專利名稱：：一種新的隔熱保溫復合材料組合物及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種絕熱材料，特別涉及一種隔熱保溫復合材料組合物，還涉及一種制備隔熱復合材料組合物的方法。
背景技術：
：絕熱材料廣泛應用于工業(yè)和生活領域里絕熱工程中的襯材、圍材和隔材，如石油、化工、熱電熱網(wǎng)、冶金等系統(tǒng)中需要隔熱的設備和管道。還可用于建筑物墻體隔熱防火層、防火隔斷層、輕質活動房墻板、恒溫室等。絕熱材料品種繁多，但按其構成成分一般可分為無機類與有機類，從其發(fā)展狀況又可區(qū)分為傳統(tǒng)型與現(xiàn)代型。傳統(tǒng)型產(chǎn)品基本上都是單一的結構，而且都是依靠各種粘合劑定型方可使用，有以巖(礦)棉為代表的纖維類產(chǎn)品，用樹脂類使其成板(管)；有以膨脹珍珠巖為代表的顆粒類產(chǎn)品，用水泥等使其成管(板)。這些物理性的結合導致以下弊端l.一些材料單體的保溫性能好，而一旦一皮加工成型，則降低保溫性能，如巖棉自身導熱系數(shù)(298K)為0.041~0.046W/M*K,但浸膠成型后變成0.160.18,提高了4倍以上。膨脹珍珠巖因為表面多孔，在使用到隔熱復合材料中時，攪拌時的水分灰?guī)еz凝材料進入膨脹珍珠巖的空心結構，填充空腔，使材料干燥后容重增加，空腔減少，失去保溫效果；尤其在機械攪拌機的攪拌過程中，膨脹珍珠巖顆粒間相互碰撞擠壓破碎使結構破壞。因而進一步導致保溫效果的損失；此外，由于膨脹珍珠巖顆粒的表面是開放的，使用時能夠吸入大量的攪拌用水，會使材料在干燥后失去一定的強度。2.因為與有機材料結合使用，又從不燃變成可燃，而且在溫度較高的情況下(20(TC以上)使用會;f艮快灰化、解體、石皮碎，嚴重影響了使用壽命，一般23年就需更換。3.—般均對環(huán)境有污染，侵害人體健康。授權于2006年6月14日，權利人為謝文丁的專利CN1259271C中公開了一種高效節(jié)能絕熱材料，其包括的組分有硅酸鋁纖維、玻璃棉、快T、海泡石、水鎂石、膨脹珍珠巖、漂珠或硅藻土、膨潤土以及催化劑和膠粘劑。該材料所具有的優(yōu)點為隔熱性能好、環(huán)保、節(jié)能、省料、質輕、抗震、吸音、施工簡便等。但是，由于其中的粒狀材料膨脹珍珠巖在配制和成型工藝中，因攪拌而導致其結構的破壞，還是不可避免地喪失一部分保溫性能，因此需要一種新的復合材料，相比較于上述專利已公開的高效節(jié)能絕熱材料，能夠克服所述材料在結構上的破壞，從而具有更好的保溫性能。膨脹?；⒅槭墙陙戆l(fā)展起來的、具有較好保溫性能的無機輕質顆粒類材料單體，其內部為多孔空腔結構，表面?；忾]，光澤平滑、理化性能穩(wěn)定、具有質輕、絕熱、防火、耐高低溫、抗老化、吸水率小等優(yōu)異特性，是一種環(huán)保型高性能保溫隔熱材料。因此在實踐中存在著這樣的需求，即如何利用膨脹?；⒅榇姹馗魺岵牧现袀鹘y(tǒng)的輕質骨料，從而提高保溫隔熱材料的保溫及其它性能。
發(fā)明內容為解決在實踐中出現(xiàn)的以上問題，本發(fā)明旨在提供一種新型的隔熱保溫復合材料組合物及其制備方法，特別是隔熱效果好，結構穩(wěn)定，使用壽命長，并且具有節(jié)能、無污染、質輕、防火、經(jīng)濟等多種功能的產(chǎn)品。本發(fā)明涉及到一種隔熱保溫復合材料組合物，其特征在于所述隔熱保溫復合材料組合物包括以下組分纖維類材料、*劑、?；⒅?、添加劑等。在一個具體實施方案中，所述隔熱保溫復合材料組合物各組分的含量范圍可以是，按lmS成品計算，纖維類材料90110kg,分軟劑8~12kg,膨脹?；⒅?0110kg,添加劑5-8kg。在一個具體實施方案中，所述添加劑包括催化劑2-2.5kg，膠凝劑0.8-1.0kg,固化劑1.0kg,速凝劑1.0-1.5kg,增強劑1.0-2.0kg等其他添力口齊寸。在一個具體實施方案中，所述纖維類材料選自>5圭酸鋁纖維、玻璃棉、海泡石、水鎂石之一種或多種。在一個具體實施方案中，所述*劑選自快T(快速滲透劑T,即琥珀酸脂磺酸鈉)和六偏磷酸鈉中至少一種。在一個具體實施方案中，所述催化劑劑選自發(fā)泡劑、改性劑中至少一種。在一個具體實施方案中，所述膨脹?；⒅榈娜葜剡M一步控制在60kg/m3~150kg/m3之間。在一個具體實施方案中，所述膨脹?；⒅榈牧竭M一步控制在0.2mm-2.0mm的范圍內。所述的隔熱保溫復合材料組合物可以采用下述步驟制備1.將硅酸鋁纖維、超細玻璃棉、海泡石、水^:石等纖維類材料經(jīng)分散設備、計量配料設備制作成絮狀物，其各種纖維類材料的比例根據(jù)不同用途決定用于高溫區(qū)的材料，其組分硅酸鋁纖維超細玻璃棉海泡石水鎂石為3:1:4:2;中溫區(qū)硅酸鋁纖維超細玻璃棉海泡石水鎂石為2:1:5:2;低溫區(qū)硅酸鋁纖維超細玻璃棉海泡石水4美石為1.5:2.5:5:1;3.在制成的膠凝體中加入膨脹?；⒅榱７哿?；所述膨脹?；⒅榱７哿鲜窃谂蛎洸；⒅榱Ａ现?，添加少許如輕質碳酸鉤，輕質碳酸鎂等的填充劑；4.用不同的催化劑在攪拌中合成所迷隔熱保溫復合材料組合物，再經(jīng)過不同的模具制作成不同的管材或板材；5.將生成的管材毛坯料、板材毛坯料，通過擠壓成型設備擠壓成型、經(jīng)干燥設備進行干燥處理，分別制成管材、板材或異型材。所述隔熱保溫復合材料組合物作為工業(yè)用防火材料的應用，例如，可以用所述隔熱保溫復合材料組合物制成軟膏狀的膠凝圍材，廣泛用在異型管道、閥門、復雜形體等部位。還可以^皮制成硬質管材或板材、專用合成材、防火封堵材料，例如，非凝固性防火泥、復合防火絕熱板、防火灰泥和防火密封膠，以及#:動防火封堵門。這些都是本領域技術人員所能理解的正常范圍。所述隔熱保溫復合材料組合物作為建筑用防火材料的應用，例如，可以用所述隔熱保溫復合材料組合物制成水泥型、粉刷型材料，也可以制成復合材料，以及墻體。這些都是本領域技術人員所能理解的正常范圍。本發(fā)明還涉及一種制造隔熱保溫復合材料組合物的方法，其包括下述步驟1.將硅酸鋁纖維、超細玻璃棉、海泡石、水鎂石等纖維類材料經(jīng)分散設備、計量配料設備制作成絮狀物(其各種纖維根據(jù)不同用途按不同比例分別配制)；2.將制成的絮狀物在快T等分歉劑的作用下經(jīng)攪拌設備攪拌成膠凝體；3.在制成的膠凝體中加入膨脹?；⒅榱７哿?；4.在攪拌中，加入不同的催化劑，合成所述隔熱保溫復合材料組合物，再經(jīng)過不同的模具制作成不同的管材或板材；5.將生成的管材毛坯料、板材毛坯料通過擠壓成型設備擠壓成型、經(jīng)干燥設備進行干燥處理，分別制成管材、板材或異型材。本發(fā)明不僅選用了多種環(huán)保型無機材料，例如，硅酸鋁纖維、海泡石、水鎂石，在生產(chǎn)、使用過程中和廢棄后，不危害人體健康，也不污染生態(tài)環(huán)境；而且，與現(xiàn)有技術不同的是，本發(fā)明用膨脹玻化微珠代替了膨脹珍珠巖，所選用的膨脹?；⒅閷儆诹畈牧希淙葜剌p，可按需要控制成大小不同的粒度，顆粒內部為多孔結構，表面?；忾]，理化性能穩(wěn)定，絕熱性能優(yōu)越，克服了膨脹珍珠巖在加工中的結構破壞問題；另外將纖維類材料與粒狀材料相結合，可以使兩種類型的材料結構互補，增加復合結構的整體性、穩(wěn)定性和隔.熱性，大大提高了根據(jù)本發(fā)明的隔熱防火復合材料組合物的整體功能。本發(fā)明的獨特之處還在于，在本發(fā)明所述的制造方法中，通過加入優(yōu)選的表面活性劑、泡沫堅膜劑、發(fā)泡劑和改性劑，使產(chǎn)品內部發(fā)生了理化變化1.類真空空穴的產(chǎn)生，4交好地發(fā)揮了真空隔熱作用纖維狀材料、顆粒狀材料，它們在結構中雖有空隙、氣孔，但都是開孔型，空隙間互通，空氣可以在這些不^L則的空隙間自由流動，水分也可以經(jīng)過其毛細管作用對其結構浸潤，致使其保溫作用大大降低。而通過本發(fā)明方法，在保持產(chǎn)品除材料本身的絕熱功能外，同時產(chǎn)生大量類真空空穴，這種空穴(氣泡)自身密閉、孤立、互不溝通。在本發(fā)明的成型過程中，通過攪拌使纖維材料與粒粉類材料在縱橫交錯中形成網(wǎng)狀并將粒粉料填充其中，經(jīng)過催化劑作用產(chǎn)生的類真空氣泡(空穴)再填充其中，使整體結構中的固相與氣相緊密、有機地結合在一起呈硬質材料，形成了具有優(yōu)異保溫性能的真空隔熱整體結構，從而克服了在現(xiàn)有技術中由于材料的配制和成型工藝所導致的單體優(yōu)異的保溫特性喪失的缺陷。2.鍵結合奠定了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，耐久性，可以長時間保持保溫效果隔熱保溫體系是由導熱系數(shù)爭支低的一種或幾種材料以不同方式組成。這種材料單體的分子結構以共價鍵一離子鍵結合呈四方體或六方密堆為最佳；氣態(tài)則以同原子共價鍵在某溫度范圍內非活性的直線型分子的導熱系數(shù)為最低；可制作成可塑性隔熱保溫材料，也可以制作成各種型材，但在沒有達到鍵破壞及重排的溫度的情況下，這些材料的復合則是以范德華力、氫鍵力、偶極力粘結相結合的凝膠體系，故而疏松，強度低，受時間和溫度的影響，壽命短暫。本發(fā)明的獨特之處在于，本發(fā)明方法用添加劑，將復合的材料開鍵呈新的鍵結合，結構呈層式網(wǎng)狀疊力單元及填充，使整個結構中的原子以共價4定(離子鍵)結合增多，形成一種新的親和力，這種親和力不受時間與溫度的影響，始終保持著其固體強度，而普通保溫材料基本上都是以粘合劑構成的物理性結合，當粘合劑失去作用時，其結合即解體。在形成鍵結合后，各種原子只能進行振動或轉動，沒有平移，進行熱傳導的方式只能是原子間的轉一、振輻射。當轉一振吸熱平衡后，就形成熱壘，分子間雖有能量輻射傳遞，有緩慢的傳熱，從熱源管體到保溫層表面形成溫度梯度，只要中心溫度不變，這種溫度梯度也就較為穩(wěn)定。由于在復合材料組合物中以膨脹玻化微珠替代膨脹珍珠巖，以及通過獨特工藝在所述復合材料中產(chǎn)生了類真空空穴和鍵結合，使得本發(fā)明的復合材料組合物在保溫性能上明顯好于現(xiàn)有材料。例如，以膨脹珍珠巖作為基料的復合材料的導熱系數(shù)為0.0792,膨脹玻化微珠與膨脹珍珠巖同為基料的復合材料的導熱系數(shù)為0.061，含?；⒅榈母苫焐皾{的導熱系數(shù)約為0.060,而以膨脹?；⒅闉榛系谋景l(fā)明復合材料的導熱系數(shù)只有0,059。這就說明，通過本發(fā)明的工藝，使單體例如膨脹?；⒅楸苊饬艘驗槌尚凸に嚩鴨适П匦?，使復合材料不僅具備各單體優(yōu)異的保溫性能，而且還具備了形成復合材料本身所帶來的優(yōu)異特性，例如易于成型、結構穩(wěn)定、耐久性好。本發(fā)明將粒狀材料與纖維材料有機的結合，所產(chǎn)生的絕熱材料內部結構呈層式網(wǎng)狀疊力單元及填充，使產(chǎn)品具有很強的構架和親和力，時間越久性能越好；另外，使復合體結構更加完整、嚴謹、密實，使產(chǎn)品從外觀、顏色到外形更趨于美觀。而且可以節(jié)省用料，其用量僅為現(xiàn)行材料的1/32/3，極大地降低了成本。本發(fā)明由于采用了輕質粒狀骨料膨脹?；⒅?，因此使本發(fā)明復合材料組合物具有質輕、抗震等功能。本發(fā)明采用無機材料為基料，從生產(chǎn)、施工到使用均無"三廢"污染，因此本發(fā)明復合材料組合物為環(huán)保型材料，而且可再生利用。本發(fā)明復合材料組合物防火功能達到A級。本發(fā)明復合材料組合物節(jié)能效果顯著，工程節(jié)能在95%以上，建筑綜合節(jié)能在50%以上，使夏季居室室內溫度自然降低8。C，冬季升高5。C左右；(附實例實測結果)。本發(fā)明施工簡單、快捷、規(guī)范，根據(jù)不同用途有多種品種可供選擇，粉料膏體任意可塑，一涂即可，管材、墻板一貼即成。表1是對本發(fā)明復合材料組合物的一種型材的各項技術參數(shù)的測試結果以及與國家標準的比較，通過表l可以更清楚地了解到，本發(fā)明復合材料組合物帶來了突出的技術進步。表l.工業(yè)用澆注料(膏體膠凝料)技術參數(shù)依據(jù)及測試結果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>具體實施例方式以下結合具體實施方案對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。本發(fā)明的復合材料組合物可以分為軟膏類、粉狀類、硬質管材和板材。本發(fā)明的組分和配比包括(按li^成品計算)纖維類材料90110kg,分散劑812kg，膨脹玻化微珠90110kg和其它添加劑5-8kg。其中，所述膨脹?；⒅榈娜葜乜刂圃?0kg/mll50kg/mS之間，所述膨脹?；⒅榈牧娇刂圃?.21111112.0111111的范圍內。纖維類材料可以是硅酸鋁纖維、玻璃棉、海泡石、水鎂石中的一種或幾種。M劑可以是快T和/或六偏磷酸鈉。在所述隔熱保溫復合材料組合物中可以含有添加劑，其可以包括催化劑、速凝劑、增強劑等。催化劑可以是發(fā)泡劑、改性劑。本發(fā)明復合材料組合物的制作工藝步驟如下1.將硅酸鋁纖維、超細玻璃棉、海泡石、水鎂石等纖維類材料經(jīng)*設備、計量配料設備制作成絮狀物，其各種纖維的比例根據(jù)不同用途決定；用于高溫區(qū)的材料，其組分硅酸鋁纖維超細玻璃棉海泡石水鎂石為3:1:4:2;用于中溫區(qū)的材料，硅酸鋁纖維超細玻璃棉海泡石水鎂石為2:1:5:2;用于低溫區(qū)的材料，硅酸鋁纖維超細玻璃棉海泡石水鎂石為1.5:2.5:5:1;2.將制成的絮狀物在快T等分散劑的作用下經(jīng)攪拌設備攪拌成膠凝體；3.在制成的膠凝體中加入膨脹?；⒅榱７哿希?.在攪拌中加入不同的專用催化劑，合成所述隔熱保溫復合材料組合物；5.將生成的管材毛坯料、板材毛坯料，通過擠壓成型設備擠壓成型、經(jīng)干燥設備進行干燥處理，分別制成管材、板材或異型材。從上述步驟出發(fā)，在根據(jù)具體的施工現(xiàn)場要求，可以制定出具體的實施措施。實施例1:制作用于異型管道閥門等處的膠凝狀產(chǎn)品。1.將混合料40kg-50kg,(其組成比例為硅酸鋁纖維與海泡石之比為40:60,該比例視不同用途可變化)與水鎂石50kg-60kg混后；2.加水300kg-400kg,攪拌成漿后(約1分鐘)；3.加入快T8kg-10kg繼續(xù)攪拌(約10分鐘)；4.投入2kg發(fā)泡劑(10分鐘后)投入；5.?；⒅?0kg-l10kg(粒徑0.2mm-2.0mm)攪拌20分鐘后；6.投入改性劑1.5kg(15分鐘后)；7.加入膠凝劑0.5kg;再繼續(xù)攪拌10分鐘后成為膠凝狀產(chǎn)品。實施例2:制作管板型材。1-7步驟同實施例1;8.在膠凝體中加入增強劑lkg-2kg,攪拌5-10分鐘；9.再加入速凝膠劑0.5kg-0.8kg使其迅速成團塊狀，擠入模具中成型；10.進入烘干設備中干燥成管板型材。實施例3干粉料為運輸方便，到施工現(xiàn)場后再二次制作。1.混合料40kg-50kg,水鎂石50kg-60kg攪拌混合；2.加入?；⒅?00kg-110kg,繼續(xù)混合攪拌10-15分鐘；3.加入六偏磷酸鈉5kg-8kg,攪拌5-10分鐘；4.加發(fā)泡劑0.5kg和改性劑1kg(均為粉狀)，攪拌10-15分鐘后；5.裝袋；6.隨帶速凝劑一份(粉狀或液體狀)；7.運至施工現(xiàn)場加入300kg-450kg攪拌成膠凝狀，如用于涂抹即可直接使用；8.如再成型(作板或管)，則按實施例2中的8、9、10步驟進行。是詳細的說明內容并不能限制本發(fā)明所附權利要求書要求的保護范圍。權利要求1.一種隔熱保溫復合材料組合物，其特征在于，所述復合材料組合物包括以下組分纖維類材料、分散劑、膨脹?；⒅椤⑵渌砑觿?。2.根據(jù)權利要求l所述的組合物，其特征在于，所述隔熱保溫復合材料組合物各組分的含量范圍是按1!!13成品計算，纖維類材料90-110kg,分散劑8-12kg,膨脹?；⒅?0-110kg和其他添加劑5-8kg。3.根據(jù)權利要求2所述的組合物，其特征在于，所述其它添加劑包括催化劑2.0-2.5kg,膠凝劑0.8-1.0kg,固化劑1.0kg,速凝劑1.0-1.5kg,增強劑1.0-2.0kg。4.根據(jù)權利要求3所述的組合物，其特征在于，所述纖維類材料選自硅酸鋁纖維、玻璃棉、海泡石、水鎂石之一種或多種。5.根據(jù)權利要求4所述的組合物，其特征在于，所述分散劑選自快T和六偏磷酸鈉中至少一種。6.根據(jù)權利要求5所述的組合物，其特征在于，所述催化劑選自發(fā)泡劑、改性劑中至少一種。7.根據(jù)權利要求l-6中任一項權利要求所述的組合物，其特征在于，所述膨脹?；⒅榈娜葜乜刂圃?0kg/m、150kg/i^之間。8.根據(jù)權利要求7所述的組合物，其特征在于，所述膨脹玻化微珠的粒徑控制在0.2mm-2.0mm的范圍內。9.一種制造隔熱保溫復合材料組合物的方法，其包括下述步驟將纖維類材料硅酸鋁纖維、超細玻璃棉、海泡石、水鎂石預先制作成絮狀物；將制成的絮狀物在分散劑的作用下攪拌成膠凝體；在制成的膠凝體中加入膨脹?；⒅榱７哿希患尤氪呋瘎┖推渌砑觿?，并攪拌，合成所述隔熱保溫復合材料組合物毛坯料；將生成的管材毛坯料、板材毛坯料擠壓成型、干燥處理，分別制成管材、板材或異型材。10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，所述分散劑為快T和六偏磷酸鈉中的至少一種；所述膨脹玻化微珠的容重控制在60kg/m3-150kg/mS之間，粒徑控制在0.2111111-2.0111111的范圍內。全文摘要本發(fā)明涉及一種新型隔熱保溫復合材料組合物，其特征在于，所述隔熱保溫復合材料組合物包括以下組分硅酸鋁纖維、玻璃棉、海泡石、水鎂石等纖維類材料、分散劑例如快T和/或六偏磷酸鈉、膨脹?；⒅楹投喾N專用添加劑等。所述隔熱保溫復合材料組合物各組分的含量范圍是按1m³成品計算，纖維類材料90-110kg，分散劑8-12kg，膨脹玻化微珠90-110kg和其它添加劑5-8kg。所述其它添加劑可以是催化劑、膠凝劑、固化劑、速凝劑、增強劑等。本發(fā)明還涉及一種制造隔熱保溫復合材料組合物的方法。文檔編號C04B14/38GK101391872SQ20071015141公開日2009年3月25日申請日期2007年9月28日優(yōu)先權日2007年9月17日發(fā)明者劉偉華,謝文丁申請人:劉偉華