專利名稱：富鎂鋁現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡絕熱材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于采用對(duì)人類無害而且礦藏豐富的原材料，經(jīng)科學(xué)加工精制而成的新型絕熱材料，廣泛用于工業(yè)熱設(shè)備絕熱節(jié)能，用于民用建筑隔熱、保暖、吸音、防核輻射等。
傳統(tǒng)保溫材料種類很多，但都有優(yōu)點(diǎn)和弱點(diǎn)。如當(dāng)今我國廣泛而大量使用的復(fù)合硅酸鹽保溫涂料和氈，保溫性能很好，但富含石棉(世界公認(rèn)石棉是致癌物質(zhì))，而且不能用于700℃以上的高溫設(shè)備。硅酸鋁耐火纖維制品可用于高溫設(shè)備，但自然收縮和加熱線收縮影響整體封閉。
歷來現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡類保溫材料，如泡沫聚胺脂、泡沫酚醛樹脂、其它泡沫塑料，容重輕、保溫性能非常好，但不防火，即使加入阻燃劑也不能耐高溫，只能用于低溫設(shè)備。膨脹水泥雖然是無機(jī)材料，但容重太大，導(dǎo)熱系數(shù)高，只能作為輕質(zhì)民用建筑基礎(chǔ)材料，與通常認(rèn)識(shí)的保溫材料有明顯的差別。
保溫材料容重很輕，運(yùn)輸費(fèi)用高是個(gè)大難題。這就給保溫工程增加了很大的造價(jià)，也由于運(yùn)輸給環(huán)境增加了污染。
保溫材料大多是用于人口密集的地方，限制使用石棉制品等對(duì)人類有害的絕熱材料(何況檢修時(shí)拋棄這種材料會(huì)造成污染)，我認(rèn)為有必要考慮。在這方面我國是很落后的。
本發(fā)明就是我旨在克服傳統(tǒng)絕熱材料的弱點(diǎn)，既要綜合性能好，又要對(duì)人類無害，而且可以高低溫通用，還要確切解決運(yùn)輸難題。
本發(fā)明的主要特征是精細(xì)粉絨狀干品，容重在500kg/m3以上，包裝簡單，容易運(yùn)輸，只待用時(shí)加普通水人工攪拌后即可施工(還具有優(yōu)越的易和性)。加水施工后才轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)良的輕質(zhì)絕熱材料(容重變?yōu)?00kg/m3以下，亦可達(dá)到200kg/m3以下)。這種現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡絕熱材料，不象泡沫塑料類不耐高溫。相反的，本發(fā)明的產(chǎn)品可代替現(xiàn)行耐火纖維用于高溫爐窯，而且優(yōu)于傳統(tǒng)耐火性絕熱材料。那么，如此先進(jìn)的絕熱材料是什么原材料，又是怎么制造的呢？本發(fā)明的產(chǎn)品是用海泡石絨(硅酸鎂)和耐火纖維(硅酸鋁)，加入耐高溫粘結(jié)劑和耐高溫發(fā)泡劑，經(jīng)機(jī)械精加工而成的。海泡石絨比硅酸鋁纖維更耐高溫，而且導(dǎo)熱系數(shù)更低。海泡石礦藏國內(nèi)外很豐富。其實(shí)，石棉雖然是耐600℃左右的溫度，但它用于本發(fā)明的絕熱性能極好，只怪它是致癌物質(zhì)。
本發(fā)明發(fā)泡劑的配方是生石灰粉30比燒堿2比鋁粉1。三種原料人工攪拌混合后再經(jīng)離心式粉碎機(jī)精細(xì)加工即成。本發(fā)明的發(fā)泡劑不僅耐高溫，而且有粘結(jié)作用。
本發(fā)明的產(chǎn)品按用途分兩個(gè)配方，即分用于800℃以下的保溫設(shè)備和用于800℃-1200℃以上的保溫設(shè)備。
用于800℃以下保溫設(shè)備的配方是海泡石絨15％，硅酸鋁纖維15％，半水石膏粉39％，粉狀高粘度羧甲基纖維素1％，發(fā)泡劑30％。人工攪拌均勻后用離心式粉碎機(jī)精加工兩遍即成。
用于800℃-1200℃以上保溫設(shè)備的配方是海泡石絨15％，硅酸鋁纖維15％，半水石膏粉10％，粉狀高粘度羧甲基纖維素1％，耐火水泥(高鋁水泥)37％，發(fā)泡劑22％。人工攪拌均勻后用離心式粉碎機(jī)精加工兩遍即成。
上述成品加工好后，可加入膨脹珍珠巖改善性能，以上述成品10比膨脹珍珠巖0.5人工或低速機(jī)械混合為宜。當(dāng)然可用膨脹蛭石，但不如膨脹珍珠巖。
本發(fā)明的絕熱材料質(zhì)量，主要取決于海泡石和硅酸鋁纖維的質(zhì)量。海泡石質(zhì)量要求為軟質(zhì)纖維狀，不含方解石等雜質(zhì)；硅酸鋁纖維質(zhì)量要求為高鋁細(xì)纖維，碴球含量越低越好。加工海泡石絨用錘片式粉碎機(jī)，粗加工即可。混合料前人工將硅酸鋁纖維撕成小塊即可。離心式粉碎機(jī)齒盤需打掉一個(gè)齒，以便硅酸鋁纖維小塊順利通過。加工成品粉碎機(jī)原裝羅不能用，要用2.5mm左右的鋼板制成，羅孔以φ10為宜。配制發(fā)泡劑用鋁粉要求純度高而細(xì)。
產(chǎn)品包裝用塑料編織袋，需加內(nèi)襯防潮。必要時(shí)可以設(shè)計(jì)出自動(dòng)流水生產(chǎn)線設(shè)備。
海泡石絨保溫性能和耐火性能都比硅酸鋁纖維好，當(dāng)然可以純用海泡石絨而不用硅酸鋁纖維，但成本較高，只是兩種材料配合使用其性能就可以達(dá)到滿意的效果。若不注重產(chǎn)品質(zhì)量，單用硅酸鋁纖維或玻璃棉、巖棉等，而不用海泡石絨，亦可制成相似的劣質(zhì)產(chǎn)品。本發(fā)明的絕熱材料，其性能決定于配方比例。若各種材料比例不合適，則無法達(dá)到滿意的技術(shù)指標(biāo)。
下面進(jìn)一步介紹產(chǎn)品性能、用途、施工技術(shù)。
一、本發(fā)明的產(chǎn)品具有獨(dú)特的性能(1)、容重輕，導(dǎo)熱系數(shù)低，節(jié)能、吸音等效果好。
(2)、該產(chǎn)品不僅絕熱，而且具有可逆性的絕冷，可用于超低溫保冷設(shè)備，如用于冷庫等。保冷用800℃以下的規(guī)格。更可取的是它極耐高溫，是高溫工業(yè)爐窯節(jié)能的最佳選擇絕熱材料。膨脹珍珠巖加熱線收縮，800℃-900℃僅1小時(shí)收縮率為20-30％，1000℃時(shí)收縮率為80％，1100℃時(shí)化為密實(shí)體，完全失去絕熱作用。歷來用于高溫爐窯的硅酸鋁耐火纖維氈，1150℃6小時(shí)加熱線收縮為4％。本發(fā)明的耐火規(guī)格產(chǎn)品成型體，1200℃4小時(shí)加熱線收縮僅僅1.64％！調(diào)整施工密度最高使用溫度達(dá)1500℃以上(僅用冷水施工就可以提高耐火度)。特殊情況施工前再加入石墨、蘭晶石、紅柱石、硅線石等耐火粉料，即可用于極高溫設(shè)備的絕熱。
(3)、絕熱材料對(duì)金屬表面的腐蝕作用，取決于材料的PH值、吸水率、容重、溫度等。如果PH值小于13，尤其是在7-8之間，就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕，所以作憎水處理以緩解這種不良現(xiàn)象。因此，國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)復(fù)合硅酸鹽保溫涂料PH值的規(guī)定為9-11。如果絕熱材料PH值大干13，緊貼絕熱材料的金屬表面就會(huì)生成一層致密的腐蝕產(chǎn)物[Fe(OH)]保護(hù)膜，金屬表面也就不再繼續(xù)發(fā)生腐蝕了。本發(fā)明的產(chǎn)品PF值為13，因此，該產(chǎn)品是集絕熱與防腐為一體的材料。通常所用各種防腐涂料，經(jīng)一定高溫就會(huì)失去防腐作用，而Fe(OH)保護(hù)膜極耐高溫。故此，用本發(fā)明的產(chǎn)品又可省去昂貴的防腐材料。
(4)、本發(fā)明的產(chǎn)品具有優(yōu)越的易和性和可塑性，既可澆筑成封閉整體結(jié)構(gòu)，又可涂、糊、抹成形，亦可兩者配合施工?？焖儆不?配方里有羧甲基纖維素，一方面起到緩凝作用不致影響發(fā)泡，另一方面起到輔助粘結(jié)作用)，縮短工期，節(jié)省工程費(fèi)用，盡快投入生產(chǎn)而提高經(jīng)濟(jì)效益。
產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)(上海建筑科學(xué)研究院檢測(cè)A96—068
二、產(chǎn)品應(yīng)用范圍(1)、用于高溫爐窯，即可澆筑成封閉整體結(jié)構(gòu)，又可預(yù)制高效絕熱磚。
(2)、用于大型保溫設(shè)備，如球體、塔體、罐體。
(3)、用于保溫管道、閥體、箱體等，可做預(yù)制型材。
(4)、用于各種保冷設(shè)備。
(5)、用于民用建筑的隔熱、隔冷、吸音、防核輻射等，如中央空調(diào)風(fēng)管、盤管的防火性保溫，高檔建筑埃特尼特板、石膏板之類墻體的夾層(用泡沫塑料類不防火，而用本發(fā)明的產(chǎn)品，防火性能很好)。
三、技術(shù)施工凡是易于壓縮的保溫材料，其保溫性能都與施工技術(shù)有密切的關(guān)系。壓縮重密度大而強(qiáng)度高，但導(dǎo)熱系數(shù)也高。壓縮輕密度小而強(qiáng)度低，但導(dǎo)熱系數(shù)低，絕熱性能好，施工表面需加強(qiáng)。
本發(fā)明的產(chǎn)品施工時(shí)最好用溫水，熱天用45℃左右的水，冷天用65℃左右的水。其干料與水的比例為1∶1.6-1.8，一般靠直觀經(jīng)驗(yàn)，太稀再加點(diǎn)干料，太稠再加點(diǎn)水，而不需要稱量。由于是粉絨狀干料，易和性很好，人工簡單地?cái)嚢枰幌戮托辛恕仓┕?，攪拌好后即可注入。檢修時(shí)如發(fā)現(xiàn)絕熱材料有收縮，僅僅再用本品澆入孔隙，無需拆除。涂抹施工講究一些，一種辦法是完全發(fā)泡后(不能再攪拌)，輕輕糊在設(shè)備上，不宜擠壓，達(dá)到厚度要求后在表面抹平抹光(可配合用鐵皮預(yù)制的簡易模具擠壓成形)，干燥后用油漆刷刷掉表面“霜粉”，然后涂防水加強(qiáng)劑。另一種辦法是糊在設(shè)備上發(fā)泡，但一次不能糊得太厚，以免墜落。在高溫設(shè)備上施工，需配合玻纖布包裹。如高空不易施工的設(shè)備，可在地面用簡易模具預(yù)制成型材，干后涂水玻璃或107膠水表面加強(qiáng)備用。預(yù)制型材梭角破損不影響使用，在施工過程中用本品調(diào)成的膏體彌補(bǔ)即可。大型保溫設(shè)備最好配合鐵絲網(wǎng)或玻纖布加固。澆注填充施工最簡單，只要和好灌進(jìn)去即可。該產(chǎn)品施工后在干燥過程中無明顯收縮，也不會(huì)出現(xiàn)裂紋。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明的新型絕熱材料——富鎂鋁現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡絕熱材料，其特征是用耐高溫的絨狀纖維、耐高溫的粉狀粘結(jié)劑、耐高溫的粉狀發(fā)泡劑，接一定的比例經(jīng)機(jī)械精細(xì)加工而成的精細(xì)粉絨狀干料，待用時(shí)加水?dāng)嚢?，立即發(fā)泡(高效膨脹)，施工干燥后成為優(yōu)質(zhì)耐高溫的絕熱材料。
2.一個(gè)如權(quán)項(xiàng)1所請(qǐng)求的絕熱材料，其耐高溫的絨狀纖維是海泡石絨(硅酸鎂)。
3.一個(gè)如權(quán)項(xiàng)1所請(qǐng)求的絕熱材料，其耐高溫的絨狀纖維是硅酸鋁纖維。
4.一個(gè)如權(quán)項(xiàng)1所請(qǐng)求的絕熱材料，其耐高溫的絨狀纖維是海泡石絨和硅酸鋁纖維的混合物。
5.一個(gè)如權(quán)項(xiàng)1所請(qǐng)求的絕熱材料，其耐高溫的絨狀纖維是多種礦棉的混合物。
6.一個(gè)如權(quán)項(xiàng)1所請(qǐng)求的絕熱材料，其耐高溫的絨狀纖維是石棉1請(qǐng)求該權(quán)項(xiàng)是有意控制使用石棉)。
7.一個(gè)如權(quán)項(xiàng)1所請(qǐng)求的絕熱材料，加入粉狀羧甲基纖維素或檸檬酸等緩凝劑。
8.一個(gè)如權(quán)項(xiàng)1所請(qǐng)求的絕熱材料，再加入膨脹珍珠巖或膨脹蛭石，用于降低容重。
9.一個(gè)如權(quán)項(xiàng)1所請(qǐng)求的絕熱材料，其粘結(jié)劑是半水石膏粉。
10.一個(gè)如權(quán)項(xiàng)1所請(qǐng)求的絕熱材料，其粘結(jié)劑是耐火水泥。
11.一個(gè)如權(quán)項(xiàng)1所請(qǐng)求的絕熱材料，其粘結(jié)劑是半水石膏粉、耐火水泥混合物。
12.一個(gè)如權(quán)項(xiàng)9、10、11所請(qǐng)求絕熱材料，加入石墨粉或蘭晶石粉或紅柱石粉或硅線石粉，用于提高耐火度。
13.一個(gè)如權(quán)項(xiàng)1所請(qǐng)求的絕熱材料，其發(fā)泡劑的配方是生石灰粉30比燒堿2比鋁粉1。
14.一個(gè)如權(quán)項(xiàng)1所請(qǐng)求的絕熱材料配方是海泡石絨15％，硅酸鋁纖維15％，半水石膏粉39％，粉狀羧甲基纖維素1％，發(fā)泡劑30％。
15.一個(gè)如權(quán)項(xiàng)1所請(qǐng)求的絕熱材料，其配方是海泡石絨15％，硅酸鋁纖維15％，半水石膏粉10％，耐火水泥37％，粉狀羧甲基纖維素1％，發(fā)泡劑22％。
全文摘要
本發(fā)明是新型高級(jí)絕熱材料,其特征是:用海泡石絨和硅酸鋁纖維,配合耐高溫的粘結(jié)劑、耐高溫的發(fā)泡劑及助劑,經(jīng)機(jī)械科學(xué)加工而成的精細(xì)粉絨狀產(chǎn)品。只到用時(shí)加水?dāng)嚢枇⒓窗l(fā)泡,既可糊、抹,又可澆注?？捎糜诟鞣N工業(yè)、民用保溫設(shè)備。如用于高溫爐窯,則比用傳統(tǒng)的耐火纖維更優(yōu)越。
文檔編號(hào)C04B28/14GK1170750SQ9610706
公開日1998年1月21日 申請(qǐng)日期1996年7月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月12日
發(fā)明者肜春艷 申請(qǐng)人:肜春艷, 段新芳