TW202206398A - 隔熱材料及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
隔熱材料包含矽酸鈉之脫水縮合反應產物、高鋁水泥及燻炭。隔熱材料較佳包含選自由二氧化矽系中空球、矽酸鹽礦物及矽藻土所組成之群組中的一種以上。隔熱材料例如具有板狀之形態。隔熱材料的製造方法中，係藉由將包含矽酸鈉、高鋁水泥及燻炭之原料加熱，使矽酸鈉產生脫水縮合反應。
Description
本發明係關於一種隔熱材料及隔熱材料的製造方法。
以往的隔熱材料已知有由發泡塑膠形成者。由發泡塑膠形成之隔熱材料揭示於專利文獻1。又，隔熱材料已知有包含穎殼者。包含穎殼之隔熱材料揭示於專利文獻2。
專利文獻1為日本特開第2010-121727號公報。專利文獻2為日本特開第2004-169547號公報。
以往的隔熱材料的不燃性不充分。本發明之一情形中，較佳係提供不燃性高之隔熱材料及隔熱材料的製造方法。
本發明之一情形為隔熱材料，包含矽酸鈉之脫水縮合反應產物、高鋁水泥及燻炭。本發明之一情形的隔熱材料的不燃性高。本發明之其他情形為隔熱材料的製造方法，係藉由將包含矽酸鈉、高鋁水泥及燻炭之原料加熱，使矽酸鈉產生脫水縮合反應。根據本發明之其他情形的隔熱材料的製造方法，可製造不燃性高的隔熱材料。
以下一邊參照圖式一邊說明本發明之例示實施形態。
1.隔熱材料之構成：隔熱材料包含（a）矽酸鈉之脫水縮合反應產物、（b）高鋁水泥及（c）燻炭。（a）成分即矽酸鈉之脫水縮合反應產物，係矽酸鈉進行脫水縮合反應產生的產物。（a）成分係例如具有矽氧烷鍵連結之骨架的化合物。（a）成分係例如包含矽氧烷。（c）成分即燻炭係將穎殼或木屑悶燒使其碳化者。
隔熱材料較佳係包含相對於100質量份之（a）成分為40質量份以上且100質量份以下之（b）成分。隔熱材料之（b）成分的調配量在此範圍內之情況下，隔熱材料的耐熱性更加提升。
隔熱材料較佳係包含相對於100質量份之（a）成分為30質量份以上且80質量份以下之（c）成分。隔熱材料之（c）成分的調配量在此範圍內之情況下，隔熱材料的隔熱性更加提升。
隔熱材料另包含選自由二氧化矽系中空球、矽酸鹽礦物及矽藻土所組成之群組中的一種以上。隔熱材料包含二氧化矽系中空球的情況下，隔熱材料的不燃性更加提升。隔熱材料包含矽酸鹽礦物的情況下，隔熱材料與其他構件之接著強度更加提升。隔熱材料包含矽藻土的情況下，隔熱材料的耐久性更加提升。
隔熱材料較佳係包含相對於100質量份之（a）成分為3質量份以上且15質量份以下之二氧化矽系中空球。二氧化矽系中空球的調配量在此範圍內之情況下，隔熱材料的隔熱性更加提升。
隔熱材料較佳係包含相對於100質量份之（a）成分為1質量份以上且10質量份以下之矽酸鹽礦物。矽酸鹽礦物的調配量在此範圍內之情況下，隔熱材料的不燃性更加提升。隔熱材料較佳係包含相對於100質量份之（a）成分為3質量份以上且20質量份以下之矽藻土。矽藻土的調配量在此範圍內之情況下，隔熱材料的不燃性更加提升。
隔熱材料的形態不特別限定。隔熱材料的形態係例如為板狀。隔熱材料可用於例如建築物、重型機械、車輛等。建築物可舉例如冷凍倉庫。將隔熱材料用於重型機械或車輛的情況下，可將隔熱材料設置於例如釋放熱之構件的周圍。釋放熱之構件可舉例如內燃機等。
2.隔熱材料的製造方法：本發明之隔熱材料的製造方法中，藉由將包含矽酸鈉、高鋁水泥及燻炭之原料加熱，使矽酸鈉產生脫水縮合反應。所製造之隔熱材料包含（a）成分、（b）成分及（c）成分。100質量份之矽酸鈉經過脫水縮合反應的結果，形成60質量份之（a）成分。
原料較佳係包含相對於100質量份之矽酸鈉為40質量份以上且60質量份以下之高鋁水泥。高鋁水泥的調配量在此範圍內之情況下，隔熱材料的不燃性更加提升。
原料較佳係包含相對於100質量份之矽酸鈉為20質量份以上且50質量份以下之燻炭。燻炭的調配量在此範圍內之情況下，隔熱材料的隔熱性更加提升。原料另包含例如選自由二氧化矽系中空球、矽酸鹽礦物及矽藻土所組成之群組中的一種以上。原料包含二氧化矽系中空球的情況下，隔熱材料的不燃性更加提升。原料包含矽酸鹽礦物的情況下，隔熱材料與其他構件之接著強度更加提升。原料包含矽藻土的情況下，隔熱材料的耐久性更加提升。
原料較佳係包含相對於100質量份之矽酸鈉為1質量份以上且10質量份以下之二氧化矽系中空球。二氧化矽系中空球的調配量在此範圍內之情況下，隔熱材料的隔熱性更加提升。
原料較佳係包含相對於100質量份之矽酸鈉為1質量份以上且10質量份以下之矽酸鹽礦物。矽酸鹽礦物的調配量在此範圍內之情況下，隔熱材料的不燃性更加提升。
原料較佳係包含相對於100質量份之矽酸鈉為3質量份以上且20質量份以下之矽藻土。矽藻土的調配量在此範圍內之情況下，隔熱材料的耐久性更加提升。本發明之隔熱材料的製造方法例如可藉由將具有流動性之原料倒入模具，製造對應模具之形態的隔熱材料。隔熱材料的形態係例如為板狀。
3.隔熱材料所發揮的功效
（3-1）本發明之隔熱材料的不燃性高。
（3-2）以往的隔熱材料所使用之穎殼為天然物，故品質差異較大。又，穎殼僅在特定季節生產。此外，穎殼難以長時間保存。燻炭與穎殼相比，不易發生上述問題。因此，本發明之隔熱材料係可穩定地製造。
4.實施例1
（4-1）隔熱材料之製造：藉由混合以下成分來得到液狀的原料。
矽酸鈉JIS 3號：100質量份
二氧化矽系中空球：10質量份
矽酸鹽礦物（砂灰石）：5質量份
矽藻土：10質量份
特殊水泥：70質量份
燻炭：50質量份
水：30質量份
特殊水泥對應於高鋁水泥。接著將液狀的原料倒入模具，於70℃之溫度加熱3小時，藉此得到固體的隔熱材料。隔熱材料的形態為板狀。加熱時原料所包含的矽酸鈉形成脫水縮合反應產物。
（4-2）隔熱材料之評價：由所製造之隔熱材料製作板狀的測試體1。測試體1的尺寸為長度300mm、寬度300mm、厚度16mm。
如第1圖所示，以測試體1之一側的表面3上的點作為第一測定點P1。以測試體1之背面5上的點作為第二測定點P2。背面5係相對於表面3為相對側之面。通過第一測定點P1及第二測定點P2之直線係與測試體1之厚度方向平行。
將第一測定點P1用噴燈6持續加熱。噴燈6係新富士Burner股份有限公司製之POWER TORCH RZ-840。室溫為23℃。加熱第一測定點P1之過程中，分別用熱電耦持續測定第一測定點P1的溫度及第二測定點P2的溫度。藉由資料記錄器7記錄所測定之溫度。測定結果如第1表所示。第1表的經過時間係從開始加熱第一測定點P1時起的經過時間。
第1表
| 經過時間 （分） | 溫度（℃） | |
| P1 | P2 | |
| 0 | 23.0 | 23.2 |
| 1 | 946.6 | 23.5 |
| 2 | 960.9 | 27.3 |
| 3 | 961.8 | 37.4 |
| 4 | 959.3 | 41.9 |
| 5 | 967.3 | 44.8 |
| 6 | 967.5 | 46.4 |
| 7 | 970.1 | 49.4 |
| 8 | 966.0 | 51.9 |
| 9 | 969.1 | 53.0 |
| 10 | 964.8 | 56.3 |
如第1表所示，在第一測定點P1之溫度上升的情況下，第二測定點P2的溫度亦難以上升。又，即使在經過時間為10分鐘之時間點，測試體1仍未起火。此評價結果表示隔熱材料的隔熱性及不燃性高。
5.實施例2
（5-1）隔熱材料之製造：藉由混合以下成分來得到液狀的原料。
矽酸鈉JIS 3號：100質量份
二氧化矽系中空球：4質量份
矽酸鹽礦物（砂灰石）：2質量份
矽藻土：8質量份
特殊水泥：60質量份
燻炭：40質量份
水：40質量份
特殊水泥對應於高鋁水泥。接著將液狀的原料倒入第一模具，於70℃之溫度加熱3小時，得到第一隔熱材料。第一隔熱材料的形態為固體的板狀。第一隔熱材料的尺寸為長度99mm、寬度99mm、厚度15mm。加熱時原料所包含的矽酸鈉形成脫水縮合反應產物。接著由第一模具取出第一隔熱材料。
又，將液狀的原料倒入第二模具，於70℃之溫度加熱3小時，得到第二隔熱材料。第二隔熱材料的形態為固體的圓柱狀。第二隔熱材料的直徑為44mm。第二隔熱材料的高度為50mm。加熱時原料所包含的矽酸鈉形成脫水縮合反應產物。接著由第二模具取出第二隔熱材料。
（5-2）測試片之製作：藉由混合以下成分來得到液狀的塗佈劑。
矽酸鈉JIS 3號：74.0質量份
白砂球（Shirasu balloon）：7.4質量份
矽酸鹽礦物（砂灰石）：7.4質量份
高鋁水泥：11.2質量份
如第2圖所示，在第一隔熱材料11的單側面13形成塗佈層15。形成塗佈層15之方法有將塗佈劑塗佈在單側面13，於100℃加熱3小時之方法。塗佈層15的厚度為0.5mm。具備塗佈層15之第一隔熱材料11作為第一測試片17。
如第3圖及第4圖所示，在第二隔熱材料19的整個表面形成塗佈層21。形成塗佈層21之方法有將塗佈劑塗佈在第二隔熱材料19的整個表面，於100℃加熱3小時之方法。塗佈層21的厚度為0.5mm。具備塗佈層21之第二隔熱材料19作為第二測試片23。
（5-3）熱釋放性之評價：對第一測試片17根據ISO-5660進行熱釋放測試。熱釋放測試中，將第一測試片17加熱20分鐘。輻射強度為50kW/m2
。施加輻射加熱之面為單側面13。
總熱釋放量為0.2MJ/m2
，係非常少。最高熱釋放量速率為1.88kW/m2
，係非常低。熱釋放測試後，第一測試片17未產生變形。第一測試片17未著火。熱釋放測試的結果顯示第一測試片17的不燃性高。
（5-4）不燃性之評價：對第二測試片23根據ISO-1182進行不燃性測試。測試方法如下。準備圓筒狀的電爐。用於測試之第二測試片23的數量為3個。測試前之第二測試片23的質量分別為63.9g、64.5g、73.6g。
將電爐的爐內溫度調整為750±5℃。調整爐內溫度後，使電爐的消耗電力量固定。調整爐內溫度後，將第二測試片23插入爐內。插入第二測試片23後，持續測定爐內溫度及第二測試片23的表面溫度。又，在測試前及測試後測定第二測試片23的質量。又，在測試前及測試後觀察第二測試片23的形狀。測試持續至爐內溫度達到最終平衡溫度為止。最終平衡溫度係爐內溫度達到在±2℃之範圍內穩定10分鐘之狀態時的爐內溫度。
第二測試片23之表面的上升爐內溫度為5.0℃、1.3℃、-0.5℃。上升爐內溫度係由爐內最高溫度減去最終平衡溫度之值。爐內最高溫度係由插入第二測試片23時至測試結束為止的期間中，爐內溫度的最高值。第二測試片23的質量減少率WR為13.1%、14.2%、13.0%。質量減少率WR係以下述式（1）表示之值。
式（1） WR=((W1-W2)/W1)×100
式（1）中，W1為測試前之第二測試片23的質量。W2為測試後之第二測試片23的質量。
第二測試片23之表面的上升爐內溫度，與ISO-1182中的基準即20℃相比係較小。又，質量減少率WR與ISO-1182中的基準即30%相比係較小。又，測試後之第二測試片23的形狀與測試前之第二測試片23的形狀相比，未有大變化。不燃性測試的結果顯示第二測試片23的不燃性高。
6.其他實施形態：以上說明了本發明之實施形態，惟本發明不限定於上述實施形態，可進行各種變更以實施。
（6-1）上述實施形態中的一個構成要件所具有之數個機能可藉由數個構成要件來實現，或一個構成要件所具有之一個機能可藉由數個構成要件來實現。又，數個構成要件所具有之數個機能可藉由一個構成要件來實現，或藉由數個構成要件實現之一個機能可藉由一個構成要件來實現。另，可省略上述實施形態之構成的一部分。此外，上述實施形態之構成的至少一部分可對其他上述實施形態之構成作附加或置換。
（6-2）除了上述隔熱材料以外，可用包含該隔熱材料作為構成要件之系統等各種形態來實現本發明。
1:測試體
3:表面
5:背面
6:噴燈
7:資料記錄器
11:第一隔熱材料
13:單側面
15:塗佈層
17:第一測試片
19:第二隔熱材料
21:塗佈層
23:第二測試片
P1:第一測定點
P2:第二測定點
［第1圖］ 表示隔熱材料之評價方法的說明圖。
［第2圖］ 表示第一測試片之構造的立體圖。
［第3圖］ 表示第二測試片之構造的立體圖。
［第4圖］ 第3圖之IV－IV截面之截面圖。
1:測試體
3:表面
5:背面
6:噴燈
7:資料記錄器
P1:第一測定點
P2:第二測定點
Claims (6)
- 一種隔熱材料，包含矽酸鈉之脫水縮合反應產物、高鋁水泥及燻炭。
- 如請求項1之隔熱材料，另包含選自由二氧化矽系中空球、矽酸鹽礦物及矽藻土所組成之群組中的一種以上。
- 如請求項1或2之隔熱材料，其具有板狀之形態。
- 一種隔熱材料的製造方法，係藉由將包含矽酸鈉、高鋁水泥及燻炭之原料加熱，使矽酸鈉產生脫水縮合反應。
- 如請求項4之隔熱材料的製造方法，其中，該原料另包含選自由二氧化矽系中空球、矽酸鹽礦物及矽藻土所組成之群組中的一種以上。
- 如請求項4或5之隔熱材料的製造方法，其中，藉由將該原料倒入模具，製造具有板狀之形態的該隔熱材料。
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