CN110746199B - 一种多腔孔陶瓷复合绝热材料的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的是一种多腔孔陶瓷复合绝热材料的制作方法。将制成的浆料A注入真空吸水模具进行脱水处理，待水下降后，将制成的浆料B布在表层，继续脱水，使产品形成保温绝热复合层，干燥后作为毡状保温绝热包裹材料使用。采用本发明方法制成的保温绝热的毡状片材使用了现有保温材料的组合，利用了不同材料在不同温度段不同的导热系数发挥出各自的优势，形成了复合结构，产生了复合性能，不但结构强度、韧性和保温绝热性能与传统纤维材料有诸多优势，尤其是分为上层和下层，上层强度高，能够耐受一般性冲击，而下层保温绝热性好，使得材料具有优异的性能。适宜作为陶瓷质多腔孔复合型保温绝热材料应用。

Description

一种多腔孔陶瓷复合绝热材料的制作方法

技术领域

本发明属于保温材料领域，是一种多腔孔陶瓷复合绝热材料的制作方法。产品是一种由陶瓷纤维及陶瓷颗粒复合而成的毯状物，有弹性可弯曲，可大面积应用于各个领域的保温绝热工程之中。

背景技术

随着工业发展的突飞猛进，对环保的要求日益提高，节能环保还我绿色的呼声高涨。但在我国的保温领域，几十年来，我们采用的大多是矿棉类的材料，这种材料基本是全纤维结构，在高温下热阻值小，热桥增大，长时间使用形变率高，并且多与被保温本体脱离，使保温工程形同虚设，能源流失增大。根据这些情况，我们发明了一种多腔孔陶瓷基复合绝热材料。此材料在结构上属于封闭多腔孔结构，使热阻加大，热流失减少，彻底改变了以往材料的不足；并且减少了材料用量，只用原纤维材料的三分之一即达到同等效果，缩小了保温散热面积及温度，从而有效地保证了生产中的工艺稳定；在使用该材料的情况下，总体碳排放量将减少30%以上。在绝热同时，保护了环境。

发明内容

为了克服现有保温绝热材料存在的不足，本发明提出了一种多腔孔陶瓷复合绝热材料的制作方法。该方法通过陶瓷多腔孔材料与纤维材料和改性材料的组合，解决保温绝热材料制作的技术问题。

本发明解决技术问题所采用的方案是：

在打浆分散机内注入水1000kg，将7kg渗透剂加入水中混合，将12kg耐高温硅酸铝纤维加入水中，投入50kg海泡石纤维，搅拌均匀，加入10kg膨润土，继续搅拌，以上搅拌均匀后，加入陶瓷微珠70kg，搅拌后，加入聚丙烯酰胺、醋酸钛和硝酸铈的混合液100kg，混合液提前24小时配制，将搅拌均匀的浆料A置于容器内待用。

将150kg水加入搅拌机内，加入2kg短切硅酸铝陶瓷纤维棉后搅拌分散均匀，再加入2.5kg改性丙烯酸乳液继续搅拌，搅拌后还加入20kg二氧化硅，搅拌均匀后浆料B置于容器内待用。

将制成的浆料A注入真空吸水模具进行脱水处理，待水下降后，将制成的浆料B布在表层，继续脱水，使产品形成保温绝热复合层，干燥后作为毡状保温绝热包裹材料使用。

积极效果：采用本发明方法制成的保温绝热的毡状片材使用了现有保温材料的组合，通过配料、搅拌混合与分散合成的工序制成具有耐高温保温隔热性能的材料，所选择的材料复合性强，形成了复合结构，产生了复合性能，不但结构强度、韧性和保温绝热性能与传统纤维材料有诸多优势，尤其是分为上层和下层，上层强度高，能够耐受一般性冲击，而下层保温绝热性好，使得材料具有优异的性能。适宜作为陶瓷质复合型保温绝热材料应用。

具体实施方式

配料A：海泡石纤维50kg，锆基耐高温硅酸铝纤维棉12kg，陶瓷玻化微珠70kg，（OT-70）渗透剂7kg，200目以上钠基膨润土10kg，聚丙烯酰胺0.3kg，硝酸铈0.2kg，醋酸钛0.4kg，水1000kg。

在打浆分散机内注入水1000kg，将7kg渗透剂加入水中混合，将12kg耐高温硅酸铝纤维加入水中，投入50kg海泡石纤维，搅拌均匀，加入10kg膨润土，继续搅拌，以上搅拌均匀后，加入陶瓷微珠70kg，搅拌后，加入聚丙烯酰胺、醋酸钛和硝酸铈的混合液100kg，混合液提前24小时配制，将搅拌均匀的浆料A置于容器内待用。

配料B：改性丙烯酸乳液2.5kg，二氧化硅20kg，短切硅酸铝纤维2kg，水150kg。

将150kg水加入搅拌机内，加入2kg短切硅酸铝陶瓷纤维棉后搅拌分散均匀，再加入2.5kg改性丙烯酸乳液继续搅拌，搅拌后还加入20kg二氧化硅，搅拌均匀后浆料B置入容器内待用。

成品生产制作过程：

将制成的浆料A注入真空吸水模具进行脱水处理，待水下降后，将制成的浆料B布在表层，继续脱水，使产品形成保温绝热复合层，干燥后作为毡状保温绝热包裹材料使用。

毡状保温绝热包裹材料的复合层能够有效地降低保温绝热材料的导热系数。在生产制作过程中，脱出的浆水循环使用。

材料性能：

醋酸钛及硝酸铈作为反热辐射材料，减小了远红外辐射热的释放，在水中溶合后再加入保温材料。

陶瓷多腔孔空心微珠为封闭型，对热流失产生了真空瓶胆效应。

超细耐高温含锆硅酸铝纤维，在高温区域绝热性能好，不易老化。

海泡石纤维，利用其易成浆耐高温的优点，使产品在生产中形成短纤维浆膜，把其他材料混合联结在一起，产出既有韧性又耐高温的毯状产品。

气相型二氧化硅，利用它的低导热系数（0.02-0.03W·K^-1·m^-1）的特点在加入材料之后铺展在其他材料表面，能够降低产品的整体导热系数。

“OT”渗透剂在纤维质材料混合时起到打开、膨胀及均匀的分散效果。

聚丙烯酰胺，利用阴阳离子配合原理，使材料在水溶液中有更好的悬浮性，在脱水时又会产生优异的排水性。

本产品选用了钠基膨润土，在材料混合中具有悬浮性，干燥之后，对多种材料具有胶凝作用。

改性丙烯酸乳液能将拒水型二氧化硅溶入乳液之内，防止了二氧化硅的分子结构塌架现象，使分子的原有结构不变。

本发明所制得的保温绝热材料在1000℃热状态以下形变率小，能与被保温体紧密结合，减少热桥产生。

技术原理：

醋酸钛为醋酸盐，为低酸性的钛盐；硝酸铈为稀土盐，醋酸钛和硝酸铈混合，等于是钛盐和铈盐的混合，在绝热材料中，起到热反射的作用。

陶瓷多腔孔空心微珠内部具有很多腔孔，腔孔与腔孔之间隔离状态，对空气流通起到阻隔的作用。

超细耐高温含锆硅酸铝纤维为纤维状结构，由于含锆，所以耐高温，又是纤维状，纤维与纤维之间有拉结作用，而且纤维和纤维之间还有诸多孔隙， 所以起到隔热保温的增强作用。

海泡石本身具有纤维组织，通过挠丝分选成为纤维，或是在高温状态下将海泡石熔融吹出的纤维，海泡石纤维具有质轻和多间隙的隔热效果，是短纤维，起到分散粘结珠连的作用。

气相型二氧化硅是通过气相沉积法制成的氧化硅，起到增强绝热材料表面硬度的作用。

“OT”渗透剂使水渗透在保温绝热层之间，起到调节绝热材料含水率的作用。

聚丙烯酰胺具有阳离子吸附作用，能够调节材料中阴阳离子的附着状态，不但起到分散作用，还能起到绝热材料中阴阳离子勾连作用，使阳离子吸附沉淀在限位表面，净化水体，对于形成网络孔隙起到促进作用。

钠基膨润土是一种蒙脱石结构，在阴离子团上吸附着钠离子，其分散性好，离子交换性好，而且有吸水膨胀和干燥收缩作用，对于绝热材料起到增加组织结构和腔孔形成的作用。

改性丙烯酸乳液为有机物，有着强烈的交结作用，为绝热材料的粘结剂，使材料均匀分布组合成为一体，还能分散交结二氧化硅，使材料具有结构强度。

创新点在于：有机与无机材料的选料组合具有创新性；通过吸水与脱水形成毡状片材，经过脱水后干燥工序，形成耐高温的保温绝热材料；其形态为毡状平片；所制成的材料在下层上布设上层，两者材料组合不一致，所制成的材料具有多腔孔，通过腔孔的分布与连接使其具有保温隔热性能。

特点：

本发明所制成的产品为蓬松毡状，具有弹性，而且能够弯曲，有利于卷曲包裹在高温管道外，由于主体材料为无机材料，所以能够耐高温，抗腐蚀，使用寿命长，特别适宜在高温管道条件下作为保温绝热的材料使用。

Claims (1)

1.一种多腔孔陶瓷复合绝热材料的制作方法，其特征是：

在打浆分散机内注入水1000kg，将7kg渗透剂加入水中混合，将12kg耐高温硅酸铝纤维加入水中，投入50kg海泡石纤维，搅拌均匀，加入10kg膨润土，继续搅拌，以上搅拌均匀后，加入陶瓷微珠70kg，搅拌后，加入聚丙烯酰胺、醋酸钛和硝酸铈的混合液100kg，混合液提前24小时配制，将搅拌均匀的浆料A置于容器内待用；

将150kg水加入搅拌机内，加入2kg短切硅酸铝陶瓷纤维棉后搅拌分散均匀，再加入2.5kg改性丙烯酸乳液继续搅拌，搅拌后还加入20kg二氧化硅，搅拌均匀后浆料B置于容器内待用；

将制成的浆料A注入真空吸水模具进行脱水处理，待水下降后，将制成的浆料B布在表层，继续脱水，使产品形成保温绝热复合层，干燥后作为毡状保温绝热包裹材料使用；

所制成的材料在下层上布设上层，两者材料组合不一致，所制成的材料具有多腔孔，通过腔孔的分布与连接使其具有保温隔热性能；

所制成的材料为蓬松毡状，具有弹性、能够弯曲。