專利名稱：一種以蛭石為主要原料的耐高溫保溫材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于保溫材料領(lǐng)域，特別涉及一種以蛭石為主要原料的耐高溫保 溫材料及其制造方法。
背景技術(shù)：
蛭石在500 卯(TC快速受熱后會(huì)在層間產(chǎn)生膨脹，使層間距從原來的數(shù) A增加到數(shù)納米，個(gè)別會(huì)達(dá)到數(shù)微米。由于膨脹后的蛭石片在垂直于片層方 向有大量的納米級(jí)間隙，因此在這個(gè)方向上具有非常低的導(dǎo)熱系數(shù)，特別是 在高溫區(qū)能夠表現(xiàn)出優(yōu)異的隔熱功能。
發(fā)明專利"一種輕質(zhì)保溫板(CN1088158A)"，發(fā)明專利"輕質(zhì)防水隔 熱建筑材料(CN115568A)"，發(fā)明專利" 一種防水保溫材料(CN1191237A)"， 發(fā)明專利"蛭石保溫防火裝飾板板(CN1149011A)"，所公開的都是作為常 溫下使用的建筑材料或具有一定的防火功能，即在數(shù)小時(shí)內(nèi)能夠?qū)⒒鹧娓?離，而不被燒毀。但沒有提到長(zhǎng)期在高溫下工作，如作為爐窯、管道等高溫 設(shè)備的保溫材料的功能特性。
發(fā)明專利"一種管道隔熱保溫支撐材料"與本發(fā)明材料的I力能有相近—之處。
該發(fā)明涉及管道支、吊架的保溫支撐構(gòu)件。提出的一種管道隔熱保溫支撐材 其主要原料為膨化蛭石、水玻璃、玻璃纖維粉；三種原料的配比量為膨 化蛭石20~60份(wt)，水玻璃20 60份(wt)，玻璃纖維粉10~30份 (Wt)。管道隔熱保溫支撐材料制得將膨化蛭石過篩按比例稱量倒入混合
機(jī)中，啟動(dòng)攪拌，按比例加入水玻璃，與膨化蛭石混合后，按比例加入玻璃 纖維粉，再混合后，加入促凝劑，混合至物料呈糊狀，倒入模具塑制,、入爐
烘焙，控溫300'C以下，1 4小時(shí)后出爐，脫模。該發(fā)明專利所獲得的隔熱 保溫支撐材料密度為0.3~0.6g/cm3，抗壓強(qiáng)度〉4.0MPa，常溫導(dǎo)熱系數(shù)《 0.1W/m'K，長(zhǎng)期使用溫度20~600°C，短期使用溫度可達(dá)800°C，但該專利 的產(chǎn)品使用水玻璃作為粘結(jié)劑，影響了該產(chǎn)品的高溫服役穩(wěn)定性，因此只能在60(TC以下長(zhǎng)期使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是充分利用膨脹蛭石納米層間域?qū)嵯禂?shù)低的特征，通過合 理的級(jí)配控制和密度控制，基本消除蛭石顆粒間的較大孔隙，并通過使用耐 高溫的粘結(jié)劑,使所生產(chǎn)的蛭石保溫材料不但有較低的導(dǎo)熱系數(shù)和較高的強(qiáng) 度，并且有好的耐高溫性能。
一種以蛭石為主要原料的耐高溫保溫材料及其制造方法，其特征是先將 市售大、中、小三種顆粒的蛭石原礦在500 90(TC分別進(jìn)行快速加熱膨化。 大、中、小三種顆粒的蛭石原礦的直徑范圍是大顆粒1.4 4mrn，中顆粒 0.7 2mm、小顆粒0.3 lmm。膨化后的蛭石要通過精選，要求小顆粒的蛭石 經(jīng)膨化后的松散堆積密度在12(K200kg/cm3，中顆粒的蛭石經(jīng)膨化后的松散 堆積密度在100~180kg/cm3，大顆粒的蛭石經(jīng)膨化后的松散堆積密度在 90~120kg/cm3。
將精選后膨化好的蛭石和磷酸二氫鋁粘結(jié)劑、氫氧化鋁或P-氧化鋁、
納米二氧化硅一起按重量百分比進(jìn)行配料其中蛭石膨化后的小顆粒占
10~20%，中顆粒占25~35%,大顆粒占10~20%，磷酸二氫鋁粘結(jié)劑占 30~40%，氫氧化鋁或P-氧化鋁占5 10V。，納米二氧化硅占1~5%。配料后 在密閉的攪拌機(jī)中攪拌均勻，要求磷酸二氫鋁的濃度為30 40wt%。攪拌均 勻的濕物料經(jīng)下料口倒入模具，模具底面加鋪酚醛樹脂塑料板，以便于脫模。 按設(shè)計(jì)的產(chǎn)品容重控制加料量，但加料高度至少要太于模具側(cè)壁高度的. 200%。將所加混合料刮平整后，在頂面再覆蓋一層酚醛樹脂塑料板，然后 送入預(yù)壓機(jī)中預(yù)壓。預(yù)壓完成后將裝好的模具帶料送入熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓定 型。熱壓定型直接進(jìn)入12(TC 16(TC的熱壓機(jī)熱壓腔內(nèi)一次完成，施壓過程 以模具的上頂蓋f觸到模具側(cè)壁為限。保壓保溫時(shí)間為80~200分鐘
保壓保溫結(jié)束后進(jìn)行卸壓和出爐操作。出爐后將成型好的板材從模具中 脫出并經(jīng)適當(dāng)修整后就得到了本發(fā)明的耐高溫蛭石保溫材料。
本發(fā)明的耐高溫蛭石保溫材料具有如下性能
抗折強(qiáng)度6 10MPa;
抗壓強(qiáng)度8 12MPa;體積密度600~1000kg/m3; 導(dǎo)熱系數(shù)20。C， 0.09~0.15W/m-K;
500°C， 0.15~0.20W/m-K; 800'CX24小時(shí)煅燒后的線收縮率0.1~1%; 最高使用溫度IIO(TC;
24小時(shí)泡水再烘干線變化率0.1~0.15%; 防火性A級(jí)； 甲醛釋放率無甲醛釋放；
1000°CX3小時(shí)voc釋放量無voc釋放
本發(fā)明的有益效果
(1)通過科學(xué)的顆粒級(jí)配最大限度地使用產(chǎn)量大、成本低廉的小顆粒
蛭石原礦，解決大顆粒蛭石原礦供應(yīng)不足的瓶頸問題；(2)通過使用磷酸二 氫鋁-氫氧化鋁(或P-氧化鋁)-納米二氧化硅復(fù)合粘結(jié)劑，解決同時(shí)提高 蛭石保溫材料強(qiáng)度和使用溫度的瓶頸問題；(3)通過顆粒級(jí)配、密度控制和 加入納米二氧化硅，大幅度降低制品內(nèi)微米級(jí)以上孔隙比例和大幅度增加納 米孔隙的比例，使材料在高溫條件下能保持很低的導(dǎo)熱系數(shù)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1 -分別使用0.3~lmm、 0.7~2mm禾卩1.4~4mm的蛭石原礦在70(TC進(jìn)行快 速加熱膨化，膨化后的蛭石通過精選，0.3~lmm的蛭石經(jīng)膨化后的松散堆 積密度為180kg/cm3， 0.7~2mm的蛭石經(jīng)膨化后的松散堆積密度為 130kg/cm3， 1.4~4mm的蛭石經(jīng)膨化后的松散堆積密度在90kg/cm3。
將膨化好的蛭石按重量百分比0.3~lmm蛭石膨化后的顆粒占20%; 0.7~2mm蛭石膨傳后的顆粒占30%; 1.4~4mm蛭石膨化后的顆粒占10%; 磷酸二氫鋁粘結(jié)劑占30%;氫氧化鋁或P -氧化鋁占5%;納米二氧化硅5%， 進(jìn)行配料后在密閉的攪拌機(jī)中攪拌均勻，其中磷酸二氫鋁的濃度為40%。 攪拌均勻的濕物料經(jīng)下料口倒入模具。模具的尺寸為1000X 2000X20mm3， 模具底面加鋪酚醛樹脂塑料板，以便于脫模。產(chǎn)品容重設(shè)計(jì)為700kg/m3，需 干料28kg，換算成濕料總量為31.8kg。將所加混合料刮平整后，在頂面再覆蓋一層酚醛樹脂塑料板，然后送入預(yù)壓機(jī)中預(yù)壓。預(yù)壓完成后將裝好的模 具帶料送入熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓定型。熱壓定型直接進(jìn)入16(TC的熱壓機(jī)熱壓腔 內(nèi)一次完成，施壓過程以模具的上頂蓋接觸到模具側(cè)壁為限。保壓保溫時(shí)間 為80分鐘。
保壓保溫結(jié)束后進(jìn)行卸壓和出爐操作。出爐后將成型好的板材從模具中 脫出并經(jīng)適當(dāng)修整后就得到了本發(fā)明的耐高溫蛭石保溫材料。本發(fā)明的耐高
溫蛭石保溫材料具有如下性能
抗折強(qiáng)度7.2MPa; 抗壓強(qiáng)度9.1MPa; 體積密度700kg/m3; 導(dǎo)熱系數(shù)20°C， 0.10W/m-K;
500°C， 0.16W/m-K; 800。CX24小時(shí)煅燒后的線收縮率0.1%; 最高使用溫度1100'C; 24小時(shí)泡水再烘干線變化率0.1%; 防火性A級(jí)； 甲醛釋放率無甲醛釋放；
1000°CX3小時(shí)voc釋放量無voc釋放 . 實(shí)施例2
分別使用0L3 lmm、 0.7^2mm和1.4~4mm的蛭石原礦在750:C進(jìn)行快 速加熱膨化，膨化后的蛭石通過精選，0.3~lmm的蛭石經(jīng)膨化后的松散堆 積密度為160kg/cm3， 0.7~2mm的蛭石經(jīng)膨化后的松散堆積密度為 120kg/cm3， 1.4~4mm的蛭石經(jīng)膨化后的松散堆積密度在卯kg/cm3。
將膨化好的拜石按重量百分比0.3~lmm蛭石膨化后的顆粒占？0%; 0.7~2mm蛭石膨化后的顆粒占25%; 1.4~4mm蛭石膨化后的顆粒占15%; 磷酸二氫鋁粘結(jié)劑占32%;氫氧化鋁或P -氧化鋁占4%;納米二氧化硅4%， 進(jìn)行配料后在密閉的攪拌機(jī)中攪拌均勻，其中磷酸二氫鋁的濃度為38%。 攪拌均勻的濕物料經(jīng)下料口倒入模具。模具的尺寸為1000X2000X40mm3, 模具底面加鋪酚醛樹脂塑料板，以便于脫模。產(chǎn)品容重設(shè)計(jì)為800kg/m3，需干料64kg，換算成濕料總量為72.9kg。將所加混合料刮平整后，在頂面再 覆蓋一層酚醛樹脂塑料板，然后送入預(yù)壓機(jī)中預(yù)壓。預(yù)壓完成后將裝好的模 具帶料送入熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓定型。熱壓定型直接迸入15(TC的熱壓機(jī)熱壓腔 內(nèi)一次完成，施壓過程以模具的上頂蓋接觸到模具側(cè)壁為限。保壓保溫時(shí)間 為120分鐘。
保壓保溫結(jié)束后進(jìn)行卸壓和出爐操作。出爐后將成型好的板材從模具中 脫出并經(jīng)適當(dāng)修整后就得到了本發(fā)明的耐高溫蛭石保溫材料。本發(fā)明的耐高 溫蛭石保溫材料具有如下性能
抗折強(qiáng)度8.2MPa;
抗壓強(qiáng)度10.1MPa;
體積密度800kg/m3;
導(dǎo)熱系數(shù)20°C， O.l，m-K;
500°C， 0.18W/m-K;
80(TCX24小時(shí)煅燒后的線收縮率0.1%;
最高使用溫度IIO(TC;
24小時(shí)泡水再烘干線變化率0.1%;
防火性A級(jí)； 甲醛釋放率無甲醛釋放；
IOOO'C X 3小時(shí)VOC釋放量無VOC釋放 實(shí)施例3
分別使用0.3~lmm、 0.7~2mm和1.4~4mm的蛭石原礦在800。C進(jìn)行快 速加熱膨化，膨化后的蛭石通過精選，使0.3~lmm的蛭石經(jīng)膨化后的松散 堆積密度在120kg/cm3， 0.7~2mm的蛭石經(jīng)膨化后的松散堆積密度在 100kg/cm3， 1.4 氣mm的蛭石經(jīng)膨化后的松散堆積密度在90kg/cm3。、
將膨化好的蛭石按重量百分比0.3~lmm蛭石膨化后的顆粒占20%; 0.7~2mm蛭石膨化后的顆粒占34%; 1.4~4mm蛭石膨化后的顆粒占10%; 磷酸二氫鋁粘結(jié)劑占30%;氫氧化鋁或P-氧化鋁占5。/。；納米二氧化硅占 1%，進(jìn)行配料后在密閉的攪拌機(jī)中攪拌均勻，其中磷酸二氫鋁的濃度為 30%。攪拌均勻的濕物料經(jīng)下料口倒入模具。模具的尺寸為1000X2000X20mm3，模具底面加鋪酚醛樹脂塑料板，以便于脫模。產(chǎn)品容重設(shè)計(jì)為 1000kg/m3，需干料40kg，換算成濕料總量為44kg。將所加混合料刮平整后， 在頂面再覆蓋一層酚醛樹脂塑料板，然后送入預(yù)壓機(jī)中預(yù)壓。預(yù)壓完成后將 裝好的模具帶料送入熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓定型。熱壓定型直接進(jìn)入14(TC的熱壓 機(jī)熱壓腔內(nèi)一次完成，施壓過程以模具的上頂蓋接觸到模具側(cè)壁為限。保壓 保溫時(shí)間為100分鐘。
保壓保溫結(jié)束后進(jìn)行卸壓和出爐操作。出爐后將成型好的板材從模具中 脫出并經(jīng)適當(dāng)修整后就得到了本發(fā)明的耐高溫蛭石保溫材料。本發(fā)明的耐高 溫蛭石保溫材料具有如下性能
抗折強(qiáng)度lO.OMPa;
抗壓強(qiáng)度12.0MPa;
體積密度1000kg/m3;
導(dǎo)熱系數(shù)20'C， 0.15W/m'K;
500。C， 0.19W/m-K;
800'CX24小時(shí)煅燒后的線收縮率0.1%;
最高使用溫度IIOO'C;
24小時(shí)泡水再烘干線變化率0.1%;
防火性A級(jí)；..
甲醛釋放率無甲醛釋放；
1OOQ °C X 3小時(shí)VOC釋放量無VOC釋放。
權(quán)利要求
1.一種以蛭石為主要原料的耐高溫保溫材料及其制造方法，其特征是先將市售大、中、小三種顆粒的蛭石原礦在500～900℃分別進(jìn)行快速加熱膨化；大、中、小三種顆粒的蛭石原礦的直徑范圍是大顆粒1.4～4mm，中顆粒0.7～2mm、小顆粒0.3～1mm；膨化后的蛭石要通過精選，要求小顆粒的蛭石經(jīng)膨化后的松散堆積密度在120～200kg/cm3，中顆粒的蛭石經(jīng)膨化后的松散堆積密度在100～180kg/cm3，大顆粒的蛭石經(jīng)膨化后的松散堆積密度在90～120kg/cm3；將精選后膨化好的蛭石和磷酸二氫鋁粘結(jié)劑、氫氧化鋁或ρ-氧化鋁、納米二氧化硅一起按重量百分比進(jìn)行配料其中蛭石膨化后的小顆粒占10～20％，中顆粒占25～35％，大顆粒占10～20％，磷酸二氫鋁粘結(jié)劑占30～40％，氫氧化鋁或ρ-氧化鋁占5～10％，納米二氧化硅占1～5％；配料后在密閉的攪拌機(jī)中攪拌均勻，要求磷酸二氫鋁的濃度為30～40wt％；攪拌均勻的濕物料經(jīng)下料口倒入模具，模具底面加鋪酚醛樹脂塑料板，以便于脫模；按設(shè)計(jì)的產(chǎn)品容重控制加料量，但加料高度至少要大于模具側(cè)壁高度的200％；將所加混合料刮平整后，在頂面再覆蓋一層酚醛樹脂塑料板，然后送入預(yù)壓機(jī)中預(yù)壓，預(yù)壓完成后將裝好的模具帶料送入熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓定型；保壓保溫結(jié)束后進(jìn)行卸壓和出爐操作；出爐后將成型好的板材從模具中脫出并修整后就得到了本發(fā)明的耐高溫蛭石保溫材料。
2.如權(quán)利要求1所述一種以蛭石為主要原料的耐高溫 保溫材料及其制造方法，其特征在于熱壓定型直接進(jìn)入 120 16(TC的熱壓機(jī)熱壓腔內(nèi)一次完成，施壓過程以模具 的上頂蓋接觸到模具側(cè)壁為限，保壓時(shí)間為80~200分鐘。
全文摘要
一種以蛭石為主要原料的耐高溫保溫材料及其制造方法，屬于保溫材料領(lǐng)域。其特征是先將市售大、中、小三種直徑的蛭石原礦在500～900℃進(jìn)行快速加熱膨化。膨化好的蛭石與磷酸二氫鋁粘結(jié)劑、氫氧化鋁或ρ-氧化鋁、納米二氧化硅按重量百分比要求進(jìn)行配料，在密閉的攪拌機(jī)中攪拌均勻后裝入模具，經(jīng)預(yù)壓后在熱壓機(jī)中進(jìn)行熱壓定型，出爐后經(jīng)適當(dāng)修整就得到了本發(fā)明的以蛭石為主要原料的耐高溫保溫材料。本發(fā)明通過顆粒級(jí)配、密度控制、加入納米二氧化硅和使用耐高溫粘結(jié)劑，最大限度地使用產(chǎn)量大、成本低廉的小顆粒蛭石原礦，解決大顆粒蛭石原礦供應(yīng)不足和同時(shí)提高蛭石保溫材料強(qiáng)度和使用溫度的瓶頸問題，使材料在高溫條件下能保持很低的導(dǎo)熱系數(shù)。
文檔編號(hào)B28C7/04GK101560087SQ20091008473
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2009年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月19日
發(fā)明者文 倪, 封金鵬, 李德忠, 華 陳, 陳德平 申請(qǐng)人:佛山市冠富蛭石制品有限公司;北京科技大學(xué)