CN112339070B - 一种压制成型制备复合型保温材料的方法 - Google Patents

一种压制成型制备复合型保温材料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出的是一种压制成型制备复合型保温材料的方法。采用海泡石纤维、含锆硅酸铝纤维、耐高温短切玻璃纤维，闭孔玻化微珠、膨化蛭石、气相型二氧化硅，阳离子型聚丙烯酰胺、聚乙烯醇组成复合材料，加水制成浆料，所得浆料通过模具压制成型，烘干后成为成品保温材料型材。采用本发明方法制成的保温材料，通过有机和无机材料的组合，充分利用了无机材料耐火等级高和有机材料绝热性能好的优点，同时在结构强度、保温绝热性能和施工应用便利性上，相比传统单一材质构成的保温材料有诸多优势。适宜作为多种工程领域中结构复合型保温绝热材料应用。

Description

一种压制成型制备复合型保温材料的方法
技术领域
本发明属于保温材料领域，是一种压制成型制备复合型保温材料的方法。产品具有复合结构，在提供优良的保温性能的同时，可满足多种工程设计上的应用需求。
背景技术
目前在保温材料领域所使用的材料多为单一结构。在实际应用时，材料性能上存在的缺点是容易暴露出来，例如有机发泡材料不耐高温，毡状纤维类材料绝热性能不足等。为了克服这些缺点，往往在施工过程中通过多种材料结合或添加外部结构补足的方法。但这种做法会使整个工程的施工难度上升，同时还可能因为工艺因素导致整体的保温性能下降。为了克服上述问题，保障工程整体的保温性能同时更便于施工。需要研发复合型保温材料的制备方法。
发明内容
为了使保温材料和制备方法充分结合，本发明提出了一种压制成型制备复合型保温材料的方法。该方法通过无机的陶瓷纤维材料和有机保温材料在结构上的复合，解决传统保温材料在应用上和施工中存在的问题。
本发明解决技术问题所采用的方案是：
1、海泡石纤维、含锆硅酸铝纤维、耐高温短切玻璃纤维，按质量比7:2:1分别放入容器中，用分散剂浸泡6小时，以充分渗透润湿纤维。
2、50-70目过筛后的闭孔玻化微珠、膨化蛭石与气相型二氧化硅，按质量比6:3:1的比例通过低速搅拌机简单混合均匀。
3、800万分子量阳离子型聚丙烯酰胺、聚乙烯醇按质量比1:1混合，加入其总质量10倍的水中，搅拌2小时以上，制成粘稠均匀的胶液。
将以上3种经过预处理的主要原料，按纤维、陶瓷、胶液、水质量比5:4：1:10的比例备好，先将纤维和水加入打浆机中搅拌30分钟，令各种纤维在水中充分分散均匀，然后加入陶瓷材料和胶液一起搅拌15分钟，最后加入上述总质量1%的丙烯酸乳液搅拌15分钟，将上述所有原料搅拌混合均匀，制成浆料。
向压制模具中倒入1.5厘米制得的浆料，然后根据需求加入1厘米比模具尺寸稍小的聚氨酯保温板，在其上方再倒入1.5厘米浆料，以0.25-0.3MPa的压力压制成型，保持压制后的材料整体厚度在3厘米。
将成型的材料放入270℃烘箱中烘干15分钟使其表面快速干燥硬化，然后从烘箱中取出，放入微波干燥器内，在2450MHz/3kW的条件下干燥45分钟即制得成品保温材料。
积极效果：采用本发明方法制成的保温材料，通过有机和无机材料的组合，充分利用了无机材料耐火等级高和有机材料绝热性能好的优点，同时在结构强度、保温绝热性能和施工应用便利性上，相比传统单一材质构成的保温材料有诸多优势。适宜作为多种工程领域中结构复合型保温绝热材料应用。
具体实施方式
1、海泡石纤维、含锆硅酸铝纤维、耐高温短切玻璃纤维，按质量比7:2:1分别放入容器中，用分散剂浸泡6小时，以充分渗透润湿纤维；
2、50-70目过筛后的闭孔玻化微珠、膨化蛭石与气相型二氧化硅，按质量比6:3:1的比例通过低速搅拌机简单混合均匀；
3、800万分子量阳离子型聚丙烯酰胺、聚乙烯醇按质量比1:1混合，加入其总质量10倍的水中，搅拌2小时以上，制成粘稠均匀的胶液；
将以上3种经过预处理的主要原料，按纤维、陶瓷、胶液、水质量比5:4：1:10的比例备好，先将纤维和水加入打浆机中搅拌30分钟，使各种纤维在水中充分分散均匀，然后加入陶瓷材料和胶液一起搅拌15分钟，最后加入上述总质量1%的丙烯酸乳液搅拌15分钟，将上述所有原料搅拌混合均匀，制成浆料。
向压制模具中倒入1.5厘米制得的浆料，然后根据需求加入1厘米比模具尺寸稍小的聚氨酯保温板，在其上方再倒入1.5厘米浆料，以0.25-0.3MPa的压力压制成型，保持压制后的材料整体厚度为3厘米。
将成型的材料放入270℃烘箱中烘干15分钟使其表面快速干燥硬化，然后从烘箱中取出，放入微波干燥器内，在2450MHz/3kW的条件下干燥45分钟，制得成品保温材料。
所述分散机采用聚乙二醇。
性能分析：
闭孔玻化微珠、膨化蛭石是陶瓷类无机材料，内部具有大量封闭腔孔，并且添加了少量的气相型二氧化硅使其附着在颗粒表面，提升了保温绝热性能，在成品材料中起到主要的结构支撑作用。
海泡石纤维、含锆硅酸铝纤维、耐高温短切玻璃纤维，这三种纤维都具有一定的保温绝热功能和耐高温的特性，将其分散在水中，形成复杂的3维网状结构，将陶瓷颗粒紧密拉结包裹在一起成为整体，使材料能够最终成型。
聚丙烯酰胺、聚乙烯醇溶液和丙烯酸乳液，有着强烈的交结作用，为绝热材料的粘结剂，在液相中增加粘稠度，使纤维和陶瓷颗粒能均匀分布组合成为一体，保证了成品材料具有一定的结构强度。
聚氨酯属于憎水材料，与无机浆料一同压制时不会因吸水破坏结构或降低其保温性能，在成品材料中又能形成对水汽的阻断；其作为有机类保温材料，具有导热系数低约0.02 W·K-1·m-1的优点，但耐受的温度有限，不宜直接接触高温工作介质，通过在结构上复合耐高温的无机材料，使其工作温度和防火性能得到了提升。
创新点在于：
有机与无机原材料制成复合结构的工艺具有创新性；无机浆料与有机保温板材一同压制，使成品具有了结合紧密的稳固复合结构，提升了材料整体保温绝热性能和阻燃耐高温性能；先高温烘烤表面再用较低功率的微波烘干的脱水工序，既保证了材料外观上的规整度和内部结构不受影响，又缩短了整体脱水时间节约了能源成本。具体地说是在聚氨酯保温板两面包裹浆料，压制干燥后成为复合结构的有机与无机相结合的保温板。
特点：
按照本方法制得的绝热保温材料，充分发挥了有机、无机材料各自的性能优点，有机无机复合的结构特点使材料具有良好的保温绝热性能，又提升了可稳定工作的温度和防火性能，同时可以根据工程需要制成各种形状，因此在保温绝热领域有广泛的应用面。

Claims (1)

1.一种压制成型制备复合型保温材料的方法，其特征是：
1）海泡石纤维、含锆硅酸铝纤维、耐高温短切玻璃纤维，按质量比7:2:1分别放入容器中，用分散剂浸泡6小时，以充分渗透润湿纤维；
2）50-70目过筛后的闭孔玻化微珠、膨化蛭石与气相二氧化硅，按质量比6:3:1的比例通过低速搅拌机混合均匀；
3）800万分子量阳离子型聚丙烯酰胺、聚乙烯醇按质量比1:1混合，加入其总质量10倍的水中，搅拌2小时，制成粘稠均匀的胶液；
将以上3种经过预处理的主要原料，按纤维、陶瓷、胶液、水质量比5:4：1:10的比例备好，先将纤维和水加入打浆机中搅拌30分钟，使各种纤维在水中充分分散均匀，然后加入陶瓷材料和胶液一起搅拌15分钟，最后加入上述总质量1%的丙烯酸乳液搅拌15分钟；将上述所有原料搅拌混合均匀，制成浆料；
向压制模具中倒入1.5厘米厚制得的浆料，然后加入1厘米模具尺寸的聚氨酯保温板，在其上方再倒入1.5厘米厚浆料，以0.25-0.3MPa的压力压制成型，保持压制后的材料整体厚度在为3厘米；
将成型的保温材料放入270℃烘箱中烘干15分钟，使表面快速干燥硬化，然后从烘箱中取出，放入微波干燥器内，在2450MHz/3kW的条件下干燥45分钟，制得成品保温材料。
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