CN107090135A - 一种冷藏设备用保温材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于保温材料加工技术领域，提供了一种冷藏设备用保温材料及制备方法，包括如下重量份数的原料：氧化镁4‑10份、聚羟基丁酸酯4‑10份、玻璃棉15‑30份、聚苯颗粒15‑20份、海泡石15‑25份、硅酸盐6‑22份、明矾1‑5份、阻燃剂2‑7份、偶氮二甲酰胺1‑8份、填充剂3‑9份。原料经过球磨、搅拌、加压成型，制得冷藏设备用保温材料。本发明制得的保温材料导热系数为0.02‑0.05 W/(m·K)，抗压强度为0.58‑0.97 MPa，适用于冷藏设备的生产中，降低冷藏设备的能量损耗。

Description

一种冷藏设备用保温材料及制备方法
技术领域
本发明属于保温材料加工技术领域，具体地，涉及一种冷藏设备用保温材料及制备方法。
背景技术
用于冷藏设备的保温材料对于冷藏设备的冷藏效果影响较大，若其保温效果较差，冷藏设备的能耗会增大，进而增大用电量，响应国家节能减排号召。
保温隔热效果好的保温材料可以阻止热量向外传递和散失，保证热量单方向向材料内部传导。反映材料导热性能的指标是导热系数，影响材料导热系数的因素有材质、孔隙率、开口状态、潮湿程度以及环境温度。不同种类的材料导热系数不相同；不同性能的保温材料达到设计的热阻要求所需的绝热层厚度也不同；同样的材质、不同的容重，导热系数也不相同。材料的孔隙率越高、闭口孔隙越多，导热系数就越低，保温隔热性能也就越好，不同的含水状态，导热系数也不相同。
申请号为201510503213.0的中国专利公开了“一种冷藏设备用保温材料及其制备方法”，其不足之处在于：具有导热系数不够低，抗压强度不够理想，冷藏设备的能耗较大的缺点。
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冷藏设备用保温材料，用此方法制备出的保温材料导热系数低，抗压强度大，冷藏设备的能耗小。
根据本发明一方面提供的一种冷藏设备用保温材料，所述冷藏设备用保温材料包括如下重量份数的原料：氧化镁4-10份、聚羟基丁酸酯4-10份、玻璃棉15-30份、聚苯颗粒15-20份、海泡石15-25份、硅酸盐6-22份、明矾1-5份、阻燃剂2-7份、偶氮二甲酰胺1-8份、填充剂3-9份。
优选地，所述冷藏设备用保温材料包括如下重量份数的原料：氧化镁5-8份、聚羟基丁酸酯5-9份、玻璃棉17-19份、聚苯颗粒16-18份、海泡石16-23份、硅酸盐7-21份、明矾3-4份、阻燃剂3-6份、偶氮二甲酰胺3-6份、填充剂4-7份。
优选地，所述冷藏设备用保温材料包括如下重量份数的原料：氧化镁6份、聚羟基丁酸酯6份、玻璃棉18份、聚苯颗粒17份、海泡石21份、硅酸盐14份、明矾3份、阻燃剂5份、偶氮二甲酰胺5份、填充剂5份。
优选地，所述阻燃剂为氢氧化钙和氢氧化铝中的一种或两种的混合物。
优选地，所述填充剂为滑石粉和碳酸钙中的一种或两种的混合物。
优选地，所述玻璃棉的加工方法如下：
步骤（1）：按重量份数称量如下原料：石英砂7-11份、石灰石12-21份、白云石9-25份，粉碎至60-90目，制得混合粉末；
步骤（2）：向上述混合粉末中加入纯碱或硼砂；
步骤（3）：将加入纯碱后的混合粉末熔融，温度控制在800-1000℃；
步骤（4）：在融化状态下，借助外力吹制式甩成絮状细纤维，即制得玻璃棉。
优选地，所述步骤（2）中加入硼砂。
根据本发明另一方面提供的一种冷藏设备用保温材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤（1）：分别将氧化镁、玻璃棉、聚苯颗粒、海泡石、硅酸盐、明矾、阻燃剂、填充剂用球磨机进行粉碎，粉碎至70-100目，在球磨机中球磨时间为30-60min，得混合物粉料；
步骤（2）：打开高温反应罐，将其温度设为85-100℃，向高温反应罐内加入步骤（1）中的混合物粉料，再加入偶氮二甲酰胺，将上述的材料进行搅拌，搅拌15-30min后，保温1-3h；
步骤（3）：将步骤（2）保温后的混合材料再保持温度不变加压成型，加压为18-25MPa，加压时间为3-4h，停止加压，冷却，制备为冷藏设备用保温材料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明制得的保温材料导热系数为0.02-0.05 W/(m·K)，抗压强度为0.58-0.97MPa，适用于冷藏设备的生产中，降低冷藏设备的能量损耗；
（2）本发明采用的玻璃棉属于玻璃纤维中的一个类别，是一种人造无机纤维。玻璃棉是将熔融玻璃纤维化，形成棉状的材料，化学成分属玻璃类，是一种无机质纤维具有成型好、体积密度小、热导率彽、保温绝热、吸音性能好、耐腐蚀、化学性能稳定。采用石英砂、石灰石、白云石等天然矿石为主要原料，配合一些纯碱、硼砂等化工原料熔成玻璃。在融化状态下，借助外力吹制式甩成絮状细纤维，纤维和纤维之间为立体交叉，互相缠绕在一起，呈现出许多细小的间隙。这种间隙可看作孔隙。因此玻璃棉可视为多孔材料，具有良好的绝热、吸声性能；
（3）本发明采用的聚苯颗粒全称为膨胀聚苯乙烯泡沫颗粒，又称膨胀聚苯颗粒。该材料是由可发性聚苯乙烯树脂珠粒为基础原料膨胀发泡制成的。聚苯颗粒是聚苯颗粒保温砂浆的主要骨料。由于该材料本身材质的原因，属于易燃保温材料，阻燃等级只能达到B2级。具有保温效果好、价格便宜的优点；
（4）本发明海泡石是一种具层链状结构的含水富镁硅酸盐黏土矿物。斜方晶系或单斜晶系，一般呈块状、土状或纤维状集合体。颜色呈白色、浅灰色、暗灰、黄褐色、玫瑰红色、浅蓝绿色。新鲜面为珍珠光泽，风化后为土状光泽。硬度2-3，密度2-2.5g/cm3 。具有滑感和涩感，粘舌。干燥状态下性脆。收缩率低，可塑性好，比表面大，吸附性强。溶于盐酸、质轻。海泡石还具有脱色、隔热、绝缘、抗腐蚀、抗辐射及热稳定等性能。主要产于海相沉积-风化改造型矿床中；亦出现于热液矿脉中。
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。
根据本发明一方面提供的一种冷藏设备用保温材料，所述冷藏设备用保温材料包括如下重量份数的原料：氧化镁4-10份、聚羟基丁酸酯4-10份、玻璃棉15-30份、聚苯颗粒15-20份、海泡石15-25份、硅酸盐6-22份、明矾1-5份、阻燃剂2-7份、偶氮二甲酰胺1-8份、填充剂3-9份。
玻璃棉属于玻璃纤维中的一个类别，是一种人造无机纤维。玻璃棉是将熔融玻璃纤维化，形成棉状的材料，化学成分属玻璃类，是一种无机质纤维具有成型好、体积密度小、热导率彽、保温绝热、吸音性能好、耐腐蚀、化学性能稳定。采用石英砂、石灰石、白云石等天然矿石为主要原料，配合一些纯碱、硼砂等化工原料熔成玻璃。在融化状态下，借助外力吹制式甩成絮状细纤维，纤维和纤维之间为立体交叉，互相缠绕在一起，呈现出许多细小的间隙。这种间隙可看作孔隙。因此玻璃棉可视为多孔材料，具有良好的绝热、吸声性能。
聚苯颗粒全称为膨胀聚苯乙烯泡沫颗粒，又称膨胀聚苯颗粒。该材料是由可发性聚苯乙烯树脂珠粒为基础原料膨胀发泡制成的。聚苯颗粒是聚苯颗粒保温砂浆的主要骨料。由于该材料本身材质的原因，属于易燃保温材料，阻燃等级只能达到B2级。具有保温效果好、价格便宜的优点。
海泡石是一种具层链状结构的含水富镁硅酸盐黏土矿物。斜方晶系或单斜晶系，一般呈块状、土状或纤维状集合体。颜色呈白色、浅灰色、暗灰、黄褐色、玫瑰红色、浅蓝绿色。新鲜面为珍珠光泽，风化后为土状光泽。硬度2-3，密度2-2.5g/cm3 。具有滑感和涩感，粘舌。干燥状态下性脆。收缩率低，可塑性好，比表面大，吸附性强。溶于盐酸、质轻。海泡石还具有脱色、隔热、绝缘、抗腐蚀、抗辐射及热稳定等性能。主要产于海相沉积-风化改造型矿床中；亦出现于热液矿脉中。
优选地，所述阻燃剂为氢氧化钙和氢氧化铝中的一种或两种的混合物。
优选地，所述填充剂为滑石粉和碳酸钙中的一种或两种的混合物。
优选地，所述玻璃棉的加工方法如下：
步骤（1）：按重量份数称量如下原料：石英砂7-11份、石灰石12-21份、白云石9-25份，粉碎至60-90目，制得混合粉末；
步骤（2）：向上述混合粉末中加入纯碱或硼砂；
步骤（3）：将加入纯碱后的混合粉末熔融，温度控制在800-1000℃；
步骤（4）：在融化状态下，借助外力吹制式甩成絮状细纤维，即制得玻璃棉。
优选地，所述步骤（2）中加入硼砂。
根据本发明另一方面提供的一种冷藏设备用保温材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤（1）：分别将氧化镁、玻璃棉、聚苯颗粒、海泡石、硅酸盐、明矾、阻燃剂、填充剂用球磨机进行粉碎，粉碎至70-100目，在球磨机中球磨时间为30-60min，得混合物粉料；
步骤（2）：打开高温反应罐，将其温度设为85-100℃，向高温反应罐内加入步骤（1）中的混合物粉料，再加入偶氮二甲酰胺，将上述的材料进行搅拌，搅拌15-30min后，保温1-3h；
步骤（3）：将步骤（2）保温后的混合材料再保持温度不变加压成型，加压为18-25MPa，加压时间为3-4h，停止加压，冷却，制备为冷藏设备用保温材料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明制得的保温材料导热系数为0.02-0.05W/(m·K)，抗压强度为0.58-0.97MPa，适用于冷藏设备的生产中，降低冷藏设备的能量损耗。
实施例1
本实施例提供的一种冷藏设备用保温材料，所述冷藏设备用保温材料包括如下重量份数的原料：氧化镁10份、聚羟基丁酸酯4份、玻璃棉30份、聚苯颗粒15份、海泡石25份、硅酸盐6份、明矾5份、阻燃剂2份、偶氮二甲酰胺8份、填充剂3份。
所述阻燃剂为氢氧化钙。
所述填充剂为滑石粉。
所述玻璃棉的加工方法如下：
步骤（1）：按重量份数称量如下原料：石英砂11份、石灰石12份、白云石25份，粉碎至60目，制得混合粉末；
步骤（2）：向上述混合粉末中加入纯碱或硼砂；
步骤（3）：将加入纯碱后的混合粉末熔融，温度控制在1000℃；
步骤（4）：在融化状态下，借助外力吹制式甩成絮状细纤维，即制得玻璃棉。
所述步骤（2）中加入硼砂。
根据本发明另一方面提供的一种冷藏设备用保温材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤（1）：分别将氧化镁、玻璃棉、聚苯颗粒、海泡石、硅酸盐、明矾、阻燃剂、填充剂用球磨机进行粉碎，粉碎至100目，在球磨机中球磨时间为30min，得混合物粉料；
步骤（2）：打开高温反应罐，将其温度设为100℃，向高温反应罐内加入步骤（1）中的混合物粉料，再加入偶氮二甲酰胺，将上述的材料进行搅拌，搅拌15min后，保温3h；
步骤（3）：将步骤（2）保温后的混合材料再保持温度不变加压成型，加压为18MPa，加压时间为4h，停止加压，冷却，制备为冷藏设备用保温材料。
实施例2
本实施例提供的一种冷藏设备用保温材料，所述冷藏设备用保温材料包括如下重量份数的原料：氧化镁4份、聚羟基丁酸酯10份、玻璃棉15份、聚苯颗粒20份、海泡石15份、硅酸盐22份、明矾1份、阻燃剂7份、偶氮二甲酰胺1份、填充剂9份。
所述阻燃剂为氢氧化钙。
所述填充剂为滑石粉。
所述玻璃棉的加工方法如下：
步骤（1）：按重量份数称量如下原料：石英砂7份、石灰石21份、白云石9份，粉碎至90目，制得混合粉末；
步骤（2）：向上述混合粉末中加入纯碱或硼砂；
步骤（3）：将加入纯碱后的混合粉末熔融，温度控制在800℃；
步骤（4）：在融化状态下，借助外力吹制式甩成絮状细纤维，即制得玻璃棉。
所述步骤（2）中加入硼砂。
根据本发明另一方面提供的一种冷藏设备用保温材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤（1）：分别将氧化镁、玻璃棉、聚苯颗粒、海泡石、硅酸盐、明矾、阻燃剂、填充剂用球磨机进行粉碎，粉碎至100目，在球磨机中球磨时间为60min，得混合物粉料；
步骤（2）：打开高温反应罐，将其温度设为85℃，向高温反应罐内加入步骤（1）中的混合物粉料，再加入偶氮二甲酰胺，将上述的材料进行搅拌，搅拌15min后，保温3h；
步骤（3）：将步骤（2）保温后的混合材料再保持温度不变加压成型，加压为25MPa，加压时间为3h，停止加压，冷却，制备为冷藏设备用保温材料。
实施例3
本实施例提供的一种冷藏设备用保温材料，所述冷藏设备用保温材料包括如下重量份数的原料：氧化镁8份、聚羟基丁酸酯5份、玻璃棉19份、聚苯颗粒16份、海泡石23份、硅酸盐7份、明矾4份、阻燃剂3份、偶氮二甲酰胺6份、填充剂4份。
所述阻燃剂为氢氧化铝。
所述填充剂为碳酸钙。
所述玻璃棉的加工方法如下：
步骤（1）：按重量份数称量如下原料：石英砂11份、石灰石12份、白云石25份，粉碎至60目，制得混合粉末；
步骤（2）：向上述混合粉末中加入纯碱或硼砂；
步骤（3）：将加入纯碱后的混合粉末熔融，温度控制在1000℃；
步骤（4）：在融化状态下，借助外力吹制式甩成絮状细纤维，即制得玻璃棉。
所述步骤（2）中加入硼砂。
根据本发明另一方面提供的一种冷藏设备用保温材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤（1）：分别将氧化镁、玻璃棉、聚苯颗粒、海泡石、硅酸盐、明矾、阻燃剂、填充剂用球磨机进行粉碎，粉碎至100目，在球磨机中球磨时间为30min-60min，得混合物粉料；
步骤（2）：打开高温反应罐，将其温度设为85℃，向高温反应罐内加入步骤（1）中的混合物粉料，再加入偶氮二甲酰胺，将上述的材料进行搅拌，搅拌30min后，保温1h；
步骤（3）：将步骤（2）保温后的混合材料再保持温度不变加压成型，加压为25MPa，加压时间为3h，停止加压，冷却，制备为冷藏设备用保温材料。
实施例4
本实施例提供的一种冷藏设备用保温材料，所述冷藏设备用保温材料包括如下重量份数的原料：氧化镁5份、聚羟基丁酸酯9份、玻璃棉17份、聚苯颗粒18份、海泡石16份、硅酸盐21份、明矾3份、阻燃剂6份、偶氮二甲酰胺3份、填充剂7份。
所述阻燃剂为氢氧化钙和氢氧化铝两种的混合物。
所述填充剂为滑石粉和碳酸钙中两种的混合物。
所述玻璃棉的加工方法如下：
步骤（1）：按重量份数称量如下原料：石英砂7份、石灰石21份、白云石9份，粉碎至90目，制得混合粉末；
步骤（2）：向上述混合粉末中加入纯碱或硼砂；
步骤（3）：将加入纯碱后的混合粉末熔融，温度控制在800℃；
步骤（4）：在融化状态下，借助外力吹制式甩成絮状细纤维，即制得玻璃棉。
所述步骤（2）中加入硼砂。
根据本发明另一方面提供的一种冷藏设备用保温材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤（1）：分别将氧化镁、玻璃棉、聚苯颗粒、海泡石、硅酸盐、明矾、阻燃剂、填充剂用球磨机进行粉碎，粉碎至100目，在球磨机中球磨时间为50min，得混合物粉料；
步骤（2）：打开高温反应罐，将其温度设为90℃，向高温反应罐内加入步骤（1）中的混合物粉料，再加入偶氮二甲酰胺，将上述的材料进行搅拌，搅拌20min后，保温2h；
步骤（3）：将步骤（2）保温后的混合材料再保持温度不变加压成型，加压为22MPa，加压时间为4h，停止加压，冷却，制备为冷藏设备用保温材料。
实施例5
本实施例提供的一种冷藏设备用保温材料，所述冷藏设备用保温材料包括如下重量份数的原料：氧化镁6份、聚羟基丁酸酯6份、玻璃棉18份、聚苯颗粒17份、海泡石21份、硅酸盐14份、明矾3份、阻燃剂5份、偶氮二甲酰胺5份、填充剂5份。
所述阻燃剂为氢氧化钙和氢氧化铝中的一种或两种的混合物。
所述填充剂为滑石粉和碳酸钙中的一种或两种的混合物。
所述玻璃棉的加工方法如下：
步骤（1）：按重量份数称量如下原料：石英砂8份、石灰石15份、白云石21份，粉碎至70目，制得混合粉末；
步骤（2）：向上述混合粉末中加入纯碱或硼砂；
步骤（3）：将加入纯碱后的混合粉末熔融，温度控制在900℃；
步骤（4）：在融化状态下，借助外力吹制式甩成絮状细纤维，即制得玻璃棉。
所述步骤（2）中加入硼砂。
根据本发明另一方面提供的一种冷藏设备用保温材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤（1）：分别将氧化镁、玻璃棉、聚苯颗粒、海泡石、硅酸盐、明矾、阻燃剂、填充剂用球磨机进行粉碎，粉碎至85目，在球磨机中球磨时间为40min，得混合物粉料；
步骤（2）：打开高温反应罐，将其温度设为95℃，向高温反应罐内加入步骤（1）中的混合物粉料，再加入偶氮二甲酰胺，将上述的材料进行搅拌，搅拌25min后，保温2h；
步骤（3）：将步骤（2）保温后的混合材料再保持温度不变加压成型，加压为23MPa，加压时间为4h，停止加压，冷却，制备为冷藏设备用保温材料。
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)

1.一种冷藏设备用保温材料，其特征在于，所述冷藏设备用保温材料包括如下重量份数的原料：氧化镁4-10份、聚羟基丁酸酯4-10份、玻璃棉15-30份、聚苯颗粒15-20份、海泡石15-25份、硅酸盐6-22份、明矾1-5份、阻燃剂2-7份、偶氮二甲酰胺1-8份、填充剂3-9份。
2.根据权利要求1所述的冷藏设备用保温材料，其特征在于：所述冷藏设备用保温材料包括如下重量份数的原料：氧化镁5-8份、聚羟基丁酸酯5-9份、玻璃棉17-19份、聚苯颗粒16-18份、海泡石16-23份、硅酸盐7-21份、明矾3-4份、阻燃剂3-6份、偶氮二甲酰胺3-6份、填充剂4-7份。
3.根据权利要求1所述的冷藏设备用保温材料，其特征在于：所述冷藏设备用保温材料包括如下重量份数的原料：氧化镁6份、聚羟基丁酸酯6份、玻璃棉18份、聚苯颗粒17份、海泡石21份、硅酸盐14份、明矾3份、阻燃剂5份、偶氮二甲酰胺5份、填充剂5份。
4.根据权利要求1所述的冷藏设备用保温材料，其特征在于：所述阻燃剂为氢氧化钙和氢氧化铝中的一种或两种的混合物。
5.根据权利要求1所述的冷藏设备用保温材料，其特征在于：所述填充剂为滑石粉和碳酸钙中的一种或两种的混合物。
6.根据权利要求1-3任一项所述的冷藏设备用保温材料，其特征在于：所述玻璃棉的加工方法如下：
步骤（1）：按重量份数称量如下原料：石英砂7-11份、石灰石12-21份、白云石9-25份，粉碎至60-90目，制得混合粉末；
步骤（2）：向上述混合粉末中加入纯碱或硼砂；
步骤（3）：将加入纯碱后的混合粉末熔融，温度控制在800-1000℃；
步骤（4）：在融化状态下，借助外力吹制式甩成絮状细纤维，即制得玻璃棉。
7.根据权利要求6所述的冷藏设备用保温材料，其特征在于：所述步骤（2）中加入硼砂。
8.一种冷藏设备用保温材料的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
步骤（1）：分别将氧化镁、玻璃棉、聚苯颗粒、海泡石、硅酸盐、明矾、阻燃剂、填充剂用球磨机进行粉碎，粉碎至70-100目，在球磨机中球磨时间为30-60min，得混合物粉料；
步骤（2）：打开高温反应罐，将其温度设为85-100℃，向高温反应罐内加入步骤（1）中的混合物粉料，再加入偶氮二甲酰胺，将上述的材料进行搅拌，搅拌15-30min后，保温1-3h；
步骤（3）：将步骤（2）保温后的混合材料再保持温度不变加压成型，加压为18-25MPa，加压时间为3-4h，停止加压，冷却，制备为冷藏设备用保温材料。
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