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
技術領域：
本發(fā)明屬于保溫材料領域，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：
蛭石在500 卯(TC快速受熱后會在層間產(chǎn)生膨脹，使層間距從原來的數(shù) A增加到數(shù)納米，個別會達到數(shù)微米。由于膨脹后的蛭石片在垂直于片層方 向有大量的納米級間隙，因此在這個方向上具有非常低的導熱系數(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"一種輕質保溫板(CN1088158A)"，發(fā)明專利"輕質防水隔 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)小時內能夠將火焰隔 離，而不被燒毀。但沒有提到長期在高溫下工作，如作為爐窯、管道等高溫 設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
機中，啟動攪拌，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，抗壓強度〉4.0MPa，常溫導熱系數(shù)《 0.1W/m'K，長期使用溫度20~600°C，短期使用溫度可達800°C，但該專利 的產(chǎn)品使用水玻璃作為粘結劑，影響了該產(chǎn)品的高溫服役穩(wěn)定性，因此只能在60(TC以下長期使用。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的是充分利用膨脹蛭石納米層間域導熱系數(shù)低的特征，通過合 理的級配控制和密度控制，基本消除蛭石顆粒間的較大孔隙，并通過使用耐 高溫的粘結劑,使所生產(chǎn)的蛭石保溫材料不但有較低的導熱系數(shù)和較高的強 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。 按設計的產(chǎn)品容重控制加料量，但加料高度至少要太于模具側壁高度的. 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 送入預壓機中預壓。預壓完成后將裝好的模具帶料送入熱壓機進行熱壓定 型。熱壓定型直接進入12(TC 16(TC的熱壓機熱壓腔內一次完成，施壓過程 以模具的上頂蓋f觸到模具側壁為限。保壓保溫時間為80~200分鐘
保壓保溫結束后進行卸壓和出爐操作。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
抗折強度6 10MPa;
抗壓強度8 12MPa;體積密度600~1000kg/m3; 導熱系數(shù)20。C， 0.09~0.15W/m-K;
500°C， 0.15~0.20W/m-K; 800'CX24小時煅燒后的線收縮率0.1~1%; 最高使用溫度IIO(TC;
24小時泡水再烘干線變化率0.1~0.15%; 防火性A級； 甲醛釋放率無甲醛釋放；
1000°CX3小時voc釋放量無voc釋放
本發(fā)明的有益效果
(1)通過科學的顆粒級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)-納米二氧化硅復合粘結劑，解決同時提高 蛭石保溫材料強度和使用溫度的瓶頸問題；(3)通過顆粒級配、密度控制和 加入納米二氧化硅，大幅度降低制品內微米級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熱系數(shù)。
具體實施例方式
實施例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%; 磷酸二氫鋁粘結劑占30%;氫氧化鋁或P -氧化鋁占5%;納米二氧化硅5%， 進行配料后在密閉的攪拌機中攪拌均勻，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)品容重設計為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，然后送入預壓機中預壓。預壓完成后將裝好的模 具帶料送入熱壓機進行熱壓定型。熱壓定型直接進入16(TC的熱壓機熱壓腔 內一次完成，施壓過程以模具的上頂蓋接觸到模具側壁為限。保壓保溫時間 為80分鐘。
保壓保溫結束后進行卸壓和出爐操作。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
抗折強度7.2MPa; 抗壓強度9.1MPa; 體積密度700kg/m3; 導熱系數(shù)20°C， 0.10W/m-K;
500°C， 0.16W/m-K; 800。CX24小時煅燒后的線收縮率0.1%; 最高使用溫度1100'C; 24小時泡水再烘干線變化率0.1%; 防火性A級； 甲醛釋放率無甲醛釋放；
1000°CX3小時voc釋放量無voc釋放 . 實施例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%; 磷酸二氫鋁粘結劑占32%;氫氧化鋁或P -氧化鋁占4%;納米二氧化硅4%， 進行配料后在密閉的攪拌機中攪拌均勻，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)品容重設計為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，然后送入預壓機中預壓。預壓完成后將裝好的模 具帶料送入熱壓機進行熱壓定型。熱壓定型直接迸入15(TC的熱壓機熱壓腔 內一次完成，施壓過程以模具的上頂蓋接觸到模具側壁為限。保壓保溫時間 為120分鐘。
保壓保溫結束后進行卸壓和出爐操作。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
抗折強度8.2MPa;
抗壓強度10.1MPa;
體積密度800kg/m3;
導熱系數(shù)20°C， O.l，m-K;
500°C， 0.18W/m-K;
80(TCX24小時煅燒后的線收縮率0.1%;
最高使用溫度IIO(TC;
24小時泡水再烘干線變化率0.1%;
防火性A級； 甲醛釋放率無甲醛釋放；
IOOO'C X 3小時VOC釋放量無VOC釋放 實施例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%; 磷酸二氫鋁粘結劑占30%;氫氧化鋁或P-氧化鋁占5。/。；納米二氧化硅占 1%，進行配料后在密閉的攪拌機中攪拌均勻，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)品容重設計為 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，然后送入預壓機中預壓。預壓完成后將 裝好的模具帶料送入熱壓機進行熱壓定型。熱壓定型直接進入14(TC的熱壓 機熱壓腔內一次完成，施壓過程以模具的上頂蓋接觸到模具側壁為限。保壓 保溫時間為100分鐘。
保壓保溫結束后進行卸壓和出爐操作。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
抗折強度lO.OMPa;
抗壓強度12.0MPa;
體積密度1000kg/m3;
導熱系數(shù)20'C， 0.15W/m'K;
500。C， 0.19W/m-K;
800'CX24小時煅燒后的線收縮率0.1%;
最高使用溫度IIOO'C;
24小時泡水再烘干線變化率0.1%;
防火性A級；..
甲醛釋放率無甲醛釋放；
1OOQ °C X 3小時VOC釋放量無VOC釋放。
權利要求
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；按設計的產(chǎn)品容重控制加料量，但加料高度至少要大于模具側壁高度的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，然后送入預壓機中預壓，預壓完成后將裝好的模具帶料送入熱壓機進行熱壓定型；保壓保溫結束后進行卸壓和出爐操作；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入 120 16(TC的熱壓機熱壓腔內一次完成，施壓過程以模具 的上頂蓋接觸到模具側壁為限，保壓時間為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℃進行快速加熱膨化。膨化好的蛭石與磷酸二氫鋁粘結劑、氫氧化鋁或ρ-氧化鋁、納米二氧化硅按重量百分比要求進行配料，在密閉的攪拌機中攪拌均勻后裝入模具，經(jīng)預壓后在熱壓機中進行熱壓定型，出爐后經(jīng)適當修整就得到了本發(fā)明的以蛭石為主要原料的耐高溫保溫材料。本發(fā)明通過顆粒級配、密度控制、加入納米二氧化硅和使用耐高溫粘結劑，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不足和同時提高蛭石保溫材料強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熱系數(shù)。
文檔編號B28C7/04GK101560087SQ20091008473
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月19日 優(yōu)先權日2009年5月19日
發(fā)明者文 倪, 封金鵬, 李德忠, 華 陳, 陳德平 申請人:佛山市冠富蛭石制品有限公司;北京科技大學