珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料及其用途的製作方法
2023-05-10 08:15:11 3
專利名稱：珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料及其用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種隔熱材料，尤其是珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料及其用途。
背景技術：
珍珠巖是一種火山玻璃質巖石，在快速加熱條件下，它的體積發生膨脹成為一種低容重多孔材料，稱膨脹珍珠巖，它的導熱係數低，是一種好的隔熱材料。蛭石是一種層狀矽酸鹽巖石，在快速加熱條件下，體積也發生膨脹，稱膨脹蛭石，也具有導熱係數低的特性，是一種好的隔熱材料。在《耐火材料實用手冊》(錢之榮、範廣舉主編，冶金工業出版社1992.9)P162-166、P416-421中對於珍珠巖、蛭石的性能及製品都做了較詳細的敘述。經該書所述可知，它們的耐火度、使用溫度都不高。例如使用溫度大都在700～800℃，最高使用溫度也只是1000℃，可認為僅只適合於低溫或中溫爐窯及加熱管道的狀況下使用。況且，它們都是單獨用作隔熱材料。在使用中，發現蛭石材料的性能不甚穩定，易脆，影響到使用的壽命。珍珠巖材料的性能則較穩定。價格上蛭石材料比珍珠巖材料貴。眾所周知，高溫窯爐是能耗大戶，它們的節能是迫在眉睫。如果能夠利用珍珠巖與蛭石二者的導熱係數低的特性，並依靠二者性質方面的互補性，進行複合，綜合使用，開發出適合於高溫窯爐使用的優質隔熱材料，達到節能降耗的新型產品，豈不是一件美事。
發明內容
針對上述情況，本發明的目的是提供一種珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料及其用途，既可有效利用珍珠巖和蛭石它們的導熱係數低的特性，又能有效地解決其強度、耐火度、使用溫度不高等問題。也就是說，本發明將要解決的技術問題是，用膨脹珍珠巖及膨脹蛭石為主要原料，選擇填充料及結合劑進行多層次複合，開發出高耐火度，高使用溫度及好的強度的珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料及其用途。
本發明所述的珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料及其用途，所要解決的問題是採用以下技術方案解決的本發明所述的珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料是以膨脹珍珠巖和膨脹蛭石為主要原料，它們先單獨與填充料、結合劑製成膨脹珍珠巖複合料和膨脹蛭石複合料，然後二者混合併加入結合劑混勻制球。其具體步驟如下①膨脹珍珠巖複合料製備其配料以重量百分數計，用顆粒為0～3.0mm的膨脹珍珠巖70～10％與高鋁質填充料30～90％混勻成混合料，再加入為混合料重量的3～5％的無機結合劑，攪拌5～10分鐘，製成顆粒＜5mm的球狀料，再加入球狀料重量的0.5～1％的有機纖維，於40～60℃熱狀態下混合成複合料；②膨脹蛭石複合料製備其配料以重量百分數計以顆粒為0～3.0mm的膨脹蛭石80～10％與鋁鎂質填充料20～90％混勻，再加入為其重量的5～1％的有機結合劑混勻成複合料；③以等重量的膨脹珍珠巖複合料與膨脹蛭石複合料混合，同時加入二者總重的8～10％的無機溶膠結合劑攪拌混勻，壓製成顆粒＜10mm的球，於100～160℃下進行乾燥，製成珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料。以上組分中，所述的高鋁質填充料是由160～180目的特級鋁礬土熟料粉與170～180目的軟質粘土粉混勻製成，其重量百分數分別為80％與20％；所述的無機結合劑是紙漿廢液；所述的有機纖維是聚乙烯纖維或聚丙烯纖維，直徑2～3um，長度2～5cm；所述的鋁鎂質填充料是用120目以下的制磚鎂砂粉與160目以下的特級鋁礬土熟料粉混勻製成，其重量百分數分別是20％與80％；所述的有機結合劑是聚乙烯醇，所述的有機溶膠結合劑是由矽溶膠與αAL2O3粉混合攪拌製成，其重量百分數分別為90～95％與10～5％。
本發明所述的珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料的用途是該材料能夠作為隔熱材料單獨使用；或向該材料中加入結合劑製成型材；或向該材料中加入結合劑及促凝劑製成澆注料或噴塗料，其具體方式如下①向珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料中加入為其重量的3～8％的無機溶膠結合劑，用液壓成型機壓製成型材；②向珍珠巖與蛭石的多層複合材料中加入為其重量的10～25％的矽鋁溶膠混合後，再加入該混合料重量的5～8％的氟矽酸鈉為促凝劑，或再加入為該混合料重量的1～2％的工業用石膏粉為促凝劑混合，可以製成澆注料或噴塗料。
本發明所述的珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料的主要理化指標如下AL2O342-46％、SiO248-44％、MgO4～6％、導熱係數熱面800℃＜0.10～0.08W/m.k材料的容重600～900kg/m3製成製品後的常溫耐壓強度＞20Mpa
抗折強度＞2Mpa製成製品後的導熱係數熱面800℃＜0.13～0.17W/m.k使用溫度1400～1500℃，耐火度＞1790℃本發明所述的珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料所使的特級鋁礬土粉的主要理化指標為AL2O3＞85％、Fe2O3＜2.0％、耐火度＞1790℃；所使用的軟質粘土粉的理化指標是AL2O3＞36％、SiO244％、Fe2O3＜2.6％、耐火度＞1750℃。
本發明所述的珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料與已有技術相比較，其有益效果是由於本發明是採用了多層複合技術，首先是對膨脹珍珠巖和膨脹蛭石採取單獨複合，使它們具有外層複合殼體，使之在耐火度、使用溫度及強度方面都有改善和提高，同時又保持了原有的部分氣孔，仍不失其隔熱性能。然後又實施兩者的複合，進而實現了它們材料性能的互補，克服了已有技術的諸如耐火度、使用溫度低等問題。獲得了耐火度＞1790℃，使用溫度1400～1500℃，製品強度＞20Mpa，抗折強度＞2Mpa，高性能的珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料。本發明可以作為高溫窯爐的隔熱層及永久層使用。由於蛭石的價高於珍珠巖約一半，兩者複合後使得本發明的生產成本相對較低。
具體實施例方式本發明所述的珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料是以膨脹珍珠巖和膨脹蛭石為主要原料，它們先單獨與填充料、結合劑製成膨脹珍珠巖複合料和膨脹蛭石複合料，然後二者混合併加入結合劑、混勻，制球而成，本發明的珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料，該材料的用途是，該材料能夠作為隔熱材料單獨使用；或向該材料中加入結合劑製成型材；或向該材料中加入結合劑及促凝劑製成澆注料或噴塗料，通過以下實施例對本發明的珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料及用途進一步予以描述實施例1本發明的珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料按下述步驟實施①膨脹珍珠巖複合料製備其配料以重量百分數計，用顆粒為0～3.0mm的膨脹珍珠巖70％與高鋁質填充料30％混勻成混合料，再加入為混合料重量3～5％的無機結合劑，攪拌10～15分鐘，製成顆粒＜5mm的球狀料，再加入為球狀料重量的0.5％的有機纖維，於40～60℃熱狀態下混合成複合料；②膨脹蛭石複合料製備其配料以重量百分數計，用顆粒為0～3.0mm的膨脹蛭石80％與鋁鎂質填充料20％混勻，再加入為其重量的5％的有機結合劑混勻成複合料；③以等重量的膨脹珍珠巖複合料與膨脹蛭石複合料混合，同時加入二者總重的8％的無機溶膠結合劑攪拌混勻，壓製成顆料＜10mm的球，於100～160℃下進行乾燥，製成膨脹珍珠巖與膨脹蛭石的多層複合隔熱材料。
實施例2本發明的珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料按下述步驟實施①膨脹珍珠巖複合料製備其配料以重量百分數計，用顆料為0～3.0mm的膨脹珍珠巖40％與高鋁質填充料60％混勻成混合料，再加入為混合料重量的3～5％的無機結合劑，攪拌10～15分鐘，製成顆料＜5mm的球狀料再加入為球狀料重量的0.8％的有機纖維，於40～60℃熱狀態下混合成複合料；②膨脹蛭石複合料製備其配料以重量百分數計，用顆粒為0～3.0mm的膨脹蛭石55％與鋁鎂填充料45％混勻成混合料，再加入為該混合料重量的3％的有機結合劑混勻成複合料；③以等重量的膨脹珍珠巖複合料與膨脹蛭石複合料混合，同時加入二者總重量的10％的無機溶膠結合劑攪拌混勻，壓製成顆粒＜10mm的球，於100～160℃下進行乾燥，製成珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料。
實施例3本發明的珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料按下述步驟實施①膨脹珍珠巖複合料製備其配料以重量百分數計，用顆粒為0～3.0mm的膨脹珍珠巖20％與高鋁質填充料80％混勻成混合料，再加入混合料重量的3～5％的無機結合劑，攪拌10～15分鐘，製成顆粒＜5mm的球狀料，再加入為球狀料重量的1％的有機纖維，於40～60℃熱狀態下混合成複合料；②膨脹蛭石複合料製備其配料以重量百分數計，用顆粒為0～3.0mm的膨脹蛭石25％與鋁鎂質填充實75％，混勻成混合料，再加入為該混合料1％的有機結合劑混勻成複合料；③以等重量的膨脹珍珠巖複合料與膨脹蛭石複合料混合，同時加入二者總重的9％的無機溶膠結合劑攪拌均勻，壓製成顆粒＜10mm的球，於100～160℃下進行乾燥，製成珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料。
實施例4本發明所述的珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料的用途是①向珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料中加入其重量的4％的無機溶膠結合劑，混合均勻，用液壓成型機壓製成型材；②向珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料中加入其重量的15％的矽鋁溶膠，混合後，再加入該混合料重量的5％的氟矽酸鈉作為促凝劑，或加入該混合料重量的1％的工業用石膏粉作為促凝劑，混合，可以製成澆注料或噴塗料。
實施例5本發明所述的珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料的用途是①向珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料中加入其重量的8％的無機溶膠結合劑，混合均勻，用液壓成型機壓製成型材；②向珍珠巖與蛭石多層的複合隔熱材料中加入其重量的25％的矽鋁溶膠，混合後，再加入該混合料重量的8％的氟矽酸鈉作為促凝劑，或加入該混合料重量的2％的工業用石膏粉作為促凝劑，混合，可以製成澆注料或噴塗料。
權利要求
1.一種珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料，其特徵在於以膨脹珍珠巖和膨脹蛭石為主要原料，它們先單獨與填充料、結合劑製成膨脹珍珠巖複合料和膨脹蛭石複合料，然後二者再混合加入結合劑混勻制球複合而成，其具體步驟如下①膨脹珍珠巖複合料製備其配料以重量百分數計，用顆粒為0～3.0mm的膨脹珍珠巖70～10％與高鋁質填充料30～90％混勻成混合料，再加入為混合料重量的3～5％的無機結合劑，攪拌10～15分鐘，製成顆粒＜5mm的球狀料，再加入為球狀料重量的0.5～1％的有機纖維，於40～60℃熱狀態下混合成複合料；②膨脹蛭石複合料製備其配料以重量百分數計，以顆粒為0～3.0mm的膨脹蛭石80～10％與鋁鎂質填充料20～90％混勻，再加入為該混合料重量的5～1％的有機結合劑混勻成複合料；③以等重量的膨脹珍珠巖複合料與膨脹蛭石複合料混合，同時加入二者總重的8～10％的無機溶膠結合劑攪拌混勻，壓製成顆粒＜10mm的球，於100～160℃下進行乾燥，製成珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料。
2.根據權利要求1所述的膨脹珍珠巖與膨脹蛭石的多層複合隔熱材料，其特徵在於所述的高鋁質填充料是由160～180目的特級鋁礬土熟料粉與170～180目的軟質粘土粉混勻製成，其重量百分數分別為80％與20％。
3.根據權利要求1所述的膨脹珍珠巖與膨脹蛭石的多層複合隔熱材料，其特徵在於所述的無機結合劑是紙漿廢液。
4.根據權利要求1所述的膨脹珍珠巖與膨脹蛭石的多層複合隔熱材料，其特徵在於所述的有機纖維是聚乙烯纖維或聚丙烯纖維，直徑2～3um，長度2～5cm。
5.根據權利要求1所述的膨脹珍珠巖與膨脹蛭石的多層複合隔熱材料，其特徵在於所述的鋁鎂質填充料是用120目以下的制磚鎂砂粉與160目以下的特級鋁礬土熟料粉混勻製成，其重量百分數分別是20％與80％。
6.根據權利要求1所述的膨脹珍珠巖與膨脹蛭石的多層複合隔熱材料，其特徵在於所述的有機結合劑是聚乙烯醇。
7.根據權利要求1所述的膨脹珍珠巖與膨脹蛭石的多層複合隔熱材料，其特徵在於所述的無機溶膠結合劑是由矽溶膠與αAL2O3粉混合攪拌製成，其重量百分數分別為90～95％與10～5％。
8.根據權利要求1所述的膨脹珍珠巖與膨脹蛭石的多層複合隔熱材料的用途，其特徵在於該材料能夠作為隔熱材料單獨使用。
9.根據權利要求1所述的膨脹珍珠巖與膨脹蛭石的多層複合隔熱材料的用途，其特徵在於①向該材料中加入其重量的3～8％的無機溶膠結合劑，混合均勻，用液壓成型機壓製成型材；②向該材料中加入為其重量的10～25％的矽鋁溶膠，混合後，再加入為該混合料重量的5～8％的氟矽酸鈉作為促凝劑，或加入該混合料重量的1～2％的工業用石膏粉作為促凝劑、混合製成澆注料或噴塗料。
全文摘要
本發明是一種珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料及其用途，可有效解決珍珠巖或蛭石單獨在高溫下使用時存在耐火度、使用溫度及強度等問題。本發明是膨脹珍珠巖和膨脹蛭石為主要原料，它們先單獨與填充料、結合劑製成膨脹珍珠巖複合料和膨脹蛭石複合料，然後二者混合併加入結合劑，混勻制球，而成珍珠巖與蛭石的多層複合隔熱材料，該材料還能夠作為隔熱材料單獨使用；或向該材料中加入不同的結合劑製成型材、或向該材料中加入結合劑及促凝劑製成澆注料或噴塗料使用，由於採用多層複合技術，不僅提高了材料的耐火度、使用溫度及強度，而且有低的導熱係數，開發出高溫下使用性能好的複合材料，能作為高溫窯爐的隔熱層或永久層使用。
文檔編號C04B14/18GK1693255SQ20051001751
公開日2005年11月9日 申請日期2005年4月14日 優先權日2005年4月14日
發明者孟智敏, 靳親國, 周秋芳, 孟冠羽 申請人:鄭州祥通耐火陶瓷有限公司