CN112457048A

CN112457048A - 一种保温绝热材料用添加剂及其应用

Info

Publication number: CN112457048A
Application number: CN202011308386.4A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: China Cat Technology Co ltd
Current assignee: China Cat Technology Co ltd
Priority date: 2020-11-19
Filing date: 2020-11-19
Publication date: 2021-03-09

Abstract

本发明公开了一种保温绝热材料用添加剂及其应用。本发明克服了现有技术中应用于保温材料中的添加剂并不能在显著提高高温条件下隔热效果的问题。本发明中的添加剂包括30％‑45％聚丙烯酰胺、30％‑45％的聚乙烯醇，以及剩余量的稀土物质；所述稀土物质为硝酸铈和氯化镧。本发明能够同时显著降低保温材料在高温或低温条件下的导热系数，在高温或低温环境中依然能有效达到很好的隔热效果。

Description

一种保温绝热材料用添加剂及其应用

技术领域

本发明涉及无机保温绝热材料领域，具体涉及一种保温材料用添加剂及其应用。

背景技术

传统的绝热材料是以提高气相空隙率，降低导热系数和传导系数为主。现有技术中，为了提高传统保温材料长效等性能，通常的做法就是将不同隔热原理的材料在施工时进行复合使用，进而提高整体保温隔热性能，但各类原理的材料复合使用时一般仅达到各自隔热效果的叠加，并不具有促进作用，而且由于添加了过多的材料种类，虽提高了隔热的性能，但是也导致了容重的增加，同时实际应用受各种材料特性的限制而限制。

在实际应用中，保证较高的绝热性能的情况下，并无法降低使用厚度，因此，现有技术中公开了一种能够辅助提高绝热性能的情况下有效降低使用厚度的添加剂。该添加剂由添加有稀土物质的高分子聚合物组成，由于含有稀土元素，能够达到反热辐射的目的，因此可以有效降低相同厚度下的导热系数，提高保温性能。但该添加剂的补充，仅仅只对0-600℃环境中的保温材料的导热系数有显著的降低，对于在更高温度或更低温度的环境中，其降低的效果并不明显。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于现有技术中应用于保温材料中的添加剂并不能在更高温度或更低温度的环境中显著降低导热系数的问题，本发明开发一款能够同时显著降低保温材料在不同环境中的导热系数，即使在零下或者在高温达到1000℃的情况下依然能有效达到更好的隔热效果的添加剂。

一种保温绝热材料用添加剂，包括30％-45％聚丙烯酰胺、30％-45％的聚乙烯醇，以及剩余量的稀土物质。

所述稀土物质为硝酸铈和氯化镧。

所述聚丙烯酰胺与聚乙烯醇的比值小于1。

所述聚丙烯酰胺的分子量为800万以上；所述聚乙烯醇的分子量为2-50万。

一种保温材料用添加剂在保温材料中的应用，该添加剂在保温材料中的添加量为0.1-2wt％。

所述保温材料为耐高温温度为800℃以上的材料，或者耐低温温度在0℃以下的材料。

所述保温材料中包括玻化微珠和纤维，且所述玻化微珠的含量为保温材料总含量的40％以上，玻化微珠与纤维的比值大于1.2。

所述玻化微珠的含量为保温材料总含量的50％以上添加剂在保温材料中的添加量为0.1-1.5wt％。

添加剂在保温材料中的添加量为0.1-1wt％。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明的保温绝热材料用添加剂能够将反热辐射的稀土颗粒均匀沾满在构成温绝热材料的骨架结构上，经过固化后能起到反热辐射的及长久功效，对热流动路线形成无穷长路效应的结构，使保温功效稳定长久节能降耗；同时，这些物质由于吸收热量用于自身分解以减少热量向内层传递并在无穷长路效应过程中缓慢释放，减缓传热速度和减少辐射传热，在保温同时，储热效果显著高于传统材料数倍。并且，在生产和施工时，使拆旧碎料回用率高；同时，其结构稳定性超强，耐水浸泡后自恢复性超强；因此，可以极大地增强保温长久效果。同时，添加剂中采用聚丙烯酰胺和聚乙烯醇复合的方式，不仅仅可以更好的使稀土物质均匀的黏附在纤维等组成的骨架结构上，同时还能更好实现纤维、玻化微珠等结构之间的复合，使制备得到的保温材料的在更高的温度或更低的温度环境中，能显著降低其导热系数，依然能保持较好的保温效果。

2.本发明进一步优化了添加剂中稀土物质的组成，即，所述稀土物质设置为硝酸铈和氯化镧，同时限定了聚丙烯酰胺、聚乙烯醇的质量比；通过上述添加剂中各材料组成和配比的优化，结合应用到具有纤维和玻化微珠的保温材质中，可以在保证成品的导热系数在更高或更低温度时明显降低；并且，在减少添加剂用量的情况下，也能保持很好的保温效果。

3.本发明的添加剂应用在保温绝热材料中时，该保温绝热材料可以使适用温度范围有效增加，添加剂混合后制备得到的成品的耐受温度可以达到1200℃以上，且在1000℃以下的温度条件下可以重复多次使用；并且，本发明添加剂的应用不会影响材料的回收使用，在生产和施工时的余料可全部回用，拆下的旧废料的循环回用率可达50％以上。添加有本发明添加剂的保温材料可具有与设备全生命周期相同的保温长效结果，保持优异的长效高温绝热性能，具有低密度、低导热系数、良好的结合强度和耐燃性，并且具有极佳的储热功效。

4.本发明的添加剂应用在无机多腔孔结构的保温材料中形成蜂巢结构的成品，可辅助多级空气腔材料具有多级反热幅射功效、对热流动路线形成无穷长路效应，通过厚度的增减进而能跨越较宽广的温度区，达到从保温乃至部分绝热效果的范围，蓄热效果明显；且经水长时间浸泡后，保温反热辐射性能稳定不减，性能效果十分显著。

具体实施方式

提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂以及其他仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。

实施例1

一种添加剂，按重量百分比计，包括30％-45％聚丙烯酰胺、30％-45％的聚乙烯醇，以及剩余量的稀土物质；所述稀土物质为硝酸铈和氯化镧。

本实施例中，聚丙烯酰胺的分子量为800万-5000万，所述聚乙烯醇的分子量为2-50万，稀土物质为纳米级。

本发明配方的具体组成和配比(重量百分比％)如表1所示。

表1

编号	聚丙烯酰胺	聚乙烯醇	硝酸铈	氯化镧	聚丙烯酰胺分子量(1000万)
						1	45	30	20	5	8-1.2
2	40	40	12	8	1.6-1.8
						3	35	45	5	15	1.2-1.5
4	45	30	20	5	2-2.3
						5	45	35	5	15	1.6-1.8
6	30	33	20	17	8-1.2
						7	39	45	4	12	1.2-1.5
8	33	43	6	18	2-2.3
						9	43	45	5	7	2-2.3

使用时，将上述表1中的组成添加到现有的或者自制的保温材料的原料中即可，然后按照现有制备方法制备出保温体即可。

实施例2

一种保温体，采用以下保温材料组成和配比，其中添加有上述实施例1中的添加剂，该保温体的原料按重量份计算，具体组成如下：

玻化微珠60份，海泡石绒30份，含锆型硅酸铝棉8份，膨润土6份，玻璃纤维2份，渗透剂4份，添加剂0.4份；其中，添加剂中各组成比例如表1所示。

其中，玻化微珠的粒径大小为30-50目，海泡石绒的规格为100Kg/m³，含锆型硅酸铝棉的规格为110Kg/m³，钠基膨润土在600r/min的粘度计条件下的读值为33，玻璃纤维的规格为30-70支，长度为0.5-5cm；渗透剂为OT70(琥珀酸二异辛酯磺酸钠)。

制备时，将上述材料与其重量7倍的水复合形成浆料，经过干燥后，即可制成各种形状成品，复合形成浆料的方式，以及干燥的方式均为现有技术，本发明中不再赘述。

本实施例中还添加了两组对照例，一组为无添加剂的保温体，另外一组为不同组成和配比的添加剂，具体如下：

对照例1：添加剂组成的范围值不同

保温体包括：玻化微珠55份，海泡石绒10份，含锆型硅酸铝棉3份，膨润土3份，玻璃纤维2份，渗透剂4份，添加剂0.5份。其中，玻化微珠的粒径大小为15-80目；含锆型硅酸铝棉的规格为80Kg/m³；玻璃纤维的规格为20支，长度为0.2-5cm；渗透剂为OT；添加剂为分子量为1900-2200万的聚丙烯酰胺与硝酸铈，聚丙烯酰胺在添加剂中的质量占比为70％。

对照例2：

保温体包括：55份玻化微珠；27份海泡石绒；10份硅酸铝棉；6份钠基膨润土；0.5份玻璃纤维；1份渗透剂；0.5份添加剂。

其中，玻化微珠的粒径大小为15-80目；含锆型硅酸铝棉的规格为80Kg/m³；玻璃纤维的规格为20支，长度为0.2-5cm；渗透剂为OT；添加剂为分子量为1900-2200万的聚丙烯酰胺与硝酸铈，聚丙烯酰胺在添加剂中的质量占比为40％。

将上述保温材料与700份的水复合形成浆料，经过干燥后，即可制成各种形状成品；本实施例中1重量份为1Kg。

对上述采用不同添加剂种类制成的保温体进行性能检测，检测结果如表2所示。

表2

本发明的检测结果中，容重(kg/m³)、抗拉强度(KPa)均采用GB/T17911-2006的检验标准检测，-20℃导热系数(W/m·K)采用GB/T10295-2008的检验标准检测，800-1000℃导热系数(W/m·K)采用YB/T4130-2005的检验标准检测，其余导热系数(W/m·K)采用GB/T10294的检验标准检测，燃烧性能是按照GB8624-2012的规定检测，平均散热损失(W/m²)是采用《设备及管道散热损失的测定》(SY/T6421-1999)中记载的方法进行测试，测试厚度60mm。

通过上述表2中的数据可知，采用本发明的添加剂，能显著降低高温条件下的导热系数，提高保温材料的保温性能。

实施例3

一种保温体，采用以下保温材料组成和配比，该保温体的原料按重量百分比计算，具体组成如下：

65％玻化微珠，10％纤维水镁石，2％硅酸铝棉，15％钠基膨润土，2％玻璃纤维，5％渗透剂，1％添加剂；其中，该添加剂采用上述实施例1中序号3的添加剂。玻化微珠的粒径大小为25-80目；含锆型硅酸铝棉的规格为50Kg/m³；玻璃纤维的规格为45支，长度为0.2-5cm；渗透剂为OP10。

本实施例还提供了不同组成下的添加剂的对照例3，以及不同组成配比下的对照例4。

其中，对照例3的原料的重量份如下：

65％玻化微珠，10％纤维水镁石，2％硅酸铝棉，15％钠基膨润土，2％玻璃纤维，5％渗透剂，0.7％聚丙烯酰胺，0.3％硝酸铈。其中，玻化微珠的粒径大小为15-100目；硅酸铝棉的规格为60Kg/m³；玻璃纤维的规格为30支，长度为1-4cm，渗透剂为OP10，聚丙烯酰胺分子量为1.9-2.2。

将上述保温材料与700倍的水复合形成浆料，经过干燥后，即可制成各种形状成品。

对上述实施例的产品和对照例的产品性能进行检测，检测结果如表3所示。

表3

通过上述检测结果可知：本发明添加剂在显著提高保温体的保温性能，尤其是更高温度和更低温度条件下的保温性能，效果十分显著。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims

1.一种保温绝热材料用添加剂，其特征在于，包括30％-45％聚丙烯酰胺、30％-45％的聚乙烯醇，以及剩余量的稀土物质。

2.根据权利要求1所述的保温绝热材料用添加剂，其特征在于，所述稀土物质为硝酸铈和氯化镧。

3.根据权利要求2所述的保温绝热材料用添加剂，其特征在于，所述聚丙烯酰胺与聚乙烯醇的比值小于1。

4.根据权利要求1-3任一所述的保温绝热材料用添加剂，其特征在于，所述聚丙烯酰胺的分子量为800万以上；所述聚乙烯醇的分子量为2-50万。

5.如权利要求1-4中任一项所述的一种保温绝热材料用添加剂在保温材料中的应用，该添加剂在保温材料中的添加量为0.1-2wt％。

6.根据权利要求5所述的一种应用，其特征在于，所述保温材料为耐高温温度为800℃以上的材料，或者耐低温温度在0℃以下的材料。

7.根据权利要求5所述的一种应用，其特征在于，所述保温材料中包括玻化微珠和纤维，且所述玻化微珠的含量为保温材料总含量的40％以上，玻化微珠与纤维的比值大于1.2。

8.根据权利要求5-7任一所述的一种应用，其特征在于，所述玻化微珠的含量为保温材料总含量的50％以上；添加剂在保温材料中的添加量为0.1-1.5wt％。

9.根据权利要求8所述的一种应用，其特征在于，添加剂在保温材料中的添加量为0.1-1wt％。