CN110590252A - 一种废旧保温棉再利用的保温材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种废旧保温棉再利用的保温材料，属于保温材料技术领域。本发明的废旧保温棉再利用的保温材料包括以下重量份的组分：废弃的玻璃保温棉碎块15‑30份、玻璃纤维5‑15份、保温填料5‑10份和粘结剂20‑40份；所述保温填料为气凝胶和/或空心微珠。本发明的废旧保温棉再利用的保温材料以废弃的玻璃保温棉为原料，变废为宝，可以就地使用，将热流输送管道上包裹的玻璃保温棉拆卸下来后直接与其它组分混合，得到本发明的保温材料，再直接用于热流输送管道，极大地节省了人力、物力和财力，且得到的保温材料具有较低的导热系数和较大的接触角，具有良好的保温性和疏水性。

Description

一种废旧保温棉再利用的保温材料
技术领域
本发明涉及一种废旧保温棉再利用的保温材料，属于管道保温技术领域。
背景技术
热流输送管道的输送距离长达几公里甚至几十公里，通常情况下，热流输送管道上包裹有玻璃保温棉，以便对管道进行保温，降低能耗，包裹在热流输送管道表面的玻璃保温棉的保温效果将随着时间的推移而下降，通常情况下，为了提高保温效果，在使用3-5年后将对包裹在热流输送管道表面的玻璃保温棉进行替换，被替换下来的大量废弃的玻璃保温棉的后期处理俨然成为了一个耗费大量人力、物力和财力的问题，当前处理方式多是运输到偏远地方进行掩埋，但是废弃的玻璃保温棉作为一种轻质材料，运输成本极高，同时掩埋处理费时费力，极大地占用了土地资源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废旧保温棉再利用的保温材料，将废弃的玻璃保温棉进行再利用，变废为宝，得到一种导热系数较低的保温材料。
本发明的技术方案如下：
一种废旧保温棉再利用的保温材料，所述废旧保温棉再利用的保温材料由水、助剂和以下重量份的组分组成：废弃的玻璃保温棉碎块15-30份、玻璃纤维5-15份、保温填料5-10份和粘结剂20-40份；所述保温填料为气凝胶和/或空心微珠。
废弃的玻璃保温棉碎块是利用滚筒破碎机进行破碎得到的。
水的加入是为了使得各组分与水混合后，形成浆料，有利于填充到热流输送管道外的环形空间中，本领域技术人员可以根据需要确定水的用量，优选地，水的用量为10.2-23.7份。
玻璃纤维是经过开松机开松处理过的。开松后的玻璃纤维可以是单根的，也可以是数根的，如2-5根的。以开松为单根的玻璃纤维为优，考虑到成本，也可以是开松为多根。
玻璃纤维以无碱玻璃纤维为优。无碱玻璃纤维的结构强度高，耐化学性好，与废弃的玻璃保温棉碎块相互穿插，共同提高保温材料的结构强度和抗开裂性。
本发明的废旧保温棉再利用的保温材料以废弃的玻璃保温棉为原料，变废为宝，可以就地使用，将热流输送管道上包裹的玻璃保温棉拆卸下来后直接与其它组分混合，得到本发明的保温材料，再用于热流输送管道，极大地节省了人力、物力和财力，节能环保。废弃的玻璃保温棉碎块和玻璃纤维与保温填料相互穿插，在粘结剂的作用下粘结在一起，得到的保温材料具有较低的导热系数(导热系数小于0.055m·K(25℃))和较大的接触角(接触角大于90°)，具有良好的保温性和疏水性。
为了使得保温材料在较低的成本下，兼顾良好的疏水性和保温性，优选地，所述废旧保温棉再利用的保温材料由水、助剂和以下重量份的组分组成：废弃的玻璃保温棉碎块15-20份、玻璃纤维10-15份、保温填料5-8份和粘结剂30-40份。
废弃的玻璃保温棉碎块的大小以及玻璃纤维的长度可以根据需要进行选择，优选地，所述废弃的玻璃保温棉碎块的边长为2-5cm；所述玻璃纤维的长度为2-5cm。如果玻璃纤维保温棉碎块的边长过大，玻璃纤维的长度过长，加入后需要延长分散时间，同时无法保证玻璃纤维保温棉能够在浆料中充分分散，如果玻璃纤维保温棉碎块的边长过小，玻璃纤维的长度过短，将使得浆料的致密度提高，从而使得最终成品材料的密度提高，导致材料的保温性能下降。
优选地，所述粘结剂为酸性硅溶胶，所述助剂包括可溶性碱性盐0.1-0.5份。可溶性碱性盐与酸性硅溶胶配合使用，可溶性碱性盐能够碱激发酸性硅溶胶转化成凝胶，提高体系的粘度和抗流挂性能，提高保温材料的施工性，同时酸性硅溶胶固化后能够具有更大的强度。
优选地，所述酸性硅溶胶的pH为1.5-3；所述酸性硅溶胶中二氧化硅的粒径为10-15nm。
优选地，所述酸性硅溶胶为酸性钠型硅溶胶，所述酸性硅溶胶中SiO2的含量为25wt％。
优选地，所述可溶性碱性盐为碳酸钠和/或碳酸钾。碳酸钠和/或碳酸钾能够碱激发酸性硅溶胶转化成凝胶，进一步提高体系的粘度和抗流挂性能，提高保温材料的施工性。
为了进一步提高保温材料的疏水性，优选地，所述气凝胶为疏水性二氧化硅气凝胶。
为了进一步提高保温材料的疏水性，优选地，所述助剂包括疏水剂1-8份。
疏水性二氧化硅气凝胶极低的导热系数可以提高整体材料的保温性能，同时赋予保温填料部分的疏水性，进一步加入疏水剂可使涂层整体具有一定的疏水性，减少环境中水分的侵入，进而提高保温材料的耐久性。
优选地，所述疏水剂为5-8重量份。通过合理调整和优化疏水剂的用量，进一步提高保温材料的疏水性。
优选地，所述疏水剂为硅油、甲基硅酸钾或含氟化合物。硅油、甲基硅酸钾或含氟化合物作为疏水剂，可使得保温材料具有良好的疏水性，延长保温材料的使用寿命。
为了进一步提高保温效果，优选地，所述助剂包括柔顺剂0.5-2份。柔顺剂的加入可保证废弃的玻璃保温棉碎块和玻璃纤维不被打碎，避免影响其蓬松程度，从而保证保温效果。
优选地，所述柔顺剂为0.5-1重量份。
优选地，所述柔顺剂为硬脂酸聚氧乙烯酯或烷基铵。硬脂酸聚氧乙烯酯或烷基铵作为柔顺剂，能够有效缓解废弃的玻璃保温棉碎块和玻璃纤维被进一步破碎，从而提高保温材料的保温性能。
优选地，所述助剂包括触变增稠剂2-5份和/或杀菌防腐剂0.3-1份。触变增稠剂能够有效提高保温材料的施工性和储存稳定性。杀菌防腐剂能够提高保温材料的杀菌防腐性，延长使用寿命，减缓保温材料使用过程中性能的降低。
优选地，所述触变增稠剂为膨润土。膨润土具有触变增稠效果，有利于提高保温材料的施工性和储存稳定性。
膨润土以有机改性膨润土为优。
优选地，所述杀菌防腐剂为异噻唑啉酮。异噻唑啉酮具有杀菌防腐性，能够有效延长使用寿命，减缓保温材料使用过程中性能的降低。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
本发明实施例所用原料中，可溶性碱性盐为碳酸钠。碳酸钠为工业级碳酸钠，纯度为95％以上。
本发明实施例所用原料中，废弃的玻璃保温棉碎块的边长为2-5cm。
本发明实施例所用原料中，玻璃纤维的长度为2-5cm。玻璃纤维为无碱玻璃纤维。玻璃纤维是经过开松机开松处理过的。
本发明实施例所用原料中，粘结剂为硅溶胶。硅溶胶为酸性钠型硅溶胶。硅溶胶中SiO2的含量为25wt％。硅溶胶的pH为1.5-3。硅溶胶中二氧化硅的粒径为10-15nm。
本发明实施例所用原料中，保温填料为气凝胶。气凝胶为疏水性二氧化硅气凝胶。
本发明实施例所用原料中，触变增稠剂为膨润土。
本发明实施例中的废旧保温棉再利用的保温材料的制备方法，包括以下步骤：
①称取水和触变增稠剂，转速调整至1000转/min高速分散5min。
②转速降至500转/min，加入柔顺剂、疏水剂和粘结剂，继续分散5min。
③加入废弃的玻璃保温棉碎块、玻璃纤维和保温填料，充分搅拌均匀，然后继续分散5min。
④加入可溶性碱性盐、杀菌防腐剂，继续搅拌10min，即得。
一、本发明的废旧保温棉再利用的保温材料的具体实施例如下：
实施例1
本实施例的废旧保温棉再利用的保温材料，由以下重量份的组分组成：
废弃的玻璃保温棉碎块20份、玻璃纤维10份、二氧化硅气凝胶粉8份、纳米硅溶胶40份、碳酸钠0.3份、膨润土5份、疏水剂5份、柔顺剂1份、杀菌防腐剂0.5份和水10.2份。
其中，疏水剂为聚四氟乙烯乳液(PTFE四氟乳液，广州松柏化工有限公司)，柔顺剂为十六烷基三甲基氯化铵，杀菌防腐剂为异噻唑啉酮。
实施例2
本实施例的废旧保温棉再利用的保温材料，由以下重量份的组分组成：
废弃的玻璃保温棉碎块15份、玻璃纤维15份、二氧化硅气凝胶粉5份、纳米硅溶胶30份、碳酸钠0.5份、膨润土2份、疏水剂8份、柔顺剂0.5份、杀菌防腐剂0.3份和水23.7份。
其中，疏水剂为硅油，柔顺剂为硬脂酸聚氧乙烯酯(SG-6，江苏省海安石油化工厂)，杀菌防腐剂为异噻唑啉酮。
实施例3
本实施例的废旧保温棉再利用的保温材料，由以下重量份的组分组成：
废弃的玻璃保温棉碎块17.5份、玻璃纤维12.5份、二氧化硅气凝胶粉6.5份、纳米硅溶胶35份、碳酸钠0.4份、膨润土3.5份、疏水剂6.5份、柔顺剂0.75份、杀菌防腐剂0.4份和水16.95份。
其中，疏水剂为甲基硅酸钾，柔顺剂为硬脂酸聚氧乙烯酯(SG-6，江苏省海安石油化工厂)，杀菌防腐剂为异噻唑啉酮。
实施例4
本实施例的废旧保温棉再利用的保温材料，由以下重量份的组分组成：
废弃的玻璃保温棉碎块18份、玻璃纤维15份、二氧化硅气凝胶粉7份、纳米硅溶胶33份、碳酸钠0.4份、膨润土4份、疏水剂7份、柔顺剂0.8份、杀菌防腐剂0.4份和水14.4份。
其中，疏水剂为硅油，柔顺剂为十六烷基三甲基溴化铵，杀菌防腐剂为异噻唑啉酮。
实施例5
本实施例的废旧保温棉再利用的保温材料，由以下重量份的组分组成：
废弃的玻璃保温棉碎块30份、玻璃纤维5份、二氧化硅气凝胶10份、纳米硅溶胶20份、碳酸钠0.1份、膨润土3份、疏水剂1份、柔顺剂2份、杀菌防腐剂1份和水27.9份。
其中，疏水剂为硅油，柔顺剂为十六烷基三甲基溴化铵，杀菌防腐剂为异噻唑啉酮。
实施例6
本实施例的废旧保温棉再利用的保温材料，与实施例3的不同之处在于，本实施例的废旧保温棉再利用的保温材料不含有柔顺剂，具体的，本实施例的废旧保温棉再利用的保温材料由以下重量份的组分组成：
废弃的玻璃保温棉碎块17.5份、玻璃纤维12.5份、二氧化硅气凝胶粉6.5份、纳米硅溶胶35份、碳酸钠0.4份、膨润土3.5份、疏水剂6.5份、杀菌防腐剂0.4份和水16.95份。
其中，疏水剂和杀菌防腐剂同实施例3。
二、本发明的废旧保温棉再利用的保温材料的对比例如下：
对比例1
本对比例的废旧保温棉再利用的保温材料，与实施例3的不同之处在于，本对比例的废旧保温棉再利用的保温材料将玻璃纤维替换为废弃的玻璃保温棉碎块，具体的，本对比例的废旧保温棉再利用的保温材料由以下重量份的组分组成：
废弃的玻璃保温棉碎块30份、二氧化硅气凝胶粉6.5份、纳米硅溶胶35份、碳酸钠0.4份、膨润土3.5份、疏水剂6.5份、柔顺剂0.75份、杀菌防腐剂0.4份和水16.95份。
其中，疏水剂、柔顺剂和杀菌防腐剂同实施例3。
三、相关试验例
试验例1
对实施例1-6和对比例1的废旧保温棉再利用的保温材料的疏水性和导热系数进行测试，依据GB/T 1-294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》标准对涂料导热系数进行测试，使用KJ-625光学接触角测量仪测量的废旧保温棉再利用的保温材料疏水接触角。测试结果如表1所示。
表1实施例1-6和对比例1的废旧保温棉再利用的保温材料的导热系数和接触角
实验结果表明，实施例1-6的导热系数较低，具有良好的保温性能，实施例1-6的废旧保温棉再利用的保温材料的接触角较大，具有良好的疏水性。

Claims (10)

1.一种废旧保温棉再利用的保温材料，其特征在于，所述废旧保温棉再利用的保温材料由水、助剂和以下重量份的组分组成：
废弃的玻璃保温棉碎块15-30份、玻璃纤维5-15份、保温填料5-10份和粘结剂20-40份；所述保温填料为气凝胶和/或空心微珠。
2.根据权利要求1所述的废旧保温棉再利用的保温材料，其特征在于，所述废旧保温棉再利用的保温材料由水、助剂和以下重量份的组分组成：
废弃的玻璃保温棉碎块15-20份、玻璃纤维10-15份、保温填料5-8份和粘结剂30-40份。
3.根据权利要求1或2所述的废旧保温棉再利用的保温材料，其特征在于，所述废弃的玻璃保温棉碎块的边长为2-5cm；所述玻璃纤维的长度为2-5cm。
4.根据权利要求1或2所述的废旧保温棉再利用的保温材料，其特征在于，所述粘结剂为酸性硅溶胶，所述助剂包括可溶性碱性盐0.1-0.5份。
5.根据权利要求4所述的废旧保温棉再利用的保温材料，其特征在于，所述酸性硅溶胶的pH为1.5-3；所述酸性硅溶胶中二氧化硅的粒径为10-15nm；
所述可溶性碱性盐为碳酸钠和/或碳酸钾。
6.根据权利要求1所述的废旧保温棉再利用的保温材料，其特征在于，所述气凝胶为疏水性二氧化硅气凝胶。
7.根据权利要求1、2或6所述的废旧保温棉再利用的保温材料，其特征在于，所述助剂包括疏水剂1-8份；所述疏水剂为硅油、甲基硅酸钾或含氟化合物。
8.根据权利要求1或2所述的废旧保温棉再利用的保温材料，其特征在于，所述助剂包括柔顺剂0.5-2份。
9.根据权利要求8所述的废旧保温棉再利用的保温材料，其特征在于，所述柔顺剂为硬脂酸聚氧乙烯酯或烷基铵。
10.根据权利要求1或2所述的废旧保温棉再利用的保温材料，其特征在于，所述助剂包括触变增稠剂2-5份和/或杀菌防腐剂0.3-1份；所述触变增稠剂为膨润土。
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