成形绝热体 |
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申请号 | CN02106570.5 | 申请日 | 2002-02-28 | 公开(公告)号 | CN1207242C | 公开(公告)日 | 2005-06-22 |
申请人 | E.G.O.电气设备制造股份有限公司; | 发明人 | R·基彻雷; B·米克施尔; E·约翰; M·曼格勒; G·克拉特; | ||||
摘要 | 一种成形绝热体包括模制和/或 烧结 绝热材料 ,并含有火成 二 氧 化 硅 、 遮光剂 和 纤维 。绝热材料的BET表面系数低于100m2/g,如在10至100m2/g之间,使得成形绝热体吸收较少的 水 。在 辐射 加热器的情形下,成形绝热体吸收可被用作加热 电阻 的基部。 | ||||||
权利要求 | 1.一种包括有模制或烧结绝热材料的成形绝热体,所述绝热材料 含有30wt.%-70wt.%的火成二氧化硅、1wt.%-35wt.%的无机填料、 10wt.%-55wt.%的遮光剂和1wt.%-10wt.%的纤维,所述火成二氧化 硅的BET表面系数在50和150m2/g之间,所述绝热材料的BET表面 系数低于100m2/g。 |
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说明书全文 | 技术领域本发明涉及一种包括模制和/或烧结的含火成二氧化硅、无机填 料、遮光剂和纤维的绝热材料的成形绝热体。 背景技术 此种成形绝热体是公知的,如在EP618399B1中所述的。为了获 得良好的绝热特性,这些成形绝热体的绝热材料具有非常高的表面系 数,其在最小为120m2/g的范围内(根据BET方法检测得到,如在ASTM Special Technical Publication No.51(专业技术出版物第51 号)p1941页及以下各页所描述的)。 这些大的表面和所述成形绝热体的绝热材料的主要组分是火成二 氧化硅的事实的结果是,此种材料的吸附能力相对于水来说是非常明 显的,此种二氧化硅在其表面携带硅烷醇基,从而具有高度的亲水 性。如果在实际使用中此种成形体短时间内受到热能的影响,水蒸气 就以极为迅速的方式形成并损坏了成形体的结构。 例如,这种效果发生在绝热成形体,该绝热成形体用作陶瓷烹调 区的辐射加热器的绝热,此辐射加热器一般制成发热1到5秒。为了 增加水蒸气从内部扩散至成形体的表面,从而避免成形体内部局部的 会损坏所述成形体的结构的产生过压,于是目前所述的绝热成形体具 有槽孔。然而,这些槽孔具有明确的缺点,即它们会使绝热特性退化。 并且还降低了材料的机械稳定性。另外,此种孔的形成涉及到额外的 劳力和成本。 另一个问题是,由于加热而出现的水蒸气在较冷处凝结,尤其是 在电子元件上冷凝会导致电子装置的故障。 发明内容 本发明的问题是提供成形绝热体,其绝热材料具有降低了的吸附 水的能力,使得消除了水蒸气问题。该绝热特性保持在最佳状态。 根据本发明提供的成形绝热体解决了该问题。所述绝热材料含有 30wt.%-70wt.%的火成二氧化硅、1wt.%-35wt.%的无机填料、 10wt.%-55wt.%的遮光剂和1wt.%-10wt.%的纤维,所述火成二氧化 硅的BET表面系数在50和150m2/g之间,所述绝热材料的BET表面 系数低于100m2/g 本发明获得的优点是,通过将绝热材料的BET表面系数全部降低 至大约10至100m2/g,可把吸水能力降低。即使在骤热的情形下,根 据本发明的成形绝热体也会维持其结构,而不需要槽孔和其它类似物 等。 根据本发明的优选方式使用的绝热材料具有下述组分: 重量比为1至70%的火成二氧化硅, 重量比为10至55%的遮光剂,以及 重量比为1至10%的纤维材料。 最好,它还含有重量比为1至35%的无机填料。有利地,可含有 重量比为0至15%的稳定剂。 特别优选的组分含有: 重量比为35至50%的火成二氧化硅, 重量比为30至40%的遮光剂, 重量比为5至25%的无机填料, 重量比为5至10%的稳定剂,以及 重量比大约为3%的纤维材料。 有利地,火成二氧化硅具有50至200m2/g的BET表面系数。所用 的火成二氧化硅量是BET表面系数的函数,该所用的二氧化硅量最好 在重量比为35至50%之间。BET表面系数越高,其所用量越少。 在检测温度400℃下,导热率小于0.035W/mK,特殊地为 0.025W/mK。在1000℃下,其大约为0.08W/mK。 所用的遮光剂可以是钛铁矿、氧化钛/金红石、二价/三价混合氧 化铁、氧化铬、氧化锆、及上述物的混合物。有利地使用的是由硅酸 锆和金刚砂制成。 填料的例子是元素周期表中III和IV主族和/或IV副族的金属氧化 物和氢化物。最好使用硅、铝、锆和钛的氧化物。例子有采用硅的电 弧硅或沉淀二氧化硅气凝胶、有用于铝的AL2O3或AL(OH)3,以及用 于钛金红石的。也可能用其混合物。有利地,采用电弧硅和氧化铝。 BET表面系数按照重量比10至30%在1.5至25m2/g之间。 为了增加稳定性,该材料有利地含有稳定剂。这些稳定剂最好是 铝的氧化物或氢氧化物,如AL2O3,ALO(OH)和AL(OH)3。为了稳 定目的,也可能用磷酸盐,如焦磷酸氢钙。 纤维材料的例子是可溶性和不可溶性的硅酸盐纤维,石英玻璃纤 维、硅石纤维、带有重量百分比至少为96%的SiO2的纤维以及如E -玻璃纤维和R-玻璃纤维的玻璃纤维,还有上述纤维类型的一种或 多种混合物。它们最好具有大于6微米的直径和1至25毫米的长度。 一方面,该材料可作为结实混合物被压制为容纳部件,如盘等。 另一方面,其可被模制成无盖的成形体,且随后在400至1000℃下烧 结。为此目的,可用烧结辅助办法,EP29227公开了此种示例。优先 使用铝、锆、钙和钛的硼化物,特别是碳化硼。 下面是关于成形绝热体的在传统的对照混合物与两种本发明的混 合物之间的比较。 用直径为180毫米的成形绝热体(STIB)实施该检测。在旋风混 合器中以每分钟3000转的速度搅拌重量为1千克的混合物5分钟。 以大约25kg/cm2的压力在水压机上压制该STIB。 1)对照混合物: 重量百分比为60的二氧化硅 BET表面系数200m2/g 重量百分比为2.5的二氧化硅纤维 重量百分比为37.2的硅酸锆 BET表面系数13m2/g 重量百分比为0.3的碳化硼 总BET表面系数125m2/g STIB重量135g STIB密度0.35g/cm3 外基部上的板温度235℃ 在温度为30℃、空气相对湿度为93%的潮湿区域的STIB: 吸湿量:24小时 11.5克 48小时 13.3克 168小时 14.6克 2)带有硅酸锆的根据本发明的第一混合物: 重量百分比为40的二氧化硅 BET表面系数130m2/g 重量百分比为2的二氧化硅纤维 重量百分比为35的硅酸锆 BET表面系数13m2/g 重量百分比为18的电弧硅 BET表面系数30m2/g 重量百分比为5的氢氧化铝 BET表面系数8m2/g 总BET表面系数65m2/g STIB重量135g STIB密度0.35g/cm3 外基部上的板温度244℃ 在温度为30℃、相对空气湿度为93%的潮湿区域的STIB: 吸湿量:24小时 4.2克 48小时 5.0克 168小时 6.1克 与对照混合物相比较,吸湿性降低了58%。 3)带有硅酸锆的根据本发明第二混合物: 重量百分比为40的二氧化硅 BET表面系数130m2/g 重量百分比为2的二氧化硅纤维 重量百分比为35的硅酸锆 BET表面系数13m2/g 重量百分比为18的电弧硅 BET表面系数30m2/g 重量百分比为5的氢氧化铝 BET表面系数8m2/g 总BET表面系数65m2/g STIB重量135g STIB密度0.35g/cm3 外基部上的板温度235℃ 在温度为30℃、空气相对湿度为93%的潮湿区域的STIB: 吸湿量:24小时 4.1克 48小时 4.7克 168小时 5.1克 与对照混合物相比较,吸湿性降低了65%。 在潮湿区域存储168小时后,且在快速发热的情况下(4秒钟之 内),混合物2)和3)表现出没有结构变化,特别是没有膨胀或爆 裂。成形绝热体的其它特性仍然保持。混合物3)的绝热作用和比较 混合物一样好。 可从请求保护的内容、说明书和附图中得到这些和进一步的特 点,并且单独特点,无论是单一的还是子结合形式的,都可在本发明 的实施例和其它领域实现,并且代表在此所要保护的可获得专利的形 式。本申请的单独部分的子部分和子标题决不是限制其下面所作声明 的通用有效性。 附图说明 参照附图,下面描述本发明的实施例。 图1是穿过带有本发明的成形绝热体的辐射加热器的剖视图, 图2是图1的辐射加热器的倾斜视图。 具体实施方式 图1和图2示出电辐射加热器,其被压制在玻璃陶瓷板8的下侧 上。辐射加热器具有容纳盘1,最好是板式金属,其内是烧结为基部2 的成形绝热体。基部2以已知方式在凹槽9中携带有加热电阻5。 在中央区域,基部2具有截头形的凸起4,其起对温度控制器6 的温度传感器7的支撑作用。这在现有技术中是充分地公知的。 在容纳盘1之内,一个外部的周向边缘或边界3安放在基部2的 外区域上。上述边缘3起一垫圈的作用,以使辐射加热器与玻璃陶瓷 板8保持有一预定距离。其也成为对侧面的绝热。 为了便于理解,在图2中没有示出加热电阻5和相关凹槽9。 从图中可清楚地看出对形式为基部2和形式为边缘3的垫圈的绝 热要求是不同的。基部2带有加热电阻5,从而其受到较高温度的影 响。其重要性还是在于改进的快速加热兼容性。它还必须被构制来用 于加热电阻5的紧固。 边缘3需要一定的强度,特别是压缩强度,以便能够吸收接触压 力。另外,还有绝热要求。 |