CN107244880A - 一种高强度的用于管道的绝热材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于绝热材料制造技术领域，提供了一种高强度的用于管道的绝热材料及制备方法，所述高强度的用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：氧化铝50‑75份、玻璃化微珠15‑23份、凹凸棒黏土颗粒2‑9份、中空玻璃纤维11‑15份。将氧化铝、玻璃化微珠、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70‑80％的蒸汽里进行熟化。本发明的目的是提供一种高强度的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。具体而言，在进行切断等加工时，压缩率0‑5％下的最大载荷为0.8‑0.9MPa以上。

Description

一种高强度的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，涉及一种高强度的用于管道的绝热材料及制备方法。
背景技术
室温下空气分子的平均自由程为约100nm。因此，在具有直径100nm以下的空隙的多孔质体内，空气的对流及传导引起的传热受到抑制，这样的多孔质体表现出优异的绝热作用。
遵循该绝热作用的原理，已知超细颗粒的热导率低而适合于绝热材料，并且已知，利用微细多孔结构可以得到热导率极低的绝热材料。
微细多孔结构确实有助于减小绝热材料的热传导，但是提高空孔的比率会使绝热材料的强度减小。另一方面，分析绝热材料的使用目的时，根据用途的不同，希望加工成复杂的形状，对此，绝热材料的强度不充分时，存在不能耐受切断、打孔、钻孔等加工的问题。
本发明研究目的是，在进行切断等加工时，能够承受压缩5％的压缩程度而保持形状不变化。
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高强度的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。具体而言，在进行切断等加工时，压缩率0-5％下的最大载荷为0.8-0.9MPa以上。
根据本发明的一个方面提供一种高强度的用于管道的绝热材料，所述高强度的用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
氧化铝 50-75份、
玻璃化微珠 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，所述高强度的用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
氧化铝 50-65份、
玻璃化微珠 17-23份、
凹凸棒黏土颗粒 2-6份、
中空玻璃纤维 13-15份。
优选地，所述高强度的用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
氧化铝 55份、
玻璃化微珠 19份、
凹凸棒黏土颗粒 5份、
中空玻璃纤维 14份。
优选地，所述提高凹凸棒黏土胶体稳定性的方法如下：
（1）提纯：凹凸棒黏土加入水中搅拌成90-130g/L的悬浮液，静置后在 2000-2500rpm下离心10-20min；
（2）真空冷冻干燥：离心后的凹凸棒黏土滤饼在21-30Pa下进行冷冻干燥 16-21h；
（3）粉碎：凹凸棒黏土经粉碎机粉碎成粒度≤0.074mm的凹凸棒黏土胶体。
优选地，所述玻璃化微珠在高速搅拌机中用硅烷偶联剂KH-550改性。
优选地，所述高强度的用于管道的绝热材料在650℃下的热导率为0.35W/（m·K）以下。
优选地，所述高强度的用于管道的绝热材料的抗压强度为0.6-0.75MPa。
本发明的另一个方面提供一种高强度的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：
将氧化铝、玻璃化微珠、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70-80％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）本发明根据各物质的结构性能和相互之间的作用，合理配制了绝热材料的配方，其中玻化微珠，它是一种酸性玻璃质溶岩矿物质，经过特种技术处理和生产工艺加工形成内部多孔、表面玻化封闭，呈球状体细径颗粒，是一种具有高性能的新型无机轻质绝热材料。玻化微珠的理化性能十分稳定，具有质轻、绝热、防火、 耐高温、耐老化、吸水率小、低线膨胀系数、不粉化等优异性能，可替代粉煤灰漂珠、玻璃微珠、膨胀珍珠岩、聚苯颗粒等诸多传统轻质骨料在不同制品中的应用。配合氧化铝、中空玻璃纤维、凹凸棒黏土颗粒，经过多次试验，在氧化铝 50-75份、玻璃化微珠15-23份、凹凸棒黏土颗粒2-9份、中空玻璃纤维 11-15份的配比时，制备的绝热材料绝热效果最好，强度最大，性能最佳；
（2）本发明提高凹凸棒黏土胶体稳定性的方法包括提纯、真空冷冻干燥、粉碎工序。具有如下优势：真空冷冻干燥具有保持物料固有特性、操作安全和污染少等特点；处理后的凹凸棒黏土，其比表面积增大，胶体性能明显改善，处理后的黏土其悬浮稳定性可提高2-4倍；真空冷冻干燥已有专门设备，该方法高效、环保、简便易行。经过本发明的方法改造后凹凸棒黏土胶体稳定性提高了，将其与氧化铝、玻璃化微珠、中空玻璃纤维组合后，可增加上述组合物的相互之间的粘结度，增加了制备出成品的的结构密度，进而提高了强度和形变性能，避免在切断加工时的断裂程度。
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高强度的用于管道的绝热材料，所述高强度的用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
氧化铝 75份、
玻璃化微珠 15份、
凹凸棒黏土颗粒 9份、
中空玻璃纤维 11份。
所述提高凹凸棒黏土胶体稳定性的方法如下：
（1）提纯：凹凸棒黏土加入水中搅拌成90-130g/L的悬浮液，静置后在 2000-2500rpm下离心10-20min；
（2）真空冷冻干燥：离心后的凹凸棒黏土滤饼在21-30Pa下进行冷冻干燥 16-21h；
（3）粉碎：凹凸棒黏土经粉碎机粉碎成粒度≤0.074mm的凹凸棒黏土胶体。
所述玻璃化微珠在高速搅拌机中用硅烷偶联剂KH-550改性。
所述高强度的用于管道的绝热材料在650℃下的热导率为0.35W/（m·K）以下。
所述高强度的用于管道的绝热材料的抗压强度为0.6-0.75MPa。
本发明的另一个方面提供一种高强度的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：
将氧化铝、玻璃化微珠、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70-80％的蒸汽里进行熟化。
实施例2
本实施例提供的一种高强度的用于管道的绝热材料，所述高强度的用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
氧化铝 50份、
玻璃化微珠 23份、
凹凸棒黏土颗粒 2份、
中空玻璃纤维 15份。
所述提高凹凸棒黏土胶体稳定性的方法如下：
（1）提纯：凹凸棒黏土加入水中搅拌成90-130g/L的悬浮液，静置后在 2000-2500rpm下离心10-20min；
（2）真空冷冻干燥：离心后的凹凸棒黏土滤饼在21-30Pa下进行冷冻干燥 16-21h；
（3）粉碎：凹凸棒黏土经粉碎机粉碎成粒度≤0.074mm的凹凸棒黏土胶体。
所述玻璃化微珠在高速搅拌机中用硅烷偶联剂KH-550改性。
所述高强度的用于管道的绝热材料在650℃下的热导率为0.35W/（m·K）以下。
所述高强度的用于管道的绝热材料的抗压强度为0.6-0.75MPa。
本发明的另一个方面提供一种高强度的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：
将氧化铝、玻璃化微珠、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70-80％的蒸汽里进行熟化。
实施例3
本实施例提供的一种高强度的用于管道的绝热材料，所述高强度的用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
氧化铝 65份、
玻璃化微珠 17份、
凹凸棒黏土颗粒 6份、
中空玻璃纤维 13份。
优选地，所述提高凹凸棒黏土胶体稳定性的方法如下：
（1）提纯：凹凸棒黏土加入水中搅拌成90-130g/L的悬浮液，静置后在 2000-2500rpm下离心10-20min；
（2）真空冷冻干燥：离心后的凹凸棒黏土滤饼在21-30Pa下进行冷冻干燥 16-21h；
（3）粉碎：凹凸棒黏土经粉碎机粉碎成粒度≤0.074mm的凹凸棒黏土胶体。
所述玻璃化微珠在高速搅拌机中用硅烷偶联剂KH-550改性。
所述高强度的用于管道的绝热材料在650℃下的热导率为0.35W/（m·K）以下。
所述高强度的用于管道的绝热材料的抗压强度为0.6-0.75MPa。
本发明的另一个方面提供一种高强度的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：
将氧化铝、玻璃化微珠、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70-80％的蒸汽里进行熟化。
实施例4
本实施例提供的一种高强度的用于管道的绝热材料，所述高强度的用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
氧化铝 50份、
玻璃化微珠 23份、
凹凸棒黏土颗粒 2份、
中空玻璃纤维 15份。
优选地，所述提高凹凸棒黏土胶体稳定性的方法如下：
（1）提纯：凹凸棒黏土加入水中搅拌成90-130g/L的悬浮液，静置后在 2000-2500rpm下离心10-20min；
（2）真空冷冻干燥：离心后的凹凸棒黏土滤饼在21-30Pa下进行冷冻干燥 16-21h；
（3）粉碎：凹凸棒黏土经粉碎机粉碎成粒度≤0.074mm的凹凸棒黏土胶体。
所述玻璃化微珠在高速搅拌机中用硅烷偶联剂KH-550改性。
所述高强度的用于管道的绝热材料在650℃下的热导率为0.35W/（m·K）以下。
所述高强度的用于管道的绝热材料的抗压强度为0.6-0.75MPa。
本发明的另一个方面提供一种高强度的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：
将氧化铝、玻璃化微珠、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70-80％的蒸汽里进行熟化。
实施例5
本实施例提供的一种高强度的用于管道的绝热材料，所述高强度的用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
氧化铝 55份、
玻璃化微珠 19份、
凹凸棒黏土颗粒 5份、
中空玻璃纤维 14份。
所述提高凹凸棒黏土胶体稳定性的方法如下：
（1）提纯：凹凸棒黏土加入水中搅拌成90-130g/L的悬浮液，静置后在 2000-2500rpm下离心10-20min；
（2）真空冷冻干燥：离心后的凹凸棒黏土滤饼在21-30Pa下进行冷冻干燥 16-21h；
（3）粉碎：凹凸棒黏土经粉碎机粉碎成粒度≤0.074mm的凹凸棒黏土胶体。
所述玻璃化微珠在高速搅拌机中用硅烷偶联剂KH-550改性。
所述高强度的用于管道的绝热材料在650℃下的热导率为0.35W/（m·K）以下。
所述高强度的用于管道的绝热材料的抗压强度为0.6-0.75MPa。
本发明的另一个方面提供一种高强度的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：
将氧化铝、玻璃化微珠、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70-80％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)

1.一种高强度的用于管道的绝热材料，其特征在于：所述高强度的用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
氧化铝 50-75份、
玻璃化微珠 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所述的高强度的用于管道的绝热材料，其特征在于：所述高强度的用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
氧化铝 50-65份、
玻璃化微珠 17-23份、
凹凸棒黏土颗粒 2-6份、
中空玻璃纤维 13-15份。
3.根据权利要求2所述的高强度的用于管道的绝热材料，其特征在于：所述高强度的用于管道的绝热材料包括如下重量份数的组分：
氧化铝 55份、
玻璃化微珠 19份、
凹凸棒黏土颗粒 5份、
中空玻璃纤维 14份。
4.根据权利要求1所述的高强度的用于管道的绝热材料，其特征在于：所述提高凹凸棒黏土胶体稳定性的方法如下：
（1）提纯：凹凸棒黏土加入水中搅拌成90-130g/L的悬浮液，静置后在 2000-2500rpm下离心10-20min；
（2）真空冷冻干燥：离心后的凹凸棒黏土滤饼在21-30Pa下进行冷冻干燥 16-21h；
（3）粉碎：凹凸棒黏土经粉碎机粉碎成粒度≤0.074mm的凹凸棒黏土胶体。
5.根据权利要求4所述的高强度的用于管道的绝热材料，其特征在于：所述玻璃化微珠在高速搅拌机中用硅烷偶联剂KH-550改性。
6.根据权利要求1所述的高强度的用于管道的绝热材料，其特征在于：所述高强度的用于管道的绝热材料在650℃下的热导率为0.35W/（m·K）以下。
7.根据权利要求1所述的高强度的用于管道的绝热材料，其特征在于：所述高强度的用于管道的绝热材料的抗压强度为0.6-0.75MPa。
8.如权利要求1-7任一项所述的高强度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：
将氧化铝、玻璃化微珠、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70-80％的蒸汽里进行熟化。
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