專利名稱：使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用閉孔膨脹珍珠巖(closed well expanded perlite)的絕熱體，尤其涉及滿足下述條件的絕熱體可通過(guò)使用在其表面上不具有針狀結(jié)構(gòu)的中空閉孔膨脹珍珠巖，從而通過(guò)低密度來(lái)改善可構(gòu)建性(constructability);可降低材料成本和能源成本；以及由于出色的導(dǎo)熱率，可通過(guò)減小絕熱體的厚度來(lái)減少設(shè)備安裝所需面積。
背景技術(shù)：
在諸如石油化工、發(fā)電廠和鋼鐵廠等行業(yè)中，它們的生產(chǎn)工序和生產(chǎn)線(lines)由復(fù)合結(jié)構(gòu)組成。尤其是，經(jīng)常使用在高溫或低溫下儲(chǔ)存流體的生產(chǎn)線或轉(zhuǎn)移流體的生產(chǎn)線。由于絕熱體防止能源流失，因而工業(yè)絕熱體在高溫或低溫部分的行業(yè)中起著非常重要的作用，并與產(chǎn)品質(zhì)量有密切的關(guān)系。尤其是，主要依賴于能源進(jìn)口的國(guó)家更易受到整個(gè)行業(yè)中能源減少的影響，能源減少例如歸因于高油價(jià)、按照氣候變化公約對(duì)碳排放的調(diào)節(jié)等。根據(jù)這些趨勢(shì)，對(duì)如下方面進(jìn)行了持續(xù)不斷的研究和努力開(kāi)發(fā)各領(lǐng)域中的材料，并改善其在用于工業(yè)設(shè)施的絕熱體中的性能。工業(yè)絕熱體中通常使用基于無(wú)機(jī)纖維的絕熱體、基于粉末的絕熱體和基于泡沫的絕熱體。通過(guò)使用玻璃棉、巖棉(rock wool)和無(wú)機(jī)纖維制造基于纖維的絕熱體，所述玻璃棉使用基于玻璃的礦物質(zhì)(如石英砂、石灰石、長(zhǎng)石和蘇打灰等)作為材料，所述巖棉使用高爐渣和玄武巖作為材料，所述無(wú)機(jī)纖維例如基于氧化鋁的纖維、氧化鋯纖維和碳纖維等。正如多篇文獻(xiàn)(如韓國(guó)專利號(hào)10-0522568“Water_vaporable adiabaticpipe byusing glass fiber and its manufacturing method，，和韓國(guó)專利號(hào) 10-0760003 “Glassfiber insulating material of curved type for heat_retainingand itsmanufacturing method”等)中所公開(kāi)的，通過(guò)使用無(wú)機(jī)纖維組中的長(zhǎng)玻璃纖維來(lái)生產(chǎn)席墊(mat),對(duì)在其上疊加有多個(gè)層的席墊再次進(jìn)行針刺穿孔(needle-punched),然后注入粘合劑并進(jìn)行粘合來(lái)制造產(chǎn)品。由上述方法制造的產(chǎn)品其有利之處在于，由于纖維形式的特性而使該產(chǎn)品易于運(yùn)輸，并且該產(chǎn)品具有比相關(guān)領(lǐng)域中基于無(wú)機(jī)纖維的絕熱體更低的導(dǎo)熱率；但不足之處在于，該產(chǎn)品的密度變化太大，以致于熱特性不均勻。尤其是，該產(chǎn)品易受水分(moisture)損害，即使當(dāng)其表面經(jīng)過(guò)防水處理后，纖維的特性使得水分能容易地滲入到其橫截面等處，結(jié)果存在如下問(wèn)題在其上疊加有多個(gè)層的席墊上產(chǎn)生了裂縫，因此，導(dǎo)熱率急劇升高且產(chǎn)品的耐用性減退。進(jìn)一步而言，施工期間產(chǎn)生的玻璃纖維粉塵對(duì)人體有害，因此，還得努力防止在工作場(chǎng)地生成粉塵。通過(guò)使用硅酸鈣、硅藻土和堿式碳酸鎂等制造基于粉末的絕熱體。
尤其是，其中常用的硅酸鈣絕熱體是通過(guò)如下步驟固化成的產(chǎn)品使硅藻土和熟石灰在過(guò)量的水中進(jìn)行水熱反應(yīng)，將混合物在泥漿狀態(tài)下濕法成型，并在高壓釜中于高壓下加熱該混合物。雪硅鈣石和硬硅鈣石的形狀其有利在于出色的剛度(隨固化期間的晶體結(jié)構(gòu)而變化)和降低的導(dǎo)熱率(隨晶體形狀而變化)，但是隨著固化作用而進(jìn)行的制造過(guò)程很復(fù)雜，因此生產(chǎn)能力較低。尤其是，就雪硅鈣石來(lái)說(shuō)，存在著可能不會(huì)改善防水性能的問(wèn)題?；谂菽慕^熱體是使用膨脹蛭石或膨脹珍珠巖的絕熱體，并且通常將膨脹珍珠巖絕熱體用于工業(yè)用途。膨脹珍珠巖絕熱體其有利之處在于，該絕熱體具有簡(jiǎn)單的制造工藝、高的產(chǎn)率和低的材料成本，并因此已在工業(yè)絕熱體中普遍使用。然而，作為原料的膨脹珍珠巖具有極少量的小顆粒填充顆粒間的間隙，而其粒徑分布極其偏向于針狀結(jié)構(gòu)的、具有開(kāi)孔形狀的大顆粒。·因?yàn)檫@一原因，顆粒間的間隙增多并形成高水平的總孔隙率，因此，存在著在成型過(guò)程中的壓縮作用使膨脹珍珠巖的孔損壞的問(wèn)題，并因而熱效率減退。另外，當(dāng)制造針狀結(jié)構(gòu)的開(kāi)孔膨脹珍珠巖時(shí)，由于基于硅酸鹽的粘合劑作為無(wú)機(jī)粘合劑時(shí)的吸收率較高，使得基于硅酸鹽的粘合劑的用量增高；并且基于硅酸鹽的粘合劑本身具有無(wú)定形形狀，因此其不足之處在于膨脹珍珠巖絕熱體具有比基于玻璃纖維或基于粉末的水合物絕熱體更高的導(dǎo)熱率，或者具有比基于粉末的水合物絕熱體更低的剛度。為解決上述問(wèn)題，已進(jìn)行了各種研究和開(kāi)發(fā)(R&D)，但是所述R&D的焦點(diǎn)放在制造方法而非改善膨脹珍珠巖本身上，因此，在克服由壓縮成型引起的導(dǎo)熱率減退方面存在限制；并且因?yàn)樵谟糜谠鰪?qiáng)剛度的干燥過(guò)程中提出了燒結(jié)或固化等方法，存在著制造工藝復(fù)雜且制造成本增加等問(wèn)題。此外，即使就膨脹珍珠巖本身來(lái)說(shuō)，各項(xiàng)發(fā)明公開(kāi)如下。在日本專利申請(qǐng)?zhí)?007-320805 “Hard foamed perlite and itsmanufacturingmethod”中，公開(kāi)了通過(guò)對(duì)膨脹珍珠巖各壓縮強(qiáng)度的燒結(jié)條件進(jìn)行調(diào)節(jié)，制造剛度高的細(xì)小球形硬質(zhì)泡沫珍珠巖。在美國(guó)專利號(hào)5，005，696 “Round Baler”中，公開(kāi)了通過(guò)使用間接加熱型膨脹燒
結(jié)爐來(lái)制造球形膨脹珍珠巖。然而，上述發(fā)明通過(guò)使用球形形狀來(lái)增強(qiáng)剛度，并且僅允許水或油的吸收達(dá)到低水平，因此存在以下問(wèn)題由于僅追求球形無(wú)孔的性質(zhì)而造成膨脹珍珠巖的比重高，內(nèi)孔間的壁變厚，結(jié)果，在絕熱體的制造期間實(shí)現(xiàn)了剛度的增強(qiáng)，但在導(dǎo)熱率方面產(chǎn)生了不良影響?，F(xiàn)有技術(shù)文件專利文件專利文件I :韓國(guó)專利號(hào) 10-0522568“Water_vaporable adiabatic pipeby usingglass fiber and its manufacturing method” ；專利文件2 :韓國(guó)專利號(hào) 10-0760003 “GLASS FIBER INSULATINGMATERIAL OFROUND TYPE FOR HEAT-RETAINING EQUIPMENTAND ITS MANUFACTURING METHOD” ；專利文件3 :日本專利申請(qǐng)?zhí)?2007-320805 “Hard foamed perlite anditsmanufacturing method，，；專利文件4 :美國(guó)專利號(hào) 5，005，696 “Round Baler”。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題因此，完成 了本發(fā)明以解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是使壓縮成型期間膨脹珍珠巖的顆粒破碎(particle crushing)和孔結(jié)構(gòu)破壞得以最小化,通過(guò)以下作用實(shí)現(xiàn)制造出大多數(shù)在其表面上不具有針狀結(jié)構(gòu)的中空閉孔形式的膨脹珍珠巖，來(lái)最大程度地使單位顆粒變輕、并改善膨脹珍珠巖的剛度；通過(guò)適當(dāng)控制大顆粒、中等顆粒和小顆粒的粒徑分布，來(lái)致密地填充本體使顆粒間的間隙最大限度地被填充，從而防止膨脹珍珠巖在壓縮成型期間由于顆粒間的大間隙而發(fā)生破碎。本發(fā)明的另一目的是提供使用膨脹珍珠巖的絕熱體，該絕熱體可通過(guò)輻射和傳導(dǎo)來(lái)降低導(dǎo)熱率、并得到更加改善的剛度和硬度，這是因?yàn)榭赏ㄟ^(guò)使待透入膨脹珍珠巖的基于硅酸鹽的粘合劑的量降低，來(lái)制造出密度大大降低的絕熱體，同時(shí)，膨脹珍珠巖的表面變?yōu)殚]孔形狀，并且由于其表面上的針狀結(jié)構(gòu)的移除而減小待涂覆的比表面積，從而僅使用在其表面上賦予粘附作用的粘合劑的量。技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體包含10wt%-84wt%膨脹珍珠巖，該膨脹珍珠巖含有中空干燥的膨脹珍珠巖礦石顆粒作為活性成分，該顆粒具有閉孔形狀的表面；15wt% _85wt%液態(tài)粘合劑；以及O. 25wt% _5wt%增強(qiáng)纖維。本發(fā)明所述使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體的制造方法包括如下步驟第一步，干燥珍珠巖礦石，控制結(jié)晶水占珍珠巖重量的Wt %，然后使珍珠巖礦石膨脹，其中使具有閉孔形狀表面的中空顆粒膨脹以制造膨脹珍珠巖，從而使該顆粒的組成中具有一定的粒徑分布；第二步，通過(guò)向第一步中制造的膨脹珍珠巖中加入液態(tài)粘合劑和增強(qiáng)纖維、并對(duì)得到的混合物進(jìn)行混合，來(lái)制備混合材料；第三步，通過(guò)對(duì)第二步中制備的混合材料進(jìn)行壓縮，來(lái)制造成型體(molded body);以及第四步,對(duì)第三步中制造的成型體進(jìn)行干燥。在第三步的成型體制造期間，使第二步的混合材料進(jìn)一步經(jīng)受本體致密填充法(body compact filling)進(jìn)行振動(dòng)(vibration)或沖擊(shock),然后對(duì)其進(jìn)行壓縮,從而制造成型體。此外，在第四步的干燥過(guò)程中，可通過(guò)使用直接或間接的熱風(fēng)或者微波進(jìn)行干燥。有益效果根據(jù)上述解決手段，可將本發(fā)明所述的絕熱體作為絕熱體用于高溫或低溫過(guò)程、例如用于工業(yè)設(shè)施等，所述絕熱體可通過(guò)使用中空閉孔膨脹珍珠巖最大程度地致密填充本體，而使膨脹珍珠巖顆粒間的間隙最小化，從而由于低密度而改善可構(gòu)建性，并且該絕熱體可降低材料成本和能源成本，并且通過(guò)減少絕熱體的厚度來(lái)減少設(shè)備安裝所需面積。


圖I為闡明用于相關(guān)領(lǐng)域中的絕熱體的膨脹珍珠巖的圖(A):大于 800 μ m(30 倍放大);⑶500 μ m_800 μ m(32 倍放大);
(C) 500 μ m-400 μ m(32 倍放大)；(D) :250 μ m-400 μ m(48 倍放大)；(E) 250 μ m-160 μ m(84 倍放大)；(F) :63 μ m-160 μ m(100 倍放大)；(G) 63 μ m(100 倍放大)。圖2為闡明本發(fā)明的膨脹珍珠巖的圖(A):大于 400 μ m(32 倍放大)；(B) :250 μ m-400 μ m(48 倍放大)；(C) 160 μ m-250 μ m(84 倍放大)；(D) :63 μ m-160 μ m(100 倍放大)；(E) 63 μ m(100 倍放大)。
圖3為本發(fā)明所述使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體的制造過(guò)程圖。
具體實(shí)施例方式下文中將參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。首先，相關(guān)領(lǐng)域中使用膨脹珍珠巖的絕熱體的制造方法包括使礦物相珍珠巖得到開(kāi)孔膨脹珍珠巖的膨脹過(guò)程，其中，所述膨脹過(guò)程包括使礦物相珍珠巖與無(wú)機(jī)粘合劑進(jìn)行混合的混合過(guò)程；使混合物具有目標(biāo)形狀的成型過(guò)程；以及將液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑中的水分物理移除的干燥過(guò)程。如果對(duì)上述膨脹過(guò)程進(jìn)行更詳細(xì)的描述的話，珍珠巖通常分為天然礦物質(zhì)、例如珍珠石(pearlstone)、松脂石(pitchstone)和黑曜巖(obsidian)等,并且還包括具有其它相似性能的浮石(pumice)(下文中統(tǒng)稱為礦石)。雖然根據(jù)其種類不同，礦石可具有不同的含水量，但是在其內(nèi)部含有稱為結(jié)晶水的水分；當(dāng)在燒結(jié)過(guò)程中使礦石于高溫下通過(guò)火焰時(shí)，其表面透明化，并且其內(nèi)部的水分蒸發(fā)使礦石膨脹。通常，膨脹珍珠巖絕熱體極大程度上受到傳導(dǎo)和輻射的影響。在材料相同的情況下，傳導(dǎo)主要受到材料密度的影響；材料輕時(shí)傳導(dǎo)作用低，材料越重，傳導(dǎo)作用往往越高。隨著輻射從低溫區(qū)域至高溫區(qū)域，輻射對(duì)熱轉(zhuǎn)移的影響增加。換句話說(shuō)，輻射受膨脹珍珠巖顆粒所具有的孔的形狀和尺寸的影響；閉孔形狀的孔的尺寸越小、數(shù)量越多，通過(guò)輻射進(jìn)行的熱轉(zhuǎn)移越低；開(kāi)孔形狀的孔的尺寸越大、數(shù)量越少，熱轉(zhuǎn)移越高。然而，當(dāng)制造具有低密度的絕熱體以改善膨脹珍珠巖的熱轉(zhuǎn)移時(shí)，造成膨脹珍珠巖本身的剛度不足，因此，其現(xiàn)在常用的標(biāo)準(zhǔn)幾乎達(dá)到其極限。當(dāng)珍珠巖輕微膨脹使得作為材料使用的膨脹珍珠巖的單位顆粒的比重大于其極限時(shí)，內(nèi)孔的尺寸通過(guò)過(guò)度膨脹而增力口、并且孔的分隔膜變薄，結(jié)果是顆粒表面爆裂開(kāi)，因此，膨脹珍珠巖變成具有針狀結(jié)構(gòu)的開(kāi)孔形狀，并且其比重由于剝離的片(peeled pieces)變得相當(dāng)重。因此，隨著其表面上的開(kāi)孔形狀變得嚴(yán)重(severe)，內(nèi)孔也增多，通過(guò)輻射進(jìn)行的熱轉(zhuǎn)移增高，并且顆粒的剛度降低，從而也降低了絕熱體的剛度。如果要增加絕熱體的剛度，要使成型期間膨脹珍珠巖的用量在相當(dāng)程度上增加以增大其密度，從而增加通過(guò)傳導(dǎo)進(jìn)行的熱轉(zhuǎn)移，這一直被認(rèn)為是一個(gè)問(wèn)題。為解決該問(wèn)題，將首先描述本發(fā)明用于使膨脹珍珠巖絕熱體性能最大化的核心技術(shù)，然后將再按如下所述描述其益處與特性。第一，本發(fā)明產(chǎn)生了在大多數(shù)膨脹珍珠巖表面上不具有針狀結(jié)構(gòu)的、中空閉孔形狀，并且當(dāng)最大程度減輕膨脹珍珠巖的比重以降低導(dǎo)熱率時(shí)，通過(guò)使開(kāi)孔的生成最小化而在顆粒剛度方面變強(qiáng)。首先而言，為了生產(chǎn)在其表面上不具有針狀結(jié)構(gòu)的、中空閉孔膨脹珍珠巖，當(dāng)通過(guò)干燥來(lái)控制內(nèi)部結(jié)晶水的量以抑制過(guò)度膨脹時(shí)可制備膨脹珍珠巖，從而使膨脹珍珠巖的形狀變成表面上無(wú)針狀結(jié)構(gòu)的中空閉孔形狀。反之，當(dāng)結(jié)晶水的量太少時(shí)，珍珠巖不膨脹或膨脹性減弱，并且顆粒的比重增高。因此，需要控制結(jié)晶水基于珍珠巖總重的wt%，從而使珍珠巖膨脹。此外，結(jié)晶水的控制程度根據(jù)珍珠巖礦石中結(jié)晶水的量和特性而不同，因此不可能統(tǒng)一決定；但是，根據(jù)礦石種類，通過(guò)直接的實(shí)驗(yàn)可確定上述程度。然而，一般而言，當(dāng)珍珠巖的粒徑大于400 μ m時(shí)，盡管不斷地控制結(jié)晶水的wt%，但是珍珠巖的粒徑越大，結(jié)晶水的絕對(duì)量越高；因此，當(dāng)對(duì)結(jié)晶水進(jìn)行汽化以使珍珠巖膨脹時(shí),壓力升高并破壞表面,從而產(chǎn)生大量的開(kāi)孔。 因此,在其制備過(guò)程中，珍珠巖整齊石(perlite regular stone)(本文中用來(lái)定義結(jié)晶的珍珠巖)的粒徑分布越廣，將較大顆粒制成閉孔就越困難。此外，粒徑小于63 μ m時(shí)容易造成不膨脹。因此，珍珠巖需要通過(guò)使用如下方法進(jìn)行膨脹預(yù)先從珍珠巖整齊石中移除粒徑小于63 μ m的顆粒，從而在燒結(jié)過(guò)程中不產(chǎn)生這些顆粒，減少大顆粒在總粒徑分布中的數(shù)量，并適當(dāng)嚴(yán)格地設(shè)計(jì)粒徑分布。大多數(shù)由此制備的粒徑小于63 μ m的顆粒具有不同于相關(guān)領(lǐng)域中的珍珠巖的中空形狀，因此導(dǎo)熱率或顆粒剛度方面明顯不同，并且所得到的具有隔熱性能的細(xì)微顆粒非常有助于填充顆粒間的間隙，從而起到優(yōu)選的作用。在此，通常使用的膨脹方法的實(shí)例包括直接火焰法(使火焰直接接觸原料的方法)和間接火焰法(不使火焰接觸原料的方法)等，而且還包括對(duì)落入目標(biāo)粒徑分布范圍內(nèi)的珍珠巖同時(shí)進(jìn)行膨脹的方法；以及使各粒徑的珍珠巖進(jìn)行膨脹，再將單獨(dú)的珍珠巖進(jìn)行混合，從而落入目標(biāo)粒徑分布范圍內(nèi)的方法。對(duì)于通過(guò)這些方法制造的大多數(shù)膨脹珍珠巖而言，在膨脹珍珠巖的內(nèi)部形成數(shù)個(gè)孔(several cells)形式的小顆粒，并且隨著珍珠巖粒徑的增加，大量的孔聚集體形成顆粒剛度高的中空閉孔形狀，從而使得可將珍珠巖膨脹至具有較輕的比重。然而，雖然可使用這些方法，但是不可能將所有的膨脹珍珠巖都制成完全中空閉孔形狀。由于通常使用的垂直和水平膨脹爐的特性，根據(jù)粒徑的差別，大約10% -30%的顆粒還具有開(kāi)孔形狀；并且對(duì)于制成閉孔形狀的膨脹珍珠巖，由于在膨脹過(guò)程或在空氣中轉(zhuǎn)移期間的碰撞，其部分表面有時(shí)變成開(kāi)孔，因此，通常大約70% -80%的顆粒會(huì)變成閉孔。然而，并不總是要求本發(fā)明中閉孔的范圍滿足于上述待使用的限定數(shù)值。這是由于如下事實(shí)礦石種類和設(shè)備條件存在著不同；并且相比于相關(guān)領(lǐng)域中的膨脹珍珠巖，即使當(dāng)閉孔占約50%時(shí)，其效果也會(huì)得到顯著改善。通過(guò)圖I和圖2，將對(duì)本發(fā)明的特性(已在上文中描述)進(jìn)行如下詳細(xì)描述。具體來(lái)說(shuō)，圖I為表明相關(guān)領(lǐng)域中絕熱體的膨脹珍珠巖的掃描電鏡照片的圖，圖2為表明本發(fā)明膨脹珍珠巖的掃描電鏡照片的圖。參考圖I可以證實(shí)，相關(guān)領(lǐng)域中絕熱體的膨脹珍珠巖中的大多數(shù)顆粒完全顯示出開(kāi)孔形式，并且在其表面形成許多針狀顆粒；(E)在粒徑為250 μ m以下的顆粒中包含由于過(guò)度膨脹而破碎的片；(F)包含于粒徑為160 μ m以下的顆粒中的碎片的量增加一半以上；以及(G)粒徑小于63 μ m的大多數(shù)顆粒(即使無(wú)孔)為碎粉末，并且包含大量的未膨脹顆粒。相反，圖2表明本發(fā)明的膨脹珍珠巖，其中一些開(kāi)孔部分地由粒徑約400 μ m的大顆粒示出，但是，這實(shí)際上是僅限于其表面上的一種形式；內(nèi)孔為各自獨(dú)立的孔，并且?guī)缀醪话捎谶^(guò)度膨脹而破碎的粉末。尤其是，粒徑小于63 μ m的大多數(shù)顆粒是中空的。因此，在相關(guān)領(lǐng)域絕熱體的膨脹珍珠巖中，存在大量粒徑為400 μ m-800 μ m的顆粒，并且存在大量粒徑甚至為800 μ m以上的顆粒。因此，膨脹珍珠巖內(nèi)孔的整體尺寸增加；相比于本發(fā)明膨脹珍珠巖中的孔的數(shù)量，在相同體積中的孔的數(shù)量太?。挥捎谶^(guò)量的碎粉末，熱轉(zhuǎn)移只有進(jìn)一步減退(破碎的膨脹珍珠巖和碎粉末幾乎都沒(méi)有孔)。然而，在本發(fā)明中，通過(guò)使開(kāi)孔的生成最小化來(lái)將大多數(shù)膨脹珍珠巖制成顆粒剛度高的中空閉孔形狀，從而盡可能最大程度地減輕膨脹珍珠巖的比重，可降低對(duì)熱轉(zhuǎn)移影 響最大的導(dǎo)熱率。第二，為防止在壓縮成型過(guò)程中膨脹珍珠巖由于顆粒間的間隙大而粉碎，對(duì)本體進(jìn)行致密填充，從而可通過(guò)適當(dāng)控制大顆粒、中等顆粒、小顆粒和細(xì)微顆粒的粒徑分布，來(lái)盡可能最大程度地填充顆粒間的間隙。當(dāng)通過(guò)對(duì)制造膨脹珍珠巖絕熱體的通用方法進(jìn)行比較來(lái)描述本發(fā)明的上述特性時(shí)，通過(guò)壓制(press)使成型過(guò)程以壓縮成型進(jìn)行。此時(shí)，通常以待制造的成型體的體積約3. 5倍以上的體積對(duì)堆積狀態(tài)(bulkstate)的膨脹珍珠巖和混合材料進(jìn)行壓制。此時(shí)，如果膨脹珍珠巖具有開(kāi)孔針狀結(jié)構(gòu)，顆粒間的間隙的尺寸大且顆粒的剛度脆弱，使得顆粒和孔往往在壓縮成型過(guò)程中被破碎。相反，如果壓縮未充分進(jìn)行，產(chǎn)品的成型狀態(tài)劣化，從而減弱了產(chǎn)品的剛度和硬度，這樣是有問(wèn)題的。進(jìn)一步而言，為了使顆粒間的間隙最小化，采用如下方法機(jī)械引入堆積狀態(tài)的膨脹珍珠巖，通過(guò)振動(dòng)或沖擊進(jìn)行本體致密填充，然后進(jìn)行壓縮成型。在該方法中，當(dāng)膨脹珍珠巖本身具有開(kāi)孔形狀的針狀結(jié)構(gòu)時(shí)，其效果并不顯著，并且粒徑分布本身也不合適。因此，在最終減小空隙方面存在限制。因此，相關(guān)領(lǐng)域中的膨脹珍珠巖絕熱體在如下方面具有問(wèn)題膨脹珍珠巖本身具有開(kāi)孔形狀的針狀結(jié)構(gòu)，顆粒本身剛度弱并且由于不合適的粒徑分布使得顆粒間的間隙較大；因此，由于壓縮成型過(guò)程中產(chǎn)生的膨脹珍珠巖顆粒的破碎和孔的破壞，由輻射和傳導(dǎo)引起的效果增強(qiáng)，并且導(dǎo)熱率因此增高。因此，本發(fā)明通過(guò)使用不具有針狀結(jié)構(gòu)的、中空閉孔膨脹珍珠巖來(lái)增強(qiáng)孔本身和顆粒的剛度，并通過(guò)適當(dāng)控制大顆粒、中等顆粒、小顆粒和細(xì)微顆粒的粒徑分布來(lái)使顆粒間的間隙最小化，從而使顆粒間的間隙非常小；當(dāng)將膨脹珍珠巖引入成型模具時(shí)致密度得以改善，從而使其成型來(lái)實(shí)現(xiàn)比相關(guān)領(lǐng)域中膨脹珍珠巖的體積更小的體積。此外，本發(fā)明通過(guò)使膨脹珍珠巖(即使在低的壓縮比下)具有絕熱體的剛度，可使由于加壓引起的、膨脹珍珠巖顆粒和孔的破碎最小化。也就是說(shuō)，考慮到破碎過(guò)程中自然產(chǎn)生的粒徑分布比、并且基于制造出不具有針狀結(jié)構(gòu)的、中空閉孔膨脹珍珠巖的前提，最合理的情況是本發(fā)明的絕熱體具有20-40kg/m3的堆積密度；基于膨脹珍珠巖的重量，膨脹珍珠巖中含有的顆粒具有如下粒徑分布，即，15± IOwt %的顆粒具有大于400μπι的粒徑、40±15wt%的顆粒具有250-400 μ m的粒徑、20 ± IOwt %的顆粒具有160-250 μ m的粒徑、30± 15wt%的顆粒具有小于160 μ m的粒徑；并且通過(guò)本體致密填充盡可能最大程度地使顆粒間的間隙最小化。在本發(fā)明中，從約400 μ m的粒徑起，即使充分控制珍珠巖的膨脹，仍有大量的開(kāi)孔開(kāi)始生成。具有400μπι粒徑的顆粒的量增高的原因是即使通過(guò)適當(dāng)?shù)牧椒植际诡w粒間的間隙最小化，但是仍有一些顆粒需要在壓縮成型期間破碎，仍有空的間隙需要填充；而且粒徑為400 μ m以上的膨脹珍珠巖比起粒徑為400 μ m以下的顆粒具有更弱的剛度，因此 可以起到這一作用。此外，當(dāng)粒徑太小時(shí)，存在膨脹珍珠巖在混合過(guò)程中與液態(tài)粘合劑聚集的問(wèn)題。另外，由于絕熱體內(nèi)部因壓縮成型而變得過(guò)于致密，所以在干燥等過(guò)程中生成裂縫。然而，并不總是要求將本發(fā)明中的粒徑分布應(yīng)用于待使用的限定數(shù)值。在本發(fā)明中，從約400 μ m的粒徑起，即使充分控珍珠巖膨脹，也會(huì)部分地生成開(kāi)孔；根據(jù)結(jié)晶水和預(yù)熱程度，可更好地控制基于500 μ m的珍珠巖的膨脹。更具體而言，珍珠巖是自然資源之一，因此，粗巖石的結(jié)晶水和硬度根據(jù)礦石的產(chǎn)生過(guò)程而不同；因?yàn)榻Y(jié)果(例如，膨脹珍珠巖的剛度和粒徑、開(kāi)孔的生成比率等)可能會(huì)根據(jù)所制得的整齊石、加熱程度和膨脹爐種類而不同，所以很難統(tǒng)一地確定出標(biāo)準(zhǔn)。此外，由于當(dāng)粗巖石破碎過(guò)程中的粒徑減小時(shí)，經(jīng)常生成大量尺寸為200目以下的細(xì)粉，所以幾乎不可能維持恒定的粒徑分布比率或持續(xù)地控制破碎粒徑并處理掉殘余物，因此，可優(yōu)選粒徑在盡可能大的范圍內(nèi)增加。進(jìn)一步而言，可通過(guò)選自下述方法中的一種或多種方法實(shí)現(xiàn)制備在符合目標(biāo)粒徑分布范圍的情況下，同時(shí)進(jìn)行膨脹的方法；以及生產(chǎn)具有各粒徑的顆粒并將各顆粒進(jìn)行混合，從而得到目標(biāo)粒徑分布范圍內(nèi)的顆粒的方法。第三，減少用作粘合材料的液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑的量以降低熱轉(zhuǎn)移效果。一般來(lái)說(shuō)，在膨脹珍珠巖絕熱體中用作無(wú)機(jī)粘合劑的硅酸鹽是由M2OnSiO2XH2O所示的化合物，其中，M表示屬于元素周期表IA族的堿金屬，并且η和X為整數(shù)。屬于IA族的堿金屬的具體實(shí)例包括鋰、鈉和鉀等。硅酸鹽形式的液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑可根據(jù)其種類而不同，但它們中的大多數(shù)含有水的量為50%以上。將這些無(wú)機(jī)粘合劑用作膨脹珍珠巖絕熱體的粘合材料，并與膨脹珍珠巖和無(wú)機(jī)纖維進(jìn)行混合，并且在壓縮成型前進(jìn)行混合過(guò)程。此時(shí)，相關(guān)領(lǐng)域中的膨脹珍珠巖具有大的比表面積，這是由于膨脹期間的開(kāi)孔位點(diǎn)和破碎顆粒吸收液態(tài)粘合劑的現(xiàn)象、破碎作用以及針狀結(jié)構(gòu)，因此需要使用過(guò)量的液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑。然而，本發(fā)明的閉孔膨脹珍珠巖具有大部分封閉的表面和少量的針狀結(jié)構(gòu)，因此，即使以相比于相同體積膨脹珍珠巖用量的80%以下的量使用液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑，本發(fā)明的閉孔膨脹珍珠巖在保證剛度方面也是有利的。在本發(fā)明中，以比相關(guān)領(lǐng)域中的絕熱體更少的量來(lái)使用膨脹珍珠巖，因此，無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的用量實(shí)際上顯著減少。硅酸鹽本身為非晶，因此導(dǎo)熱率高；由于硅酸鹽的用量減少，制造出低密度的絕熱體，結(jié)果得到了對(duì)傳導(dǎo)作用的影響降低的效果。此外，水分會(huì)對(duì)導(dǎo)熱率產(chǎn)生不利影響，而本發(fā)明的絕熱體其有利之處在于本發(fā)明的絕熱體在相同的干燥條件下以更小的量加以使用，具有更低含量的、由無(wú)機(jī)粘合劑殘留在絕熱體中的水分。因此進(jìn)一步而言，本發(fā)明的絕熱體也有利于節(jié)約能源成本和干燥時(shí)間。此外，本發(fā)明的液態(tài)粘合劑可另外使用有機(jī)粘合劑，或可以與無(wú)機(jī)粘合劑一起使用。如果液態(tài)粘合劑可以充當(dāng)粘合材料，可將該液態(tài)粘合劑用于絕熱體。然而，此時(shí)需要考慮應(yīng)用絕熱體的使用條件。通常而言，在膨脹珍珠巖絕熱體的使用中，使用娃基防水劑(silicon-based
water repellents)以防止對(duì)影響導(dǎo)熱率的水分進(jìn)行吸收。在本發(fā)明中，還可使用相關(guān)領(lǐng)域中的硅基防水劑，但是可另外涂覆硅烷單體系列，以改善防水性、降低吸收能力并改善流動(dòng)性等(本文所表達(dá)的流動(dòng)性是指由于休止角以及顆粒間的摩擦作用低而易于位移)。在膨脹珍珠巖絕熱體中，使用硅基防水劑是為了消除水分的影響；當(dāng)向上面施用基于娃燒的單體涂層(monomer coating)時(shí),各顆粒均展現(xiàn)出防水性能,并可在壓縮成型前對(duì)致密填充產(chǎn)生有利影響。硅基防水劑對(duì)珍珠巖表面沒(méi)有反應(yīng)性，但具有處于硅氧烷低聚物形式的硅易于粘附的形式，硅基防水劑只充當(dāng)防水劑，并不能改善流動(dòng)性。然而，基于硅烷的單體具有烷氧基，該烷氧基在其末端具有與與珍珠巖形成的化學(xué)鍵，并且在其尾部具有顯示出防水性特征的烷基基團(tuán)；因此，該單體如同樹(shù)枝或叢狀物(tree branches or flocci) 一樣從珍珠巖的整個(gè)表面向外延伸形成層,從而降低表面上的摩擦阻力。結(jié)果是改善了流動(dòng)性，因此，當(dāng)將該單體引入壓縮成型過(guò)程中時(shí)易于進(jìn)行本體致密填充，并且不同于相關(guān)領(lǐng)域中的硅基單體，得到持久具有防水性特性的效果。在本發(fā)明中，由于防水劑使用目的為顯示出防水性能的表面涂層，所以不僅可使用基于有機(jī)硅烷的防水劑，還可使用可增強(qiáng)強(qiáng)度的基于鈦酸酯的防水劑和基于鋯酸酯的防水劑；更具體而言，其實(shí)例包括基于有機(jī)硅烷的偶聯(lián)劑，包括異辛基三甲氧基硅烷、甲基二甲氧基娃燒、羊基二乙氧基娃燒、3-氨基丙基二乙氧基娃燒、3-縮水甘油氧基丙基二甲氧基娃燒、3_甲基丙稀酸氧基丙基二甲氧基娃燒、乙稀基二乙氧基娃燒、乙稀基二甲氧基娃燒和乙稀基二(2_甲氧基-乙氧基)娃燒等；基于欽酸酷的偶聯(lián)劑，包括新戍基(_■稀丙基)氧基三新癸酸基欽酸酯(neopentyl (diallyl)-oxy, trineodecanonyl titanate)、新戍基(~■稀丙基)氧基二(十~■燒基)苯橫酸欽酸酷、新戍基(~■稀丙基)氧基二( ~■羊基)磷酰鈦酸酯、新戊基(二烯丙基)氧基三(二辛基)焦磷酰鈦酸酯、新戊基(二烯丙基)氧基二(N-乙_■胺基)乙基欽酸酷、新戍基(_■稀丙基)氧基二(間氣基)苯基欽酸酷等；基于錯(cuò)酸酷的偶聯(lián)劑，包括新戍基(~■稀丙基)氧基二新癸酸基錯(cuò)酸酷、新戍基(~■烯丙基)氧基三(十二烷基)苯磺酰鋯酸酯、新戊基(二烯丙基)氧基三(二辛基)磷酰錯(cuò)酸酷、新戍基(~■稀丙基)氧基二( ~■羊基)焦憐酸錯(cuò)酸酷、新戍基(~■稀丙基)氧基，二 (N-乙_■胺基)乙基錯(cuò)酸酷、新戍基(_■稀丙基)氧基二(間氣基)苯基錯(cuò)酸酷等；以及上述物質(zhì)的類似物。
為了增強(qiáng)本發(fā)明膨脹珍珠巖絕熱體的可成型性、彎曲強(qiáng)度和可構(gòu)建性等，使其包含長(zhǎng)度為5-30mm的增強(qiáng)纖維(reinforcing fibers)。該增強(qiáng)纖維使用各種基于無(wú)機(jī)材料的纖維和基于有機(jī)材料的纖維，或者使用它們的混合物。此外，可使用增強(qiáng)劑，從而額外增強(qiáng)強(qiáng)度或降低導(dǎo)熱率。為增強(qiáng)強(qiáng)度，使用白炭(white carbon)或尺寸小于50 μ m的氣相二氧化娃(fumedsilica)，盡管在壓縮前對(duì)膨脹珍珠巖顆粒間的間隙進(jìn)行填充并降低成型壓縮比，仍獲得了致密成型狀態(tài)，從而改善了強(qiáng)度。為了降低導(dǎo)熱率，可使用福射熱阻斷劑(radiant heat blocking agent)。當(dāng)膨脹珍珠巖由開(kāi)孔形狀轉(zhuǎn)變?yōu)殚]孔形狀時(shí)，能夠降低輻射和傳導(dǎo)的影響；但是隨著溫度的升高，輻射的影響增強(qiáng)，在阻斷輻射的影響方面存在限制。因此，通過(guò)添加額外阻斷輻射的材料可進(jìn)一步降低導(dǎo)熱率。
尤其是，在高溫區(qū)域表現(xiàn)出更重要的影響。實(shí)施例為基于上述內(nèi)容進(jìn)行更詳細(xì)的描述，將參考實(shí)施例和實(shí)驗(yàn)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行如下詳細(xì)描述，但是本發(fā)明的范圍并不限于此。<實(shí)施例1>本發(fā)明所述使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體I的制造使用珍珠巖整齊石，制造膨脹珍珠巖；所述膨脹珍珠巖的密度為30kg/m3，根據(jù)粒徑差別，所述膨脹珍珠巖基于膨脹珍珠巖的總重表現(xiàn)出如下粒徑分布15wt%的顆粒具有大于400 μ m的粒徑、40wt%的顆粒具有250-400 μ m的粒徑、20wt%的顆粒具有160-250 μ m的粒徑、3(^七％的顆粒具有小于160 μ m的粒徑，閉孔比率為70%。通過(guò)向1，OOOg如上制造的閉孔膨脹珍珠巖中加入占膨脹珍珠巖重量1.5Wt%的無(wú)機(jī)纖維,然后對(duì)混合物進(jìn)行混合,來(lái)制備混合材料。通過(guò)向l，000g的33Be'硅酸鈉中加入占硅酸鈉重量O. 5wt%的硅基防水劑，然后對(duì)混合物進(jìn)行混合，來(lái)制備液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑。將459g如上制備的混合材料和413g如上制備的液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑進(jìn)行混合，然后將所得到的混合物壓縮約3. 2倍(初始體積)來(lái)制造尺寸為300 X 300 X 50mm3的成型體(體積4. 5L)(在本文中，壓縮比并不是人為調(diào)節(jié)的，而是意味著當(dāng)向成型模具中引入一定量的混合物時(shí)，基于堆積狀態(tài)體積制造4. 5L成型體期間所生成的壓縮比。這一點(diǎn)同樣也適用于實(shí)施例和比較例)。在對(duì)流干燥器中于200°C下將所制造的成型體干燥4小時(shí)，以制造密度為130±5kg/m3的閉孔膨脹珍珠巖絕熱體I。<實(shí)施例2>本發(fā)明所述使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體2的制造制備在實(shí)施例I中制造的、密度為30kg/m3的閉孔膨脹珍珠巖。通過(guò)向1，OOOg如上制造的閉孔膨脹珍珠巖中加入占膨脹珍珠巖重量1.5Wt%的無(wú)機(jī)纖維,然后對(duì)混合物進(jìn)行混合,來(lái)制備混合材料。通過(guò)向l，000g的33Be'硅酸鈉中加入占硅酸鈉重量O. 5wt%的硅基防水劑，然后對(duì)混合物進(jìn)行混合，來(lái)制備液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑。將405g如上制備的混合材料和365g如上制備的液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑進(jìn)行混合，然后將所得到的混合物壓縮約2. 8倍(初始體積)來(lái)制造尺寸為300 X 300 X 50mm3的成型體(體積 4. 5L) ο在對(duì)流干燥器中于200°C下將所制造的成型體干燥4小時(shí)，以制造密度為115±5kg/m3的閉孔膨脹珍珠巖絕熱體2。<實(shí)施例3>本發(fā)明所述使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體3的制造制備在實(shí)施例I中制造的、密度為30kg/m3的閉孔膨脹珍珠巖。通過(guò)向1，OOOg如上制造的閉孔膨脹珍珠巖中加入占膨脹珍珠巖重量1.5Wt%的無(wú)機(jī)纖維,然后對(duì)混合物進(jìn)行混合,來(lái)制備混合材料。通過(guò)向l，000g的33Be'硅酸鈉中加入占硅酸鈉重量O. 5wt%的硅基防水劑，然后對(duì)混合物進(jìn)行混合，來(lái)制備液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑。 將352g如上制備的混合材料和317g如上制備的液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑進(jìn)行混合，然后將所得到的混合物壓縮約2. 5倍(初始體積)來(lái)制造尺寸為300 X 300 X 50mm3的成型體(體積 4. 5L) ο在對(duì)流干燥器中于200°C下將所制造的成型體干燥4小時(shí)，以制造密度為100±5kg/m3的閉孔膨脹珍珠巖絕熱體3。<實(shí)施例4>本發(fā)明所述使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體4的制造將占膨脹珍珠巖重量O. 5wt%的甲基三甲氧基硅烷涂覆到實(shí)施例I中制造的、密度為30kg/m3的閉孔膨脹珍珠巖上，從而制造閉孔膨脹珍珠巖。通過(guò)向IOOOg經(jīng)涂覆的閉孔膨脹珍珠巖中加入占膨脹珍珠巖重量I. 5wt%的無(wú)機(jī)纖維，然后對(duì)混合物進(jìn)行混合，來(lái)制備混合材料。將IOOOg的33Be'硅酸鈉單獨(dú)制備為液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑。將459g如上制備的混合材料和413g如上制備的液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑進(jìn)行混合，然后將所得到的混合物壓縮約3. I倍(初始體積)來(lái)制造尺寸為300 X 300 X 50mm3的成型體(體積 4. 5L) ο在對(duì)流干燥器中于200°C下將所制造的成型體干燥4小時(shí)，以制造密度為130±5kg/m3的閉孔膨脹珍珠巖絕熱體4。<實(shí)施例5>本發(fā)明所述使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體5的制造制備在實(shí)施例I中制造的、密度為30kg/m3的閉孔膨脹珍珠巖。通過(guò)向1，OOOg如上制造的閉孔膨脹珍珠巖中加入占膨脹珍珠巖重量1.5Wt%的無(wú)機(jī)纖維,然后對(duì)混合物進(jìn)行混合,來(lái)制備混合材料。通過(guò)向l，000g的33Be'硅酸鈉中加入占硅酸鈉重量O. 5wt%的硅基防水劑，然后對(duì)混合物進(jìn)行混合，來(lái)制備液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑。將352g如上制備的混合材料和317g如上制備的液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑進(jìn)行混合，然后將所得到的混合物用占混合材料重量3wt%的氣相二氧化硅進(jìn)行處理、并再次進(jìn)行混合，然后再壓縮約2. 5倍(初始體積)來(lái)制造尺寸為300 X 300 X 50mm3的成型體(體積4. 5L)。在對(duì)流干燥器中于200°C下將所制造的成型體干燥4小時(shí)，以制造密度為100±5kg/m3的閉孔膨脹珍珠巖絕熱體5。<比較例1>相關(guān)領(lǐng)域中使用開(kāi)孔膨脹珍珠巖的絕熱體I的制造使用珍珠巖整齊石，制造相關(guān)領(lǐng)域中的開(kāi)孔膨脹珍珠巖；該膨脹珍珠巖的密度為40kg/m3,基于膨脹珍珠巖總重表現(xiàn)出如下粒徑分布10wt%的顆粒具有大于800 μ m的粒徑、35wt%的顆粒具有500-800 μ m的粒徑、25wt%的顆粒具有250-500 μ m的粒徑、15wt%的顆粒具有160-250 μ m的粒徑、15wt%的顆粒具有小于160 μ m的粒徑。通過(guò)向1，OOOg如上制造的相關(guān)領(lǐng)域開(kāi)孔膨脹珍珠巖中加入占膨脹珍珠巖重量I. 5wt%的無(wú)機(jī)纖維,然后對(duì)混合物進(jìn)行混合,來(lái)制備混合材料。通過(guò)向l，000g的33Be'硅酸鈉中加入占硅酸鈉重量O. 5wt%的硅基防水劑，然后對(duì)混合物進(jìn)行混合，來(lái)制備液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑。將635g如上制備的混合材料和571g如上制備的液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑進(jìn)行混合,然后將所得到的混合物壓縮約3. 5倍(初始體積)來(lái)制造尺寸為300 X 300 X 50mm3的成型體(體積 4. 5L) ο在對(duì)流干燥器中于200°C下將所制造的成型體干燥4小時(shí)，以制造密度為 180±5kg/m3的開(kāi)孔膨脹珍珠巖絕熱體I。<比較例2>相關(guān)領(lǐng)域中使用開(kāi)孔膨脹珍珠巖的絕熱體2的制造制備在比較例I中制造的、密度為40kg/m3的開(kāi)孔膨脹珍珠巖。通過(guò)向1，OOOg如上制造的相關(guān)領(lǐng)域開(kāi)孔膨脹珍珠巖中加入占膨脹珍珠巖重量I. 5wt%的無(wú)機(jī)纖維,然后對(duì)混合物進(jìn)行混合,來(lái)制備混合材料。通過(guò)向l，000g的33Be'硅酸鈉中加入占硅酸鈉重量O. 5wt%的硅基防水劑，然后對(duì)混合物進(jìn)行混合，來(lái)制備液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑。將459g如上制備的混合材料和413g如上制備的液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑進(jìn)行混合，然后將所得到的混合物壓縮約3. 2倍(初始體積)來(lái)制造尺寸為300 X 300 X 50mm3的成型體(體積 4. 5L) ο在對(duì)流干燥器中于200°C下將所制造的成型體干燥4小時(shí)，以制造密度為130±5kg/m3的開(kāi)孔膨脹珍珠巖絕熱體2。<比較例3>相關(guān)領(lǐng)域中使用開(kāi)孔膨脹珍珠巖的絕熱體3的制造為了對(duì)相同密度的本發(fā)明閉孔膨脹珍珠巖與相關(guān)領(lǐng)域中的開(kāi)孔膨脹珍珠巖進(jìn)行比較，將相關(guān)領(lǐng)域中的膨脹珍珠巖在與本發(fā)明實(shí)施例I中的膨脹珍珠巖相同的密度下進(jìn)行膨脹，但當(dāng)密度降到35kg/m3以下時(shí)，膨脹珍珠巖相當(dāng)過(guò)度膨脹而變得脆弱，因此變得膨脹但其后發(fā)生破碎，從而使密度再次增加。因此，對(duì)密度為35kg/m3的顆粒進(jìn)行分析，結(jié)果膨脹珍珠巖的粒徑全部提高；由此制造出相關(guān)領(lǐng)域中的開(kāi)孔膨脹珍珠巖，該膨脹珍珠巖的密度為35kg/m3，基于膨脹珍珠巖總重表現(xiàn)出如下粒徑分布15wt%的顆粒具有大于800 μ m的粒徑、40wt%的顆粒具有500-800 μ m的粒徑、20wt%的顆粒具有250-500 μ m的粒徑、IOwt %的顆粒具有160-250 μ m的粒徑、15wt%的顆粒具有小于160 μ m的粒徑。通過(guò)向1，OOOg如上制造的相關(guān)領(lǐng)域開(kāi)孔膨脹珍珠巖中加入占膨脹珍珠巖重量I. 5wt%的無(wú)機(jī)纖維,然后對(duì)混合物進(jìn)行混合,來(lái)制備混合材料。通過(guò)向l，000g的33Be'硅酸鈉中加入占硅酸鈉重量O. 5wt%的硅基防水劑，然后對(duì)混合物進(jìn)行混合，來(lái)制備液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑。將635g如上制備的混合材料和571g如上制備的液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑進(jìn)行混合,然后將所得到的混合物壓縮約3. 8倍(初始體積)來(lái)制造尺寸為300 X 300 X 50mm3的成型體(體積 4. 5L) ο
在對(duì)流干燥器中于200°C下將所制造的成型體干燥4小時(shí)，以制造密度為180±5kg/m3的開(kāi)孔膨脹珍珠巖絕熱體3。<比較例4>相關(guān)領(lǐng)域中使用開(kāi)孔膨脹珍珠巖的絕熱體4的制造制備在比較例3中制造的、密度為35kg/m3的開(kāi)孔膨脹珍珠巖。通過(guò)向1，OOOg如上制造的相關(guān)領(lǐng)域開(kāi)孔膨脹珍珠巖中加入占膨脹珍珠巖重量I. 5wt%的無(wú)機(jī)纖維,然后對(duì)混合物進(jìn)行混合,來(lái)制備混合材料。通過(guò)向l，000g的33Be'硅酸鈉中加入占硅酸鈉重量O. 5wt%的硅基防水劑，然后對(duì)混合物進(jìn)行混合，來(lái)制備液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑。將459g如上制備的混合材料和413g如上制備的液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑進(jìn)行混合，然后將所得到的混合物壓縮約3. 3倍(初始體積)來(lái)制造尺寸為300 X 300 X 50mm3的成型體(體積 4. 5L) ο·在對(duì)流干燥器中于200°C下將所制造的成型體干燥4小時(shí)，以制造密度為130±5kg/m3的膨脹珍珠巖絕熱體4。<比較例5>相關(guān)領(lǐng)域中使用開(kāi)孔膨脹珍珠巖的絕熱體5的制造為了對(duì)相同粒徑的本發(fā)明閉孔膨脹珍珠巖與相關(guān)領(lǐng)域中的膨脹珍珠巖進(jìn)行比較，打算制造出與本發(fā)明實(shí)施例I中的膨脹珍珠巖具有相同粒徑的相關(guān)領(lǐng)域膨脹珍珠巖，但是以相同或相似粒徑制造出的膨脹珍珠巖其密度為51kg/m3。當(dāng)為了與具有相似密度的膨脹珍珠巖絕熱體進(jìn)行比較而減小密度時(shí)，粒徑再次增加；由此，粒徑接近于比較例I中所用的膨脹珍珠巖的粒徑。因此，在以小于51kg/m3的密度進(jìn)行膨脹期間，無(wú)法獲得目標(biāo)粒徑；由此制造出膨脹珍珠巖，該膨脹珍珠巖的密度為51kg/m3，基于膨脹珍珠巖總重表現(xiàn)出如下粒徑分布15wt%的顆粒具有大于400 μ m的粒徑、40wt%的顆粒具有250-400 μ m的粒徑、20wt%的顆粒具有160-250 μ m的粒徑、30wt%的顆粒具有小于160 μ m的粒徑。通過(guò)向1，OOOg如上制造的膨脹珍珠巖中加入占膨脹珍珠巖重量I. 5wt%的無(wú)機(jī)纖維，然后對(duì)混合物進(jìn)行混合，來(lái)制備混合材料。通過(guò)向l，000g的33Be'硅酸鈉中加入占硅酸鈉重量O. 5wt%的硅基防水劑，然后對(duì)混合物進(jìn)行混合，來(lái)制備液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑。為了制造如實(shí)施例I中密度為130±5kg/m3的膨脹珍珠巖絕熱體，將459g如上制備的混合材料和413g如上制備的液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑進(jìn)行混合。此時(shí)，由于膨脹珍珠巖本身的密度高達(dá)51kg/m3，所以體積在壓縮前較低，壓縮比增加約2倍，由此制造出尺寸為300 X 300 X 50mm3的成型體(體積4. 5L)。在對(duì)流干燥器中于200°C下將所制造的成型體干燥4小時(shí)，以制造密度為130±5kg/m3的開(kāi)孔膨脹珍珠巖絕熱體5。<比較例6>相關(guān)領(lǐng)域中使用開(kāi)孔膨脹珍珠巖的絕熱體6的制造制備在比較例5中制造的、密度為51kg/m3的膨脹珍珠巖。通過(guò)向1，OOOg如上制造的膨脹珍珠巖中加入占膨脹珍珠巖重量I. 5wt%的無(wú)機(jī)纖維，然后對(duì)混合物進(jìn)行混合，來(lái)制備混合材料。通過(guò)向l，000g的33Be'硅酸鈉中加入占硅酸鈉重量O. 5wt%的硅基防水劑，然后對(duì)混合物進(jìn)行混合，來(lái)制備液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑。
為了制造如實(shí)施例2中密度為115±5kg/m3的膨脹珍珠巖絕熱體，將405g如上制備的混合材料和365g如上制備的液態(tài)無(wú)機(jī)粘合劑進(jìn)行混合。為了制造尺寸為300 X 300 X 50mm3的成型體(體積4. 5L)，在壓縮成型期間，壓縮比相比于體積只增加I. 7倍；并且當(dāng)將產(chǎn)品從成型模具(molding die)中釋出時(shí)，其成型強(qiáng)度幾乎低至零，并且成型體發(fā)生破碎，因此不能制造出成型體。 <實(shí)驗(yàn)實(shí)施例1>對(duì)膨脹珍珠巖絕熱體的特性進(jìn)行的分析根據(jù)KS F 4714，對(duì)實(shí)施例和比較例中的膨脹珍珠巖絕熱體的導(dǎo)熱率、彎曲強(qiáng)度、線性收縮和防水性進(jìn)行測(cè)量和分析，結(jié)果在下表I中示出。表I
權(quán)利要求
1.一種使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體，所述絕熱體包含 10wt%-84wt%膨脹珍珠巖，所述膨脹珍珠巖含有經(jīng)干燥和膨脹的珍珠巖礦石顆粒作為活性成分，所述顆粒具有閉孔形狀的表面； 15wt%-85wt%液態(tài)粘合劑；和 O. 25wt%-5wt% 增強(qiáng)纖維。
2.權(quán)利要求I所述的使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體，其中，所述膨脹珍珠巖的堆積密度為 20g/l-40g/l。
3.權(quán)利要求I所述的使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體，其中，以占所述膨脹珍珠巖重量50wt%以上的量包含所述膨脹珍珠巖的活性成分。
4.權(quán)利要求I所述的使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體，其中，所述膨脹珍珠巖的顆?；谒雠蛎浾渲閹r的重量具有如下的粒徑分布15±10wt%的顆粒具有大于400 μ m的粒徑、40± 15wt%的顆粒具有250-400 μ m的粒徑、20± 10wt%的顆粒具有160-250 μ m的粒徑、30± 15wt%的顆粒具有小于160 μ m的粒徑。
5.權(quán)利要求I所述的使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體，其中，所述膨脹珍珠巖的礦石為選自珍珠石、黑曜巖、松脂石和浮石中的一種。
6.權(quán)利要求I所述的使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體，其中，所述液態(tài)粘合劑為選自無(wú)機(jī)粘合劑或有機(jī)粘合劑中的一種或兩種。
7.權(quán)利要求I所述的使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體，其中，所述增強(qiáng)纖維為選自無(wú)機(jī)纖維或有機(jī)纖維中的一種或兩種。
8.權(quán)利要求7所述的使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體，其中，所述無(wú)機(jī)纖維為選自下述纖維中的一種使用基于玻璃的礦物作為材料的玻璃纖維；基于二氧化硅氧化鋁的纖維；氧化鋯纖維；以及碳纖維。
9.權(quán)利要求I所述的使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體，所述絕熱體在所述膨脹珍珠巖的表面上進(jìn)一步包含一層涂覆膜，所述涂覆膜選自基于玻璃硅烷的偶聯(lián)劑、基于鈦酸酯的偶聯(lián)劑和基于鋯酸酯的偶聯(lián)劑。
10.使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體的制造方法，所述方法包括 第一步，干燥珍珠巖礦石，控制結(jié)晶水占珍珠巖重量的重量百分比，然后使所述珍珠巖礦石膨脹，進(jìn)行所述膨脹使得具有閉孔形狀表面的顆粒的組成中具有一定的粒徑分布，從而制造膨脹珍珠巖； 第二步，通過(guò)向所述第一步中制造的所述膨脹珍珠巖中添加液態(tài)粘合劑和增強(qiáng)纖維，并對(duì)所得到的混合物進(jìn)行混合，從而制備混合材料； 第三步，通過(guò)對(duì)所述第二步中制備的所述混合材料進(jìn)行壓縮，來(lái)制造成型體；以及 第四步，對(duì)所述第三步中制造的所述成型體進(jìn)行干燥。
11.權(quán)利要求10所述的使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體的制造方法，其中，在所述第一步的膨脹珍珠巖制造中，通過(guò)選自如下方法中的一種方法來(lái)制造所述膨脹珍珠巖通過(guò)對(duì)符合一定粒徑分布范圍的珍珠巖同時(shí)進(jìn)行膨脹，來(lái)制造膨脹珍珠巖的方法；以及通過(guò)分別使各粒徑的珍珠巖進(jìn)行膨脹，再將各珍珠巖進(jìn)行混合，來(lái)制造膨脹珍珠巖的方法。
12.權(quán)利要求10所述的使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體的制造方法，其中，在所述第一步的膨脹珍珠巖制造中，所述珍珠巖通過(guò)選自直接火焰法和間接火焰法中的一種方法進(jìn)行膨脹。
13.權(quán)利要求10所述的使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體的制造方法，其中，在所述第三步的成型體制造中，通過(guò)對(duì)所述第二步中的所述混合材料進(jìn)一步經(jīng)受本體致密填充法進(jìn)行振動(dòng)或沖擊，然后對(duì)所述混合材料進(jìn)行壓縮，從而制造所述成型體。
14.權(quán)利要求10所述的使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體的制造方法，其中，在所述第二步的混合材料制備中，將選自無(wú)機(jī)粘合劑或有機(jī)粘合劑中的一種或兩種用作所述液態(tài)粘合劑。
15.權(quán)利要求10所述的使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體的制造方法，其中，在所述第二步的混合材料制備中，將選自無(wú)機(jī)纖維或有機(jī)纖維中的一種或兩種用作所述增強(qiáng)纖維。
16.權(quán)利要求15所述的使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體的制造方法，其中，所述無(wú)機(jī)纖維為選自下述纖維中的一種使用基于玻璃的礦物作為材料的玻璃纖維；基于二氧化硅氧化鋁的纖維；氧化鋯纖維；以及碳纖維。
17.權(quán)利要求10所述的使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體的制造方法，其中，在所述第二步的混合材料制備中，通過(guò)進(jìn)一步向其中添加選自防水劑、增強(qiáng)劑和輻射熱阻斷劑中的一種或多種，來(lái)制備所述混合材料。
18.權(quán)利要求17所述的使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體的制造方法，其中，所述防水劑為選自娃基防水劑、基于有機(jī)娃燒的偶聯(lián)劑涂層、基于欽酸酷的偶聯(lián)劑涂層以及基于錯(cuò)酸酯的偶聯(lián)劑涂層中的一種。
19.權(quán)利要求17所述的使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體的制造方法，其中，所述增強(qiáng)劑為選自氣相二氧化娃和白炭中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體。本發(fā)明所述使用閉孔膨脹珍珠巖的絕熱體包含10wt%-84wt%膨脹珍珠巖，所述膨脹珍珠巖含有經(jīng)干燥和膨脹的珍珠巖礦石顆粒作為活性成分，所述顆粒具有閉孔形狀的表面；15wt%-85wt%液態(tài)粘合劑；以及0.25wt%-5wt%增強(qiáng)纖維。因此，本發(fā)明提供了一種絕熱體，其通過(guò)降低壓縮成型期間的壓縮比而使膨脹珍珠巖顆粒間的孔隙率和間隙最小化，增強(qiáng)膨脹珍珠巖的剛度，從而產(chǎn)生較低的密度，通過(guò)降低導(dǎo)熱率來(lái)改善可構(gòu)建性，降低材料成本和能源成本，并且可通過(guò)減小絕熱體的厚度來(lái)減少設(shè)備安裝所需面積。
文檔編號(hào)B28B3/00GK102884022SQ201180022477
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日
發(fā)明者白范圭, 李相允 申請(qǐng)人:(株)慶東One