TWI680942B - 使用磷酸鎂水合物之吸熱材 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種吸熱材，其係具備包含磷酸鎂水合物與黏合劑之粒子。

Description

使用磷酸鎂水合物之吸熱材
本發明係關於使用磷酸鎂水合物之吸熱材及其製造方法。
由於核能發電廠、火力發電廠、其他火災等之災害，而產生有設施內的電纜必須是具備耐熱性或耐火性之設施。一般，藉由將吸熱材覆蓋於此等之電纜而實現耐熱性或耐火性。
已往的吸熱材於加熱之際係藉由以下方式進行吸熱：以包含水之高分子吸收體進行吸熱，亦或，使用包含水分子(結晶水)之氫氧化鋁水合物進行吸熱。
然而，已往的吸熱材，因體積較大及重量較重，或，鋪設電纜後可進行電纜覆蓋的空間狹小之故，會產生有電纜覆蓋之交換困難的問題。
由高分子吸收體所得到的吸熱材，雖一般會以包裝袋作包覆，但包裝袋破裂時，即便為常溫水亦會蒸發而機能便會消失。
使用氫氧化鋁水合物之吸熱材，因水合物的分解溫度 會比電纜的耐熱溫度來得高，而有水合物被分解之前，電纜已經破損的問題。
於是，吸熱材係被要求，不須交換、在狹窄的空間亦能施工、輕量、有效率地吸熱。
另一方面，磷酸鎂水合物當作吸熱材使用為一般所知(專利文獻1,2)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開第2008-274253號公報
[專利文獻2]日本特開第2009-191493號公報
本發明的目的係為提供一種新穎的吸熱材。
本發明者們致力研究的結果，發現使用含有 磷酸鎂水合物的粒子之吸熱材，其作為吸熱材具有操作上方便的優異點，進而完成本發明。
藉由本發明提供下述之吸熱材及其製造方法。
1.一種吸熱材，其係具備包含磷酸鎂水合物與黏合劑之粒子。
2.如1之吸熱材，其中前述磷酸鎂水合物為磷酸3鎂8水合物。
3.如1或2之吸熱材，其中前述黏合劑為無機黏合劑。
4.如1~3之中任一之吸熱材，其中前述黏合劑為矽酸鈉。
5.如1~4之中任一之吸熱材，其中前述粒子之平均粒徑為0.01mm~20mm。
6.如1~5之中任一之吸熱材，其中前述粒子為收容在容器中。
7.如6之吸熱材，其中前述容器由耐熱布所構成。
8.如7之吸熱材，其中前述耐熱布為玻璃纖維布、二氧化矽布或鍍鋁布。
9.如7之吸熱材，其中前述耐熱布為於表面上蒸鍍有鋁之布。
10.如6~9之中任一之吸熱材，其中前述容器為連續地連接有複數個。
11.一種吸熱材之製造方法，其係將磷酸鎂水合物與水玻璃混合，進行造粒而得到含水粒子；由前述含水粒子中除去水而得到粒子。
12.如11之吸熱材之製造方法，其中將前述粒子收容於容器中。
藉由本發明可提供新穎之吸熱材。
2‧‧‧包裝袋
4‧‧‧袋
6‧‧‧側封部
10‧‧‧吸熱材
20‧‧‧積層隔熱材
22‧‧‧第1之隔熱材
24‧‧‧第2之隔熱材
40‧‧‧熱電偶
42‧‧‧熱電偶
44‧‧‧熱電偶
46‧‧‧熱電偶
48‧‧‧熱電偶
100‧‧‧電纜架
102‧‧‧支架
104‧‧‧隔層
200‧‧‧電纜
[圖1]本發明之吸熱材所使用的包裝袋之一例的斜視圖。
[圖2]實施例2中將使用之電纜裝載上之電纜架的縱剖面圖。
[圖3]實施例2中所製造之耐火構造的概略縱剖面圖。
[實施發明之形態]
本發明之吸熱材係由包含磷酸鎂水合物與黏合劑之粒子所構成。
作為磷酸鎂水合物，可列舉磷酸3鎂8水合物(Mg3(PO4)2．8H2O)、3、5、10、22水合物，其中磷酸3鎂8水合物為較佳。磷酸鎂水合物在100℃附近開始分解並進行吸熱反應。
作為黏合劑，可使用無機黏合劑與有機黏合劑。
無機黏合劑，可列舉矽酸鈉(水玻璃原料、Na2SiO3、Na2O．SiO2或Na2O．nSiO2．mH2O)、膠體二氧化矽、膨潤土等，其中矽酸鈉為較佳。
有機黏合劑，可列舉PVA(聚乙烯醇)、CMC(羧甲基纖維素)、澱粉等。
本發明之吸熱材，除了不可避免之雜質外，亦可僅由磷酸鎂水合物與黏合劑所構成。
粒子中，一般為包含磷酸鎂水合物1~99重量%、黏合劑1~99重量%；較佳為包含磷酸鎂水合物50~99重量%、黏合劑1~50重量%；更佳為包含磷酸鎂水合物70~99重量%、黏合劑1~30重量%。
本發明中係使用經造粒之吸熱材。以粉的狀態使用磷酸鎂水合物時，會有裝袋的困難(難密封等)，還有在袋內中容易偏到下方處。上述粒子之平均粒徑，較佳為0.01mm~20mm，更佳為0.1mm~15mm。粒徑越小，則表面積會變越大，作為吸熱材雖優異，但難以操作。
本發明之吸熱材，一般上是將粒子裝入袋、鞘等之容器中使用。裝入袋狀的耐熱布(布、薄片、薄膜等)並密封者為較佳。作為耐熱布，可列舉玻璃纖維布、二氧化矽布或鍍鋁布等。表面上蒸鍍有鋁之布，其耐火性為特佳。容器係不要求氣密性。
圖1為表示本發明之吸熱材所使用的包裝袋之一例的斜視圖。此包裝袋2為，介由側封部6其側邊將複數個袋4並排後進行連結者。由上方處的開口部將粒子裝入並密封。若使用此種構造之包裝袋，於狹窄的空間進行搬運時，可用推疊、做成圓形的方式來運送，故為便利。又，可配合對象物的形狀來進行配置。進一步，亦可切斷圖示之點線開始，亦即袋4與袋4連結的側封部6之部分，可將其切斷後使用。
本發明之吸熱材所使用之粒子為，將磷酸鎂水合物與水玻璃(Na2O．nSiO2．mH2O)混合，進行造粒而 得到含水粒子，將此含水粒子除去水後可得到。進一步，視必要將得到之粒子收容於容器中。
本發明之吸熱材，作為隔熱材雖可單獨來利用，但亦可與其它隔熱材做組合。藉由組合，可構成效果更佳之隔熱構造，而可發揮強力之隔熱性及耐火性。
[實施例] 實施例1
將磷酸3鎂8水合物與水玻璃3號(矽酸鈉)(Na2O．nSiO2．mH2O(n=3.0~3.4))以重量比91：9混合，進行造粒而得到平均粒徑2mm~7mm之含水粒子，將此藉由90℃的乾燥除去水後而得到粒子。將得到之粒子收容在玻璃纖維布製的包裝袋中，製造出吸熱材。包裝袋為如圖1所示，介由10mm之側封部，將長160mm、寬160mm之長方形於橫向進行複數個連結後之形狀。厚度為25mm。
實施例2
(1)耐火構造之組合
使用在實施例1中所製造之吸熱材，以及下述第1及第2之隔熱材，組合如圖2,3所示之耐火構造，並實施耐火測驗。圖2為裝載實驗所使用之電纜之電纜架的縱剖面圖，圖3為耐火構造的概略縱剖面圖。
如圖2所示，使電纜架100的支架102站 立，將隔層104固定於電纜架附屬之架台，組合出電纜架100。將已放入電纜200之鞘裝載於電纜架的隔層104。
如圖3所示，以實施例1中所製造之吸熱材10，將電纜架的支架102、隔層104的周圍進行圍繞。進一步，將此周圍以積層隔熱材20進行圍繞。積層隔熱材20為，由電纜之某一內側開始，將1層之下述第1之隔熱材22(20mm)、及3層之下述第2之隔熱材24(25mm×3)進行積層，並將全體外側以二氧化矽布進行包覆者。將電纜架100設置於垂直爐中。
．第1之隔熱材：氣凝膠/無機纖維複合材(Pyrogel，Aerogel Japan Co.,Ltd.)
．第2之隔熱材：活體溶解性纖維毯(活體溶解性纖維組成：SiO2含量約73質量%、CaO含量約25質量%、MgO含量約0.3質量%、Al2O3含量約2質量%)
(2)耐火構造之評估
圖3中，表示熱電偶的設置位置。
熱電偶為設置在下述之位置：第2之隔熱材24的內側開始第2層與第3層之間(圖3中，48)；第2之隔熱材24的內側開始第1層與第2層之間(圖3中，46)；第2之隔熱材24與第1之隔熱材22之間(圖3中，44)；第1之隔熱材22與吸熱材10之間(圖3中，42)；及上層裝載之電纜鞘的正上方(圖3中，40)。
垂直爐中，藉由燃燒器，以ISO標準耐火曲線進行3 小時加熱後，放置冷卻2小時。表1中表示各自熱電偶的設置位置中之1,2,3,5,8,10小時後的測定溫度(℃)係於表1中表示。
如表1所示，即便外側為超過1000℃之溫度，電纜鞘的正上方40之溫度為163℃左右，確認了能導通電纜。進一步，電纜鞘的正上方40之溫度，加熱後經過3小時左右時，雖會維持在100℃約20分鐘，但此被認為是吸熱材中所包含之水進行蒸發的作用。
Figure 104105113-A0202-12-0009-1
[產業上之可能利用性]
本發明之吸熱材，係可作為核能發電廠等，需要耐火性之場所或設備所使用之吸熱材來使用。
上述中雖詳細地說明了幾種本發明之實施形態及/或實施例，但所屬領域中具有通常知識者，只要實質上不背離本發明之新穎的教示及效果，加入多數的變更於此等列舉之實施形態及/或實施例中係屬容易。於是，此等多數的變更係包含在本發明之範圍內。
此說明書中所記載之文獻的內容係全部引用在此。
2‧‧‧包裝袋
4‧‧‧袋
6‧‧‧側封部

Claims (12)

  1. 一種吸熱材，其係具備包含磷酸鎂水合物與黏合劑之粒子。
  2. 如請求項1之吸熱材，其中前述磷酸鎂水合物為磷酸3鎂8水合物。
  3. 如請求項1或2之吸熱材，其中前述黏合劑為無機黏合劑。
  4. 如請求項1或2之吸熱材，其中前述黏合劑為矽酸鈉。
  5. 如請求項1或2之吸熱材，其中前述粒子之平均粒徑為0.01mm~20mm。
  6. 如請求項1或2之吸熱材，其中前述粒子為收容在容器中。
  7. 如請求項6之吸熱材，其中前述容器由耐熱布所構成。
  8. 如請求項7之吸熱材，其中前述粒子包含磷酸鎂水合物、與含有矽酸鈉之無機黏合劑；前述耐熱布為玻璃纖維布、二氧化矽布或鍍鋁布。
  9. 如請求項7之吸熱材，其中前述耐熱布為於表面上蒸鍍有鋁之布。
  10. 如請求項6之吸熱材，其中前述容器為連續地連接有複數個。
  11. 一種吸熱材之製造方法，其係混合磷酸鎂水合物與水玻璃，進行造粒而得到含水粒子； 由前述含水粒子除去水而得到粒子。
  12. 如請求項11之吸熱材之製造方法，其中將前述粒子收容於容器中。
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