰石粉和壬基酚聚氧乙烯醚混合均匀后，在0.05MPa、55℃条件下反应1.5小时得到混合物B；
步骤S3，将混合物A与混合物B相混合，加热进行联合固化，第一阶段联合固化条件为惰性气体保护条件下加热至350℃，时间为80分钟，第二阶段联合固化条件为惰性气体保护的条件下加热至200℃，时间为160分钟，得到隔热材料；
步骤S4，通过机器加工成所需形状的成品，即得到锅炉用隔热材料。
实施例4：对比实施例，膨润土不改性
原料重量份比：
环氧树脂，55份；硅橡胶，30份；空心微珠，25份；煅烧高岭土，25份；氧化铝，20份；氧化镁，20份；顺丁橡胶，20份；玻璃纤维，15份；丁腈橡胶，16份；膨润土，20份；硅灰石粉，7份；三乙醇胺，5份；壬基酚聚氧乙烯醚，6份。
制备方法：
步骤S1，按重量份将环氧树脂、硅橡胶、煅烧高岭土、氧化铝和氧化镁加入到搅拌混合机中，搅拌混合均匀，再加入三乙醇胺，80℃搅拌反应1.5小时，降至室温得到混合物A；
步骤S2，将空心微珠、玻璃纤维、丁腈橡胶、顺丁橡胶、膨润土、硅灰石粉和壬基酚聚氧乙烯醚混合均匀后，在0.05MPa、55℃条件下反应1.5小时得到混合物B；
步骤S3，将混合物A与混合物B相混合，加热进行联合固化，第一阶段联合固化条件为惰性气体保护条件下加热至350℃，时间为80分钟，第二阶段联合固化条件为惰性气体保护的条件下加热至200℃，时间为160分钟，得到隔热材料；
步骤S4，通过机器加工成所需形状的成品，即得到锅炉用隔热材料。
实施例5：效果实施例
分别测试实施例1～4制备材料的性能，其中耐碱性能是在质量浓度为5％的氢氧化钠溶液中进行测量，耐酸性是在质量浓度为5％的盐酸溶液中进行测量，耐中性盐雾试验是在质量浓度为5％的氯化钠溶液中测量，以上测量的温度都为室温条件下进行。
测定结果如下表：
上述结果表明，本发明提供的隔热新材料具有优异的隔热性能，且耐高温和耐腐蚀，适合用于作为锅炉材料，以提高锅炉的使用寿命，提高使用安全性。
上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。

Claims (7)

1.一种用于锅炉的隔热新材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制成：环氧树脂，50～60份；硅橡胶，25～35份；空心微珠，20～30份；煅烧高岭土，20～30份；氧化铝，15～25份；氧化镁，15～25份；顺丁橡胶，15～25份；玻璃纤维，10～20份；丁腈橡胶，14～18份；改性膨润土，15～25份；硅灰石粉，6～8份；三乙醇胺，4～6份；壬基酚聚氧乙烯醚，5～7份；所述改性膨润土制备方法为：先将膨润土粉碎至200～300目，在氮气保护作用下于260～280℃活化2～4小时；取活化后的膨润土30～40份分散于45～55份无水乙醇中，加热至55～65℃，搅拌30～40min，调节搅拌转速为250～290r/min，逐滴加入25～35份甲基丙烯酸羟丙酯，然后调节搅拌转速为1650～1750r/min，搅拌反应2～4h，降温后过滤，干燥即得所述改性膨润土。
2.根据权利要求1所述的用于锅炉的隔热新材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制成：环氧树脂，55份；硅橡胶，30份；空心微珠，25份；煅烧高岭土，25份；氧化铝，20份；氧化镁，20份；顺丁橡胶，20份；玻璃纤维，15份；丁腈橡胶，16份；改性膨润土，20份；硅灰石粉，7份；三乙醇胺，5份；壬基酚聚氧乙烯醚，6份。
3.根据权利要求1所述的用于锅炉的隔热新材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制成：环氧树脂，50份；硅橡胶，25份；空心微珠，20份；煅烧高岭土，20份；氧化铝，15份；氧化镁，15份；顺丁橡胶，15份；玻璃纤维，10份；丁腈橡胶，14份；改性膨润土，15份；硅灰石粉，6份；三乙醇胺，4份；壬基酚聚氧乙烯醚，5份。
4.根据权利要求1所述的用于锅炉的隔热新材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制成：环氧树脂，60份；硅橡胶，35份；空心微珠，30份；煅烧高岭土，30份；氧化铝，25份；氧化镁，25份；顺丁橡胶，25份；玻璃纤维，20份；丁腈橡胶，18份；改性膨润土，25份；硅灰石粉，8份；三乙醇胺，6份；壬基酚聚氧乙烯醚，7份。
5.根据权利要求1～4任一所述的用于锅炉的隔热新材料，其特征在于，所述改性膨润土的制备方法为：先将膨润土粉碎至200～300目，在氮气保护作用下于270℃活化3小时；取活化后的膨润土35份分散于50份无水乙醇中，加热至60℃，搅拌35min，调节搅拌转速为270r/min，逐滴加入30份甲基丙烯酸羟丙酯，然后调节搅拌转速为1700r/min，搅拌反应3h，降温后过滤，干燥即得所述改性膨润土。
6.权利要求1～4任一所述隔热新材料的制备方法，其特征在于，制备方法包括如下步骤：
步骤S1，按重量份将环氧树脂、硅橡胶、煅烧高岭土、氧化铝和氧化镁加入到搅拌混合机中，搅拌混合均匀，再加入三乙醇胺，75～85℃搅拌反应1～2小时，降至室温得到混合物A；
步骤S2，将空心微珠、玻璃纤维、丁腈橡胶、顺丁橡胶、改性膨润土、硅灰石粉和壬基酚聚氧乙烯醚混合均匀后，在0.04～0.06MPa、50～60℃条件下反应1～2小时得到混合物B；
步骤S3，将混合物A与混合物B相混合，加热进行联合固化，第一阶段联合固化条件为惰性气体保护条件下加热至300～400℃，时间为60～100分钟，第二阶段联合固化条件为惰性气体保护的条件下加热至180～220℃，时间为120～200分钟，得到隔热材料；
步骤S4，通过机器加工成所需形状的成品，即得到锅炉用隔热材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤S3将混合物A与混合物B相混合，加热进行联合固化，第一阶段联合固化条件为惰性气体保护条件下加热至350℃，时间为80分钟，第二阶段联合固化条件为惰性气体保护的条件下加热至200℃，时间为160分钟，得到隔热材料。
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