一种石墨基耐温隔热保温材料及其生产工艺 |
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申请号 | CN200710132666.2 | 申请日 | 2007-09-18 | 公开(公告)号 | CN101391878A | 公开(公告)日 | 2009-03-25 |
申请人 | 晟茂(青岛)先进材料有限公司; | 发明人 | 王学刚; 潘月秋; 杨金凤; 杨圣闯; 张鑫; 耿世达; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种 石墨 基耐温 隔热 保温材料及其生产工艺,该材料包括下列组分:石墨粉15-30wt%、海泡石18-28wt%、无机发泡剂8-15wt%、无机胶粘剂5-20wt%、优质 水 泥6.4-32wt%,余量为其他助剂;经搅拌混合、成型、 固化 获得。本发明还提供了石墨基耐温隔热保温材料的生产工艺,其一是将原料搅拌混合、成型后,采用自然 风 干或用干燥箱干燥固化的工艺;其二是将原料搅拌混合、成型后,采用 烧结 固化的工艺。本发明原料易得、价格低廉,生产工艺简单、操作方便,产品耐高温隔热性能好、 质量 轻、 力 学强度大、导热系数低,可广泛应用于建筑、石油化工、 冶金 等领域。 | ||||||
权利要求 | 1.一种石墨基耐温隔热保温材料,其特征在于,采用石墨粉 15-30wt%、海泡石18-28wt%、优质水泥6.4-32wt%、无机发泡剂 8-15wt%、无机胶粘剂5-20wt%及其他助剂(余量)为原料,经搅拌 混合、成型、固化而成;该材料堆积密度为0.52-0.86g/cm3,且石墨粉 末分散其中。 |
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说明书全文 | 技术领域本发明涉及了一种含石墨粉的耐温隔热保温材料及其制备方法, 尤其是一种用于建筑墙体保温的隔热材料及其生产工艺。 背景技术目前应用于建筑保温的材料种类繁多,原料配比各有所不同,其 性能差距较大。岩棉是最先应用于建筑保温的材料,在使用中易吸水、 不耐明火、自然风化严重、对皮肤的刺激性大、使用寿命短、难二次 装修等,逐渐被以后出现材料取代;玻璃棉及其制品继岩棉之后出现 的一类质轻、绝热性能好的隔热保温材料,主要有板、毡、壳、装饰 天花板等产品形式,其产品软化点为500℃左右,保温300℃;硅酸铝 纤维也叫耐火纤维,主要用作窑炉保温材料,品种较多,国内市场主 要有普通硅酸铝纤维、高纯硅酸铝纤维、高铝纤维和含铝纤维等,均 为中、低档产品;多晶莫来石纤维、多晶氧化铝纤维和多晶氧化锆纤 维等高档产品,其价格相对较高;泡沫塑料是以合成树脂为基础制成 的,内部具有无数小孔的塑料制品,它具有导热系数低,易加工成型 等优点,在建筑上也已经开始使用,主要产品为聚苯乙烯泡沫塑料和 聚氨酯泡沫塑料,但在建筑领域应用存在难以与墙体结合成一体、翘 起、耐温程度低、难二次装修等问题,随着建筑防火对材料要求严格, 该类建筑保温材料的大规模应用受到了一定限制。 发明内容本发明的目的是克服现有墙体保温材料存在的缺点,提供一种比 重轻、既耐高温又隔热、抗压强度大、成本低的石墨基耐温隔热材料 及其生产工艺。 为实现上述目的,本发明的石墨基耐温隔热保温材料采用了下述 技术方案。 本发明石墨基耐温隔热保温材料包括下述原材料,并以下述范围 重量百分比配制而成: 石墨粉 15-30wt% 海泡石 18-28wt% 无机发泡剂 8-15wt% 无机胶粘剂 6-20wt% 优质水泥 6.4-32wt% 助剂 余量。 上述原材料中,石墨粉具有低于160μm的粒径;海泡石经选矿预 处理加工成粉状;无机发泡剂为碳酸氢钠或碳酸氢铵或碳酸氢钠与碳 酸氢铵复合;优质水泥选用优质硅酸盐水泥或优质铝酸盐水泥;助剂 为甲基纤维素或羧甲基纤维素或阳离子纤维素或羟乙基纤维素或羟 丙基甲基纤维素或羟丙基纤维素或羟乙基甲基纤维素。上述原材料制 成的石墨基耐温隔热保温材料的堆积密度为0.52-0.86g/cm3,石墨粉末 分散其中。 本发明石墨基耐温隔热材料生产工艺之一,即采用自然风干固化 或用干燥箱干燥固化的生产工艺,该生产工艺包括以下步骤和条件: (1)配料:石墨粉15-30wt%、海泡石18-28wt%、优质硅酸盐水 泥6.4-32wt%、无机发泡剂8-15wt%、无机胶粘剂5-20wt%、助剂余量; 上述原料中,石墨粉具有低于160μm的粒径、海泡石经选矿预处理加 工成粉状、无机发泡剂为碳酸氢钠或碳酸氢铵或碳酸氢钠与碳酸氢铵 复合、优质硅酸盐水泥或铝酸盐水泥;助剂为甲基纤维素或羧甲基纤 维素或阳离子纤维素或羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素或羟丙基 纤维素或羟乙基甲基纤维素。 (2)混合:按照步骤(1)配比,加入石墨粉、海泡石、优质硅 酸盐水泥、无机发泡剂、无机胶粘剂和助剂,加入混合机中混合均匀, 加水30-42wt%(以混合物的重量计),混合3-5分钟卸料; (3)成型:用模具将混合好的浆料制成坯材或直接将混合好的 浆料直接涂敷于基墙层,厚度在15-30mm; (4)干燥:成型坯材在自然风干或置于干燥箱中干燥,直接涂 敷于基墙层成型好的耐温隔热层涂上水泥砂浆后自然风干; (5)养护:室温下自然风干的养护时间为2-4天或用电热鼓风式 干燥箱在30℃干燥12小时即得成品。 本发明还提供了石墨基耐温隔热材料生产工艺之二,即采用烧结 固化的生产工艺,该生产工艺包括以下步骤和条件: (1)配料:石墨粉15-30wt%、海泡石18-28wt%、优质铝酸盐水 泥6.4-32wt%、无机发泡剂8-15wt%、无机胶粘剂5-20wt%、助剂余 量; (2)混合:把按照步骤(1)配比的石墨粉、海泡石、优质硅酸 盐水泥、无机发泡剂、无机胶粘剂和助剂加入强制式搅拌机中,混合 均匀,再以混合物重量计,加水30-42wt%,混合3-5min,然后再补充 水4-6wt%,混合3-5min,待完全混合均匀时卸料待用; (3)成型:按照要求的规格,制成各种形状的坯材; (4)干燥:成型后的坯材在干燥板上进行自然干燥,残留水分 小于5wt%时,放入鼓风式烘箱中进行干燥,待水分少于3wt%时置于 马夫炉中; (5)烧结:烧结温度为不超过300℃,共需时间3小时; (6)冷却:保温时间控制3小时后进行自然冷却至常温。 该耐温隔热材料的石墨粉优选粒径在160μm以下;含量为 15-30wt%,18-24wt%最佳(按照原料总量计),较低含量不能充分降 低导热率,含量高将降低材料的强度;物料加水混合时水分控制为 30-42wt%;无机发泡剂可选取碳酸氢钠、碳酸氢铵之一种或两种复 合;无机胶粘剂可选取氯化镁、水玻璃、硫酸铝溶液中的一种。 该耐温隔热材料的堆积密度为0.52-0.86g/cm3,且石墨粉末均匀的 分散于其中。 本发明石墨基耐温隔热材料的有益效果是:克服传统保温材料在 建筑应用中的难复合,难二次装修等问题;且该材料的耐温隔热效果 好、常温耐压强度高、堆积密度小,工艺简单、操作方便。该材料的 导热系数低,常温耐压强度高,体积密度小,在高于1200℃温度下 仍具有良好的力学强度,它既可以直接涂敷于防明火的场合或者涂敷 于墙体保温层,也可以烧结制成大小不同、形状各异的制品。本发明 的耐温隔热保温材料可广泛应用于无缝场地施工、防明火场地,提高 了抗明火温度,满足了防火材料的要求。在建筑、石油化工、冶金等 行业具有广泛的应用前景。 附图说明 图1是本发明应用到耐温隔热复合墙体的结构示意图。 图1中,1是基墙层,2是石墨基耐温隔热层,3是水泥砂浆防护层, 4是装饰面层。 具体实施方式下面结合实施例对本发明进一步详细说明: 实施例一:石墨基耐温隔热保温材料烧结制备实例。 (1)配料:石墨粉22wt%、海泡石20wt%、碳酸氢钠10wt%、氯 化镁14wt%、优质铝酸盐水泥30wt%、助剂甲基纤维素4%; (2)混合:将上述物料加入强制式搅拌机中搅拌均匀,以上述 物料的总重量计,加水30wt%,混合3分钟,然后再补充水4wt%,混 合5分钟,待完全混合均匀时卸料待用; (3)成型:按照要求的规格,制成各种形状的砖坯; (4)干燥:成型后的砖坯在干燥板上进行自然干燥,残留水分 低于5wt%时,放入鼓风式烘箱中进行干燥,待水分少于3wt%时倒入 马夫炉中; (5)烧成:控制加热温度为280℃; (6)冷却:保温时间控制3小时后进行自然冷却至常温。 实施例二:将石墨基耐温隔热保温材料应用到耐温隔热复合墙体 的实例。 在图1中,给出了将石墨基耐温隔热保温材料应用到耐温隔热复 合墙体后的墙体结构。自内向外依次为基墙层1,新型石墨基耐温隔 热材料2,水泥砂浆防护层3,装饰面层4。 具体步骤如下: (1)配料:石墨粉28wt%、海泡石24wt%、氯化镁15wt%、优质 硅酸盐水泥28wt%、助剂羟乙基纤维素5%; (2)混合:把原料加入混合机中混合均匀,加水35wt%(以混 合物的重量计),混合3分钟,然后再补充水5%混合均匀后卸料; (3)涂敷:将混合好的浆料直接涂敷于基墙层,厚度在15~30mm; (4)干燥:成型好的耐温隔热层涂上水泥砂浆后室温下自然风 干。 在图1所示实施例中,石墨基耐温隔热材料2直接涂敷于基墙层1, 装饰面层4是柔性耐水腻子材料或者其他涂料的装饰面层。 上述两个实施例得到耐温隔热保温材料(直接涂敷层材料、烧制 成耐温隔热材料)的主要性能与现有隔热保温材料主要性能比较如下 表所示: 由表中可以看出,本发明材料与现行隔热保温材料相比有如下优 点:体积密度小、材料力学强度大、导热系数低、抗明火温度高,其 综合性能更好。 本发明的耐温隔热保温材料可广泛应用于无缝场地施工、防明火 场地,提高了抗明火温度,满足了防火材料的要求。在建筑、石油化 工、冶金等行业具有广泛的应用前景。 |