CN1062578C - 一种复合绝热材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种由甲、乙双组分组成的铝镁质硅酸钙复合绝热材料。甲组分中含有促进剂及早强剂，乙组分中含有固化剂、引发剂和发泡剂。甲、乙组分混合后成为粘稠的膏状，涂抹施工或注模后可在常温下1～4小时之内固化，还可在10分钟～1小时之内发泡。产品具有很好的耐水性。干密度150～220Kg/M³，导热系数0.05～0.08W/M·K，线干缩率＜5%，最高使用温度700℃。

Description

一种复合绝热材料

本发明涉及一种工业及民用复合绝热材料。更具体地说，本发明是一种常温快速固化的铝镁质硅酸钙复合绝热涂料材料。

保温涂料因其施工方法简单、用量少、对异型部位应用适应性好、保温层整体封闭性好、外形美观等一系列优点受到保温工程用户的欢迎。但是，传统保温涂料固化速度慢，施工周期长，使其应用受到限制。尤其是新装设备及秋冬季热力设备检修保温时，冷态施工，一般保温涂料要等一层自然干燥后才能进行下一层涂抹。涂层间隔时间至少在一周以上。由于多层涂抹才能达到使用厚度，因而整个施工时间很难满足工期要求。很多工程因此而不得不改用别的材料。长期以来，固化速度慢的问题一直是影响保温涂料冷态应用的难题。另外，一般保温涂料耐水性差，遇水软化甚至溶解。特别是在漫长的涂抹施工过程中，遇到天雨，保温层破坏或者脱落，造成损失。同时，一般保温涂料密度较大，气孔率低，且难以调整，影响其绝热能力。

硅酸钙保温材料以结构均匀，性能稳定而著称。但传统的硅酸钙保温材料只能在高温高压的蒸养条件下才能生产，生产工艺复杂，生产线投资较大。其产品只能生产型材，规格繁杂且难以应用于异型部位。在运输、装卸、施工过程中破损率大，浪费严重。

为了克服一般保温涂料固化速度慢、冷态施工困难的缺点，发挥保温涂料及硅酸钙材料的优点，研究了本发明的复合绝热材料。

与一般保温涂料不同的是，本发明的复合绝热材料以甲、乙双组分状态存在。甲组分呈类似于传统保温涂料的糊状，乙组分呈干粉状，使用前进行混合。

生产甲组分的原材料除了水、增强纤维、分散剂、粘合剂、增稠剂及轻质填料这些传统保温涂料所共有的成分外，还有促进剂及早强剂。促进剂是复合绝热材料的双组分反应中加速铝镁质硅酸钙材料生成的物质。可用的有铝酸钠、碳酸钾及碳酸钠。用量一般为纤维及填料重量的1～4％。早强剂是硅质与钙质材料反应中起催化剂作用、能提高复合绝热材料双组分反应后的早期强度的物质。可用的是60份硫酸钠与1份三乙醇胺的混合物。用量一般为纤维及填料重量的1～5％。

其他原材料的名称及用量(重量，份)如下：

类别                名称                用量

水               一般自来水             100增强纤维       石棉、海泡石或水镁石       2.5分散剂          快速渗透剂T               0.5粘合剂    聚乙烯醇、白乳胶或硅酸盐粘合剂  0.25增稠剂        羧甲基纤维素或膨润土        0.25轻质填料     膨胀珍珠岩、硅藻土或膨胀蛭石  15

甲组分材料的生产方法是：先按照传统保温涂料的生产方法，将水、增强纤维、分散剂、粘合剂、增稠剂、及轻质填料在打浆机或搅拌机中搅拌成糊状，再加入促进剂及早强剂，混合均匀。也可以在添加粘合剂的同时加入促进剂及早强剂，再与其它原料一起制成糊状体。

加入促进剂及早强剂后，糊状体的粘度及储存稳定性不受影响，长期密封放置，不分层，不离析，不固化。

生产乙组分的原料有引发剂、固化剂及发泡剂。

引发剂是激发增强纤维及轻质填料类硅酸盐材料的表面活性、导致体系内活性硅质材料成分增加的物质，也是促使发泡剂遇水后低温分解的材料。可用的引发剂有过氧化钙、过氧化锌及过氧化镁。用量一般为固化剂用量的0.5～1.0％。

固化剂为活性钙质材料。例如矿渣、石灰及电石。要求其粒度为一100目，用量为纤维及填料重量的0.21～0.6倍。

发泡剂是调节复合绝热材料密度及气孔率的材料。可用的有偶氮二甲酰胺、碳酸氢钠及电石。其中电石必须经过脂肪酸及其盐包覆，以推迟其遇水分解时间。发泡剂用量一般为固化剂量的0～10％。

乙组分材料由固化剂、引发剂与发泡剂混合均匀而得。混合设备是一般的干粉研磨或混料设备，例如球磨机、锥型混合机或高速捏合机。混合后封闭保存。

复合绝热材料甲、乙组分的混合作业一般在保温施工现场进行。混合设备采用一般的转速较低的搅拌设备。例如砂浆搅拌机、胶砂混合机及拌和机。搅拌时间10～20分钟即可。搅拌均匀后立即使用，1小时内用完。也可以按比例取少量甲、乙组分材料，手工拌合均匀，现拌现用。

复合绝热材料的双组分混合后，体系内的活性硅质材料与活性钙质材料在引发剂、促进剂、早强剂的作用下很快反应，生成粘度极好的膏状体。其涂抹施工厚度可以达到1cm厚，不流淌，不下滑。膏状体在1～4小时之内自然凝固变硬。凝固后，即可满足第二次涂抹施工的强度要求。涂层具有很好的耐水性，遇水不软化，不溶解。与一般保温涂料相比，耐水性显著提高，固化时间和施工周期大大缩短。

快速固化的特点，使得复合绝热材料不仅可以作为涂抹材料使用，也便于予制成各种型材。一般保温涂料予制型材必须经过长时间加热干燥后才能脱模。本发明的复合绝热材料浇注于模具中在常温下快速固化后即可脱模，模具利用率及生产效率大大提高。

添加发泡剂的材料在混合均匀、涂抹或注模后10分钟～1小时内，可以象聚氨酯材料一样现场发泡。发泡后体积膨胀到原来体积的1.2～1.5倍左右。一般不添加发泡剂的材料，干密度为190-220Kg/M³，添加发泡剂后，干密度可以控制在150～190Kg/M³之间。

复合绝热材料的化学成分百分含量的一般范围如下(％)：

SiO₂    CaO    MgO    Al₂O₃    Fe₂O₃+FeO    Na₂O    K₂O49～60 19～22  4～16   6～8       1～2       3～4   1～2

材料的其他物理性能指标如下：

名称                                指标

湿密度                         700～950Kg/M³

导热系数                      0.05～0.08W/M·K

线干缩率                       ＜5％

最高使用温度                   700℃

实施例1

将100重量份水、0.25份白乳胶、0.6份铝酸钠、0.25份早强剂投入锚式搅拌机中，搅拌5分钟后，加入5-60级茫崖石棉2.5份、快速渗透剂T0.5份，搅拌30分钟，添加羧甲基纤维素0.25份、硅藻土份10份、膨胀珍珠岩粒5份，再搅拌10分钟，得到复合绝热材料的甲组分。

将干燥的高炉水淬矿渣粉10份与过氧化锌0.05份在球磨机中混合20分钟，得到复合绝热材料的乙组分。

甲、乙组分混合后，形成的涂料粘力好，涂抹在垂直及水平光面钢管上，厚度1cm，不滴流，不下滑，不脱落。室温下2小时初凝(不粘手)，3小时变硬，可进行第二次涂抹。浇注在塑料模具内，3小时可脱模。经测定，试样湿密度894Kg/M³，干密度193Kg/M³，线干缩率4.0％，导热系数0.061W/M·K，抗压强度0.55MPa，最高使用温度700℃。试样浸于常温水中一周，不软化，不下沉。

实施例2

将例1中的铝酸钠改为0.25份碳酸钠，早强剂用量改为0.7份，茫崖石棉改为四川石棉，矿渣改为硬脂酸钙包覆的电石粉7份，过氧化锌改为过氧化镁，其余不变。

此涂料在涂抹及注模后，20分钟开始发泡，60分钟发泡结束。2小时初凝，3小时变硬。试样干密度158Kg/M³，线干缩率1.0％，导热系数0.057W/M·K，使用温度及耐水性同例1样。

实施例3

将例1中铝酸钠改为碳酸钾，石棉改为海泡石纤维，矿渣改为5份石灰粉，过氧化锌改为过氧化钙，其余不变。

此涂料1小时初凝，2小时变硬。湿密度920Kg/M³，干密度214Kg/M³，线干缩率3.0％，导热系数0.069W/M·K，抗压强度0.37MPa，其他性能同例1样。

比较例

将例1中茫崖石棉改为祁连石棉，填料中增加膨润土粉5份，取消乙组分及甲组分中的铝酸钠和早强剂。

涂料粘度稠度均较好。但在涂抹及注模后，室温下2天仍粘手，5天后表面不粘手，内部仍软，不能进行第二次涂抹施工。干燥后线收缩率6.0％，干密度208Kg/M³，导热系数0.067W/M·K，抗压强度0.31MPa，最高使用温度700℃。试块浸于水中变软，逐渐溶解破坏。

Claims (1)

1．一种由甲、乙双组分组成的、可以在常温下1～4小时固化、还可在10分钟～1小时发泡的、具有很好耐水性的铝镁质硅酸钙复合绝热材料，甲组分中除含有100重量份水，2.5份石棉、海泡石或水镁石，0.5份快速渗透剂T，0.25份聚乙烯醇、白乳胶或硅酸盐类粘合剂，0.25份羧甲基纤维素或膨润土，15份膨胀珍珠岩、硅藻土或膨胀蛭石外，还含有促进剂及早强剂，促进剂为铝酸钠、碳酸钾或碳酸钠，用量为纤维及填料重量的1-4％；早强剂是60份硫酸钠与1份三乙醇胺的混合物，用量为纤维及填料重量的1-5％；乙组分中含有固化剂、引发剂和发泡剂，固化剂为矿渣、石灰或电石，用量为纤维和填料重量的0.2-0.6倍；引发剂为过氧化钙、过氧化锌或过氧化镁，用量为固化剂用量的0.5-1.0％；发泡剂为偶氮二甲酰胺、碳酸氢钠或电石，用量为固化剂量的0-10％。