CN107056230A - 一种用于管道的绝热材料及制备方法 - Google Patents

一种用于管道的绝热材料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于绝热材料制造技术领域，提供了一种用于管道的绝热材料及制备方法，所述用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：平均粒径为60‑70nm的二氧化硅微粒50‑75份、中空陶瓷纤维15‑23份、凹凸棒黏土颗粒2‑9份、中空玻璃纤维11‑15份。本发明的目的是提供一种用于管道的绝热材料及制备方法，所制备的绝热材料绝热性能好且强度高。

Description

一种用于管道的绝热材料及制备方法
技术领域
本发明属于绝热材料制造技术领域，具体地，涉及一种用于管道的绝热材料及制备方法。
背景技术
现有绝热材料的制备技术中，将二氧化硅微粒、无机纤维和粘合剂混合并进行压制成形后，进行机械加工而得到的绝热材料导热性低、绝热性能优异。
在上述技术中，由于使用粘合剂，因此例如需要进行脱脂，存在因该脱脂导致绝热材料的强度降低的问题。另外，粘合剂的使用导致对环境的负荷增大。这样，使用粘合剂时，存在伴随脱脂等带来的工序数、所需时间及能量的增大等问题。
而如果不使用粘合剂，通过调整压制压力增加绝热材料的密度也能够提高强度。但是，这种情况下，例如由于伴随密度的增加，固体传热也增加，因此存在该绝热材料的绝热性能降低等问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于管道的绝热材料及制备方法，所制备的绝热材料绝热性能好且强度高。
根据本发明的一个方面提供一种用于管道的绝热材料，所述用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
平均粒径为60-70nm的二氧化硅微粒 50-75份、
中空陶瓷纤维 15-23份、
凹凸棒黏土颗粒 2-9份、
中空玻璃纤维 11-15份。
优选地，所述用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
平均粒径为60-70nm的二氧化硅微粒 50-65份、
中空陶瓷纤维 15-21份、
凹凸棒黏土颗粒 2-6份、
中空玻璃纤维 11-14份。
优选地，所述用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
平均粒径为60-70nm的二氧化硅微粒 65份、
中空陶瓷纤维 18份、
凹凸棒黏土颗粒 4份、
中空玻璃纤维 13份。
优选地，所述凹凸棒黏土的改性方法如下：
（1）首先，取凹凸棒土粉碎，粉碎至颗粒大小为2-6目，将粉碎后的凹凸棒土加入至凹凸棒土质量10-13倍的清水里，搅拌均匀，浸泡10-15h后，离心处理10-25min，所述离心机的转速为1600-1700r/min，离心之后，经过过滤、干燥步骤得到凹凸棒土的初成品；
（2）首先，利用碳酸氢钠配置浓度为2.5-3.5％的碳酸氢钠溶液，将所述的凹凸棒土的初成品放入碳酸氢钠溶液中，并进行搅拌和加热，所述的搅拌速度为130-200r/min，所述的加热温度保持为60-75℃；在搅拌的过程中，边搅拌边加入氢氧化钠颗粒，所述的添加氢氧化钠的质量均占碳酸氢钠溶液质量的1.2-2.2％；
（3）将步骤（2）所得的凹凸棒土经过过滤、干燥和粉碎处理，得到改性后的凹凸棒黏土。
优选地，所述改性后的凹凸棒黏土的细度60-100目。
优选地，所述用于管道的绝热材料在700℃下的热导率为0.04W/（m·K）以下。
优选地，所述用于管道的绝热材料的松密度为440- 500kg/m3，且抗压强度为0.6-0.7MPa。
本发明的另一个方面提供一种用于管道的绝热材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
将平均粒径为60-70nm的二氧化硅微粒、中空陶瓷纤维、凹凸棒黏土颗粒、中空玻璃纤维通过加压的方式，在相对湿度为60-80％的蒸汽里进行熟化。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明提供的一种用于管道的绝热材料重新设计了绝热材料的配方平均粒径为60-70nm的二氧化硅微粒、中空陶瓷纤维、凹凸棒黏土颗粒、中空玻璃纤维。其中纳米二氧化硅是一种无机化工材料，俗称白炭黑。由于是超细纳米级，尺寸范围在1-100nm，因此具有许多独特的性质，如具有对抗紫外线的光学性能，能提高其他材料抗老化、强度和耐化学性能。用途非常广泛。纳米级二氧化硅为无定形白色粉末，无毒、无味、无污染，微结构为球形，呈絮状和网状的准颗粒结构，分子式和结构式为SiO2，不溶于水。用纳米SiO2可提高绝热材料的强度、韧性及硬度和弹性模量等性能，利用纳米SiO2来复合绝热材料，提高了绝热材料的致密性、韧性和光洁度。陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点，因而在机械、冶金、化工、石油、陶瓷、玻璃、电子等行业都得到了广泛的应用。玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高。经过改性的凹凸棒黏土具有分散性好、造浆率高、密封性好、抗盐碱耐高温性能稳定等优点。将上述原料进行合理组合，所制备的绝热材料绝热性能好且强度高，在700℃下的热导率为0.04W/（m·K）以下，松密度为440-500kg/m3，且抗压强度为0.6-0.7MPa；
（2）本发明提供的用于管道的绝热材料的制备方法无需添加粘合剂而直接通过机械压制的方法，再经过熟化制得，保证了绝热材料的绝热性能好和强度。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供的一种用于管道的绝热材料，所述用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
平均粒径为60-70nm的二氧化硅微粒 75份、
中空陶瓷纤维 15份、
凹凸棒黏土颗粒 9份、
中空玻璃纤维 11份。
所述凹凸棒黏土的改性方法如下：
（1）首先，取凹凸棒土粉碎，粉碎至颗粒大小为2-6目，将粉碎后的凹凸棒土加入至凹凸棒土质量10-13倍的清水里，搅拌均匀，浸泡10-15h后，离心处理10-25min，所述离心机的转速为1600-1700r/min，离心之后，经过过滤、干燥步骤得到凹凸棒土的初成品；
（2）首先，利用碳酸氢钠配置浓度为2.5-3.5％的碳酸氢钠溶液，将所述的凹凸棒土的初成品放入碳酸氢钠溶液中，并进行搅拌和加热，所述的搅拌速度为130-200r/min，所述的加热温度保持为60-75℃；在搅拌的过程中，边搅拌边加入氢氧化钠颗粒，所述的添加氢氧化钠的质量均占碳酸氢钠溶液质量的1.2-2.2％；
（3）将步骤（2）所得的凹凸棒土经过过滤、干燥和粉碎处理，得到改性后的凹凸棒黏土。
所述改性后的凹凸棒黏土的细度60-100目。
所述用于管道的绝热材料在700℃下的热导率为0.04W/（m·K）以下。
所述用于管道的绝热材料的松密度为440- 500kg/m3，且抗压强度为0.6-0.7MPa。
本发明的另一个方面提供一种用于管道的绝热材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
将平均粒径为60-70nm的二氧化硅微粒、中空陶瓷纤维、凹凸棒黏土颗粒、中空玻璃纤维通过加压的方式，在相对湿度为60-80％的蒸汽里进行熟化。
实施例2
本实施例提供的一种用于管道的绝热材料，所述用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
平均粒径为60-70nm的二氧化硅微粒 50份、
中空陶瓷纤维 23份、
凹凸棒黏土颗粒 2份、
中空玻璃纤维 15份。
所述凹凸棒黏土的改性方法如下：
（1）首先，取凹凸棒土粉碎，粉碎至颗粒大小为2-6目，将粉碎后的凹凸棒土加入至凹凸棒土质量10-13倍的清水里，搅拌均匀，浸泡10-15h后，离心处理10-25min，所述离心机的转速为1600-1700r/min，离心之后，经过过滤、干燥步骤得到凹凸棒土的初成品；
（2）首先，利用碳酸氢钠配置浓度为2.5-3.5％的碳酸氢钠溶液，将所述的凹凸棒土的初成品放入碳酸氢钠溶液中，并进行搅拌和加热，所述的搅拌速度为130-200r/min，所述的加热温度保持为60-75℃；在搅拌的过程中，边搅拌边加入氢氧化钠颗粒，所述的添加氢氧化钠的质量均占碳酸氢钠溶液质量的1.2-2.2％；
（3）将步骤（2）所得的凹凸棒土经过过滤、干燥和粉碎处理，得到改性后的凹凸棒黏土。
所述改性后的凹凸棒黏土的细度60-100目。
所述用于管道的绝热材料在700℃下的热导率为0.04W/（m·K）以下。
所述用于管道的绝热材料的松密度为440- 500kg/m3，且抗压强度为0.6-0.7MPa。
本发明的另一个方面提供一种用于管道的绝热材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
将平均粒径为60-70nm的二氧化硅微粒、中空陶瓷纤维、凹凸棒黏土颗粒、中空玻璃纤维通过加压的方式，在相对湿度为60-80％的蒸汽里进行熟化。
实施例3
本实施例提供的一种用于管道的绝热材料，所述用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
平均粒径为60-70nm的二氧化硅微粒 65份、
中空陶瓷纤维 15份、
凹凸棒黏土颗粒 6份、
中空玻璃纤维 11份。
所述凹凸棒黏土的改性方法如下：
（1）首先，取凹凸棒土粉碎，粉碎至颗粒大小为2-6目，将粉碎后的凹凸棒土加入至凹凸棒土质量10-13倍的清水里，搅拌均匀，浸泡10-15h后，离心处理10-25min，所述离心机的转速为1600-1700r/min，离心之后，经过过滤、干燥步骤得到凹凸棒土的初成品；
（2）首先，利用碳酸氢钠配置浓度为2.5-3.5％的碳酸氢钠溶液，将所述的凹凸棒土的初成品放入碳酸氢钠溶液中，并进行搅拌和加热，所述的搅拌速度为130-200r/min，所述的加热温度保持为60-75℃；在搅拌的过程中，边搅拌边加入氢氧化钠颗粒，所述的添加氢氧化钠的质量均占碳酸氢钠溶液质量的1.2-2.2％；
（3）将步骤（2）所得的凹凸棒土经过过滤、干燥和粉碎处理，得到改性后的凹凸棒黏土。
所述改性后的凹凸棒黏土的细度60-100目。
所述用于管道的绝热材料在700℃下的热导率为0.04W/（m·K）以下。
所述用于管道的绝热材料的松密度为440- 500kg/m3，且抗压强度为0.6-0.7MPa。
本发明的另一个方面提供一种用于管道的绝热材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
将平均粒径为60-70nm的二氧化硅微粒、中空陶瓷纤维、凹凸棒黏土颗粒、中空玻璃纤维通过加压的方式，在相对湿度为60-80％的蒸汽里进行熟化。
实施例4
本实施例提供的一种用于管道的绝热材料，所述用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
平均粒径为60-70nm的二氧化硅微粒 50份、
中空陶瓷纤维 21份、
凹凸棒黏土颗粒 2份、
中空玻璃纤维 14份。
所述凹凸棒黏土的改性方法如下：
（1）首先，取凹凸棒土粉碎，粉碎至颗粒大小为2-6目，将粉碎后的凹凸棒土加入至凹凸棒土质量10-13倍的清水里，搅拌均匀，浸泡10-15h后，离心处理10-25min，所述离心机的转速为1600-1700r/min，离心之后，经过过滤、干燥步骤得到凹凸棒土的初成品；
（2）首先，利用碳酸氢钠配置浓度为2.5-3.5％的碳酸氢钠溶液，将所述的凹凸棒土的初成品放入碳酸氢钠溶液中，并进行搅拌和加热，所述的搅拌速度为130-200r/min，所述的加热温度保持为60-75℃；在搅拌的过程中，边搅拌边加入氢氧化钠颗粒，所述的添加氢氧化钠的质量均占碳酸氢钠溶液质量的1.2-2.2％；
（3）将步骤（2）所得的凹凸棒土经过过滤、干燥和粉碎处理，得到改性后的凹凸棒黏土。
所述改性后的凹凸棒黏土的细度60-100目。
所述用于管道的绝热材料在700℃下的热导率为0.04W/（m·K）以下。
所述用于管道的绝热材料的松密度为440- 500kg/m3，且抗压强度为0.6-0.7MPa。
本发明的另一个方面提供一种用于管道的绝热材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
将平均粒径为60-70nm的二氧化硅微粒、中空陶瓷纤维、凹凸棒黏土颗粒、中空玻璃纤维通过加压的方式，在相对湿度为60-80％的蒸汽里进行熟化。
实施例5
本实施例提供的一种用于管道的绝热材料，所述用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
平均粒径为60-70nm的二氧化硅微粒 65份、
中空陶瓷纤维 18份、
凹凸棒黏土颗粒 4份、
中空玻璃纤维 13份。
所述凹凸棒黏土的改性方法如下：
（1）首先，取凹凸棒土粉碎，粉碎至颗粒大小为2-6目，将粉碎后的凹凸棒土加入至凹凸棒土质量10-13倍的清水里，搅拌均匀，浸泡10-15h后，离心处理10-25min，所述离心机的转速为1600-1700r/min，离心之后，经过过滤、干燥步骤得到凹凸棒土的初成品；
（2）首先，利用碳酸氢钠配置浓度为2.5-3.5％的碳酸氢钠溶液，将所述的凹凸棒土的初成品放入碳酸氢钠溶液中，并进行搅拌和加热，所述的搅拌速度为130-200r/min，所述的加热温度保持为60-75℃；在搅拌的过程中，边搅拌边加入氢氧化钠颗粒，所述的添加氢氧化钠的质量均占碳酸氢钠溶液质量的1.2-2.2％；
（3）将步骤（2）所得的凹凸棒土经过过滤、干燥和粉碎处理，得到改性后的凹凸棒黏土。
所述改性后的凹凸棒黏土的细度60-100目。
所述用于管道的绝热材料在700℃下的热导率为0.04W/（m·K）以下。
所述用于管道的绝热材料的松密度为440- 500kg/m3，且抗压强度为0.6-0.7MPa。
本发明的另一个方面提供一种用于管道的绝热材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
将平均粒径为60-70nm的二氧化硅微粒、中空陶瓷纤维、凹凸棒黏土颗粒、中空玻璃纤维通过加压的方式，在相对湿度为60-80％的蒸汽里进行熟化。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种用于管道的绝热材料，其特征在于：所述用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
平均粒径为60-70nm的二氧化硅微粒 50-75份、
中空陶瓷纤维 15-23份、
凹凸棒黏土颗粒 2-9份、
中空玻璃纤维 11-15份。
2.根据权利要求1所述的用于管道的绝热材料，其特征在于：所述用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
平均粒径为60-70nm的二氧化硅微粒 50-65份、
中空陶瓷纤维 15-21份、
凹凸棒黏土颗粒 2-6份、
中空玻璃纤维 11-14份。
3.根据权利要求2所述的用于管道的绝热材料，其特征在于：所述用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
平均粒径为60-70nm的二氧化硅微粒 65份、
中空陶瓷纤维 18份、
凹凸棒黏土颗粒 4份、
中空玻璃纤维 13份。
4.根据权利要求1所述的用于管道的绝热材料，其特征在于：所述凹凸棒黏土的改性方法如下：
（1）首先，取凹凸棒土粉碎，粉碎至颗粒大小为2-6目，将粉碎后的凹凸棒土加入至凹凸棒土质量10-13倍的清水里，搅拌均匀，浸泡10-15h后，离心处理10-25min，所述离心机的转速为1600-1700r/min，离心之后，经过过滤、干燥步骤得到凹凸棒土的初成品；
（2）首先，利用碳酸氢钠配置浓度为2.5-3.5％的碳酸氢钠溶液，将所述的凹凸棒土的初成品放入碳酸氢钠溶液中，并进行搅拌和加热，所述的搅拌速度为130-200r/min，所述的加热温度保持为60-75℃；在搅拌的过程中，边搅拌边加入氢氧化钠颗粒，所述的添加氢氧化钠的质量均占碳酸氢钠溶液质量的1.2-2.2％；
（3）将步骤（2）所得的凹凸棒土经过过滤、干燥和粉碎处理，得到改性后的凹凸棒黏土。
5.根据权利要求4所述的用于管道的绝热材料，其特征在于：所述改性后的凹凸棒黏土的细度60-100目。
6.根据权利要求1所述的用于管道的绝热材料，其特征在于：所述用于管道的绝热材料在700℃下的热导率为0.04W/（m·K）以下。
7.根据权利要求1所述的用于管道的绝热材料，其特征在于：所述用于管道的绝热材料的松密度为440- 500kg/m3，且抗压强度为0.6-0.7MPa。
8.如权利要求1-7任一项所述的用于管道的绝热材料的制备方法，其特征在于：所述方法具体如下：
将平均粒径为60-70nm的二氧化硅微粒、中空陶瓷纤维、凹凸棒黏土颗粒、中空玻璃纤维通过加压的方式，在相对湿度为60-80％的蒸汽里进行熟化。
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