一種環保型蓄熱材料及其製備方法與流程
2023-07-01 15:31:11 3
本發明涉及材料領域，具體涉及一種環保型蓄熱材料及其製備方法。
背景技術：
：隨著現代經濟科技的迅猛發展，同時也出現了一系列問題，環境問題、能源問題等都愈發嚴重，我國雖然是能源大國，但是同樣也是消費大國，而能源利用率低是我國能源消費最大的一個缺陷，這一問題也越來越得到人們的重視，人們不得不開始考慮節能減耗。餘熱是以環境溫度為基準，被考察體系排出的熱載體可釋放的熱量，是一項被浪費掉的極大的能源，主要來自鍋爐排除的煙氣和爐渣中未完全燃燒顆粒可釋放的熱量等。如果能將這些餘熱通過蓄熱材料加以利用，則可將其變成一個極大的能源來源，不僅節約了能源，同時能夠保護環境，故近些年得到了廣泛的研究，具有廣闊的應用前景。技術實現要素：要解決的技術問題：本發明的目的是提供一種環保型蓄熱材料，具有較好的緻密性和卓越的抗熱展性，同時蓄熱能力佳。技術方案：一種環保型蓄熱材料，由以下成分以重量份製備而成：矽酸鈉2-4份、氧化鎂30-50份、氧化鋁30-50份、氯化鋰1-2份、碳酸鋰2-5份、碳酸鉀1-3份、硫酸鈉2-5份、松香1-3份、硫代二丙酸雙十八酯0.2-0.5份、亞磷酸酯0.2-0.5份、硬脂酸鈣1-3份、聚乙烯蠟1-3份、丙酸鈣0.1-0.3份。進一步優選的，所述的一種環保型蓄熱材料，由以下成分以重量份製備而成：矽酸鈉2.5-3.5份、氧化鎂35-45份、氧化鋁35-45份、氯化鋰1.3-1.7份、碳酸鋰3-4份、碳酸鉀1.5-2.5份、硫酸鈉3-4份、松香1.5-2.5份、硫代二丙酸雙十八酯0.3-0.4份、亞磷酸酯0.3-0.4份、硬脂酸鈣1.5-2.5份、聚乙烯蠟1.5-2.5份、丙酸鈣0.15-0.25份。上述環保型蓄熱材料的製備方法包括以下步驟：第一步：將所有組分混合，放入研磨機中進行研磨40-60分鐘；第二步：將混合粉末放入壓片機中壓製成型，成型壓力為10-15MPa，保壓時間為10-15分鐘，加壓次數為3次；第三步：在壓力1-2MPa下脫模；第四步：放入電阻爐中進行燒結，以速率為1.5-1.7℃/min進行升溫至200℃，保溫2-2.5小時；第五步：以速率為3-3.5℃/min升溫至800-850℃；第六步：以速率為5℃/min升溫至1100-1200℃，保溫1-2小時；第七步：自然冷卻即得。進一步優選的，第一步中研磨時間為45-55分鐘。進一步優選的，第二步中成型壓力為11-14MPa，保壓時間為11-14分鐘。進一步優選的，第三步中脫模壓力為1.5MPa。進一步優選的，第四步中速率為1.6℃/min，保溫時間為2.3小時。進一步優選的，第五步中速率為3.1-3.4℃/min，升溫至810-840℃。進一步優選的，第六步中升溫至1150℃，保溫時間為1.5小時。有益效果：本發明的環保型蓄熱材料的孔隙率在14.2-14.4%之間，具有較好的緻密性，其壓縮強度最高為26.2MPa，導熱係數僅為0.063W/m·k，具有卓越的抗熱展性，蓄熱能力佳。具體實施方式實施例1一種環保型蓄熱材料，由以下成分以重量份製備而成：矽酸鈉2份、氧化鎂30份、氧化鋁30份、氯化鋰1份、碳酸鋰2份、碳酸鉀1份、硫酸鈉2份、松香1份、硫代二丙酸雙十八酯0.2份、亞磷酸酯0.2份、硬脂酸鈣1份、聚乙烯蠟1份、丙酸鈣0.1份。上述環保型蓄熱材料的製備方法為：第一步：將所有組分混合，放入研磨機中進行研磨40分鐘；第二步：將混合粉末放入壓片機中壓製成型，成型壓力為10MPa，保壓時間為10分鐘，加壓次數為3次；第三步：在壓力1MPa下脫模；第四步：放入電阻爐中進行燒結，以速率為1.5℃/min進行升溫至200℃，保溫2小時；第五步：以速率為3℃/min升溫至800℃；第六步：以速率為5℃/min升溫至1100℃，保溫1小時；第七步：自然冷卻即得。實施例2一種環保型蓄熱材料，由以下成分以重量份製備而成：矽酸鈉2.5份、氧化鎂35份、氧化鋁35份、氯化鋰1.3份、碳酸鋰3份、碳酸鉀1.5份、硫酸鈉3份、松香1.5份、硫代二丙酸雙十八酯0.3份、亞磷酸酯0.3份、硬脂酸鈣1.5份、聚乙烯蠟1.5份、丙酸鈣0.15份。上述環保型蓄熱材料的製備方法為：第一步：將所有組分混合，放入研磨機中進行研磨45分鐘；第二步：將混合粉末放入壓片機中壓製成型，成型壓力為11MPa，保壓時間為11分鐘，加壓次數為3次；第三步：在壓力1.5MPa下脫模；第四步：放入電阻爐中進行燒結，以速率為1.6℃/min進行升溫至200℃，保溫2.3小時；第五步：以速率為3.1℃/min升溫至810℃；第六步：以速率為5℃/min升溫至1150℃，保溫1.5小時；第七步：自然冷卻即得。實施例3一種環保型蓄熱材料，由以下成分以重量份製備而成：矽酸鈉3份、氧化鎂40份、氧化鋁40份、氯化鋰1.5份、碳酸鋰3.5份、碳酸鉀2份、硫酸鈉3.5份、松香2份、硫代二丙酸雙十八酯0.35份、亞磷酸酯0.35份、硬脂酸鈣2份、聚乙烯蠟2份、丙酸鈣0.2份。上述環保型蓄熱材料的製備方法為：第一步：將所有組分混合，放入研磨機中進行研磨50分鐘；第二步：將混合粉末放入壓片機中壓製成型，成型壓力為12MPa，保壓時間為13分鐘，加壓次數為3次；第三步：在壓力1.5MPa下脫模；第四步：放入電阻爐中進行燒結，以速率為1.6℃/min進行升溫至200℃，保溫2.3小時；第五步：以速率為3.2℃/min升溫至820℃；第六步：以速率為5℃/min升溫至1150℃，保溫1.5小時；第七步：自然冷卻即得。實施例4一種環保型蓄熱材料，由以下成分以重量份製備而成：矽酸鈉3.5份、氧化鎂45份、氧化鋁45份、氯化鋰1.7份、碳酸鋰4份、碳酸鉀2.5份、硫酸鈉4份、松香2.5份、硫代二丙酸雙十八酯0.4份、亞磷酸酯0.4份、硬脂酸鈣2.5份、聚乙烯蠟2.5份、丙酸鈣0.25份。上述環保型蓄熱材料的製備方法為：第一步：將所有組分混合，放入研磨機中進行研磨55分鐘；第二步：將混合粉末放入壓片機中壓製成型，成型壓力為14MPa，保壓時間為14分鐘，加壓次數為3次；第三步：在壓力1.5MPa下脫模；第四步：放入電阻爐中進行燒結，以速率為1.6℃/min進行升溫至200℃，保溫2.3小時；第五步：以速率為3.4℃/min升溫至840℃；第六步：以速率為5℃/min升溫至1150℃，保溫1.5小時；第七步：自然冷卻即得。實施例5一種環保型蓄熱材料，由以下成分以重量份製備而成：矽酸鈉4份、氧化鎂50份、氧化鋁50份、氯化鋰2份、碳酸鋰5份、碳酸鉀3份、硫酸鈉5份、松香3份、硫代二丙酸雙十八酯0.5份、亞磷酸酯0.5份、硬脂酸鈣3份、聚乙烯蠟3份、丙酸鈣0.3份。上述環保型蓄熱材料的製備方法為：第一步：將所有組分混合，放入研磨機中進行研磨60分鐘；第二步：將混合粉末放入壓片機中壓製成型，成型壓力為15MPa，保壓時間為15分鐘，加壓次數為3次；第三步：在壓力2MPa下脫模；第四步：放入電阻爐中進行燒結，以速率為1.7℃/min進行升溫至200℃，保溫2.5小時；第五步：以速率為3.5℃/min升溫至850℃；第六步：以速率為5℃/min升溫至1200℃，保溫2小時；第七步：自然冷卻即得。對比例1本實施例與實施例5的區別在於不含有氯化鋰和碳酸鉀。具體地說是：一種環保型蓄熱材料，由以下成分以重量份製備而成：矽酸鈉4份、氧化鎂50份、氧化鋁50份、碳酸鋰5份、硫酸鈉5份、松香3份、硫代二丙酸雙十八酯0.5份、亞磷酸酯0.5份、硬脂酸鈣3份、聚乙烯蠟3份、丙酸鈣0.3份。上述環保型蓄熱材料的製備方法為：第一步：將所有組分混合，放入研磨機中進行研磨60分鐘；第二步：將混合粉末放入壓片機中壓製成型，成型壓力為15MPa，保壓時間為15分鐘，加壓次數為3次；第三步：在壓力2MPa下脫模；第四步：放入電阻爐中進行燒結，以速率為1.7℃/min進行升溫至200℃，保溫2.5小時；第五步：以速率為3.5℃/min升溫至850℃；第六步：以速率為5℃/min升溫至1200℃，保溫2小時；第七步：自然冷卻即得。對比例2本實施例與實施例5的區別在於不含有硬脂酸鈣和聚乙烯蠟。具體地說是：一種環保型蓄熱材料，由以下成分以重量份製備而成：矽酸鈉4份、氧化鎂50份、氧化鋁50份、氯化鋰2份、碳酸鋰5份、碳酸鉀3份、硫酸鈉5份、松香3份、硫代二丙酸雙十八酯0.5份、亞磷酸酯0.5份、丙酸鈣0.3份。上述環保型蓄熱材料的製備方法為：第一步：將所有組分混合，放入研磨機中進行研磨60分鐘；第二步：將混合粉末放入壓片機中壓製成型，成型壓力為15MPa，保壓時間為15分鐘，加壓次數為3次；第三步：在壓力2MPa下脫模；第四步：放入電阻爐中進行燒結，以速率為1.7℃/min進行升溫至200℃，保溫2.5小時；第五步：以速率為3.5℃/min升溫至850℃；第六步：以速率為5℃/min升溫至1200℃，保溫2小時；第七步：自然冷卻即得。本發明材料的實施例和對比例的部分性能指標見下表，我們可以看到，本發明材料的孔隙率在14.2-14.4%之間，具有較好的緻密性，其壓縮強度最高為26.2MPa，導熱係數僅為0.063W/m·k，具有卓越的抗熱展性，蓄熱能力佳。表1環保型蓄熱材料的部分性能指標實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5對比例1對比例2孔隙率（%）14.414.314.314.214.314.316.7壓縮強度（MPa）25.625.825.926.226.023.124.4導熱係數（W/m·k）0.0650.0650.0640.0630.0640.0890.068當前第1頁1 2 3