專利名稱：一種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管道工程中使用的隔熱裝置，特別是涉及一個多種無機材料復(fù)合的復(fù)
合隔熱鋼哈夫環(huán)及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，在蒸汽熱網(wǎng)管道中起隔熱托管作用的，一般均采用石棉橡膠板為材料制造 成隔熱環(huán)。該產(chǎn)品雖能抗壓、耐溫和防水。但因采用橡膠作為粘結(jié)劑、石棉為主體纖維，所 以存在易老化、導(dǎo)熱系數(shù)偏高；耐溫度最高限于30(TC以內(nèi)；在生產(chǎn)和使用過程有損人體健 康和污染環(huán)境等缺陷。而許多無機材料則不耐水。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能有效克服上述缺陷的耐高溫、抗老化、無污染、無腐蝕
的一種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)及其制備方法。 本發(fā)明的技術(shù)方案 —種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)，由2個對稱的半環(huán)體組成，所述的半環(huán)體由玻璃纖維帶、 復(fù)合隔熱鋼與硅酸鋁紙疊加而成的層狀結(jié)構(gòu)，外層為玻璃纖維帶、中間層為復(fù)合隔熱鋼，內(nèi) 層為硅酸鋁紙，各層之間相互粘帖； 所述的復(fù)合隔熱鋼由鎂化合物、硫酸鋁、芳砜綸漿粕、高純型陶瓷纖維、膨脹珍珠 巖和高硅玻璃纖維、助劑及填料復(fù)合而成，其各成分按重量百分比計算如下鎂化合物5 20%硫酸鋁2 8%膨脹珍珠巖15 45%芳砜綸漿粕3 8%高硅玻璃纖維10 25%陶瓷纖維5-15%助劑1 5%余量為填料其中鎂化合物為氧化鎂、氯化鎂及其它含鎂無機鹽的一種或多種；助劑為分散劑、表面活性劑等，所述的分散劑為聚丙烯酰胺，所述的表面活性劑為陽離子型表面活性劑十二烷基二甲基氧化胺或十八烷基三甲基氯化胺。 填料為超細(xì)硫酸鋇、碳酸鈣等. 在上述復(fù)合隔熱鋼中，鎂化合物作為粘結(jié)劑，膨脹珍珠巖用于提高隔熱效果，芳砜 綸漿粕、高純型陶瓷纖維和高硅玻璃纖維等多種復(fù)合纖維予以補強。 普通玻璃纖維小于500度即發(fā)生纖維收縮、結(jié)球，影響其增強效果，而玻纖的耐 熱溫度與化學(xué)成份有關(guān)。本發(fā)明采用高硅氧玻璃纖維。其成份為64.3%的5102，25%的 A1203， 10. 3%的CaO，和0. 3%的Na20及K20混合物。
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聚芳綸漿粕(PSF plup)是一種在高分子主鏈上含有砜基(_S02_)的芳香族聚酰
胺纖維，其分子結(jié)構(gòu)如下
本發(fā)明采用的芳砜綸漿粕，性能參數(shù)如下表
名稱直徑(mm)密度(g/cm)比表面積(ra/g)纖維增強結(jié)構(gòu)
砜芳綸漿粕0.008 0.0101.4217.92"片狀積云"，"網(wǎng)狀" 尤其具極大比表面積，與表面光滑的玻纖、性脆易折斷的陶纖取長補短，并與膨脹 珍珠巖及其它組份形成良好界面粘結(jié)。保證了制品在高溫工況下整體強度。
—種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)的制備方法，包括如下制備步驟 (1)、將芳砜綸漿粕、玻璃纖維、陶瓷纖維、助劑的總重量按其與水的比例為 1 : 10 15進行混合，室溫下攪拌，控制攪拌轉(zhuǎn)速為60 120rpm/min，攪拌5 20min，得 混合漿料A; (2)、向步驟(1)所得的混合漿料中依次加入粘合劑鎂化合物和珍珠巖及填料，控 制攪拌轉(zhuǎn)速為60 120rpm/min，攪拌5 20min，靜置5 15min，濾去表層水，得下層混合 漿料B; (3)、將步驟(2)所得的下層混合漿料B注入膜腔成型，控制溫度為3(TC及以上 (如低于上述溫度需保溫)進行干燥，6h后初步干燥取出即為成型的復(fù)合隔熱鋼；
(4)、在步驟(4)所得的成型的復(fù)合隔熱鋼的圓弧內(nèi)側(cè)表面粘貼硅酸鋁紙，外側(cè)表 面粘貼玻璃纖維帶，即得一種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)的半環(huán)體； (5)、將步驟(4)所得的復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)的半環(huán)體2個一組對扣，即可組成本發(fā) 明的復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)。 本發(fā)明的復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)，在使用時，將上述制備方法中步驟(4)所得的復(fù)合 隔熱鋼哈夫環(huán)的半環(huán)體2個一組對扣，然后外圈用金屬抱箍予以固定。
本發(fā)明的技術(shù)效果 本發(fā)明由于采用各種無機材料合理組合，使其抗壓和隔熱兩大功能得以最佳體
現(xiàn)；另外硅酸鋁紙覆于隔熱環(huán)內(nèi)側(cè)玻璃纖維帶覆于隔熱環(huán)外側(cè)，起到了隔熱和防止損傷對
偶件的雙重效果。所以本發(fā)明的一種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)能抗老化、無腐蝕，耐水、耐高溫，最
高耐溫可達60(TC，在沸水48h后強度保留率為70%以上。同時提高了隔熱效果，導(dǎo)熱系數(shù)
在O. 15W/(m*k)以下。解決了35(TC蒸汽管道的適用隔熱材料；埋地蒸汽管道的隔熱材料
易老化的問題，提高了埋地蒸汽管道穩(wěn)定、安全、長期的運行可靠性；蒸汽管道的熱能損失
減少，起到了節(jié)能降耗的作用；且本發(fā)明的一種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)不含任何有損人體健康
和污染環(huán)境的有毒有害物質(zhì)，因此，生產(chǎn)和施工過程中不必作任何防護。 本發(fā)明的一種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)，運用于蒸汽管道的隔熱導(dǎo)向支架、滑動支架和
固定支架之中。


圖1為復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)為圖1的A-A剖面示意圖。
具體實施方案 下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步闡述，但并不限制本發(fā)明。 實施例1 —種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán) —種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)，由2個對稱的半環(huán)體組成，見附圖1所示，所述的半環(huán)體 由復(fù)合隔熱鋼與硅酸鋁紙疊加而成的層狀結(jié)構(gòu)，外層13為玻璃纖維帶、中間層11為復(fù)合隔 熱鋼，內(nèi)層12為硅酸鋁紙； 所述的復(fù)合隔熱鋼由氧化鎂、氯化鎂、硫酸鋁、芳砜綸漿粕、高純型陶瓷纖維、膨脹 珍珠巖和直徑2 4 i！ m、長度6mm的高硅玻璃纖維等復(fù)合而成，其各成分按重量百分比計算
如下 氧化鎂 8% 氯化鎂 12% 硫酸鋁 4% 膨脹珍珠巖 25% 芳砜綸槳粕 5% 陶瓷纖維 5% 高硅玻璃纖維 12% 聚丙烯酰胺 1% 十二烷基二甲基氧化胺 1% 超細(xì)硫酸鋇 16% 碳酸鈣 11% —種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)的制備方法 (1)、將芳砜綸漿粕、玻璃纖維、陶瓷纖維、聚丙烯酰胺及十二烷基二甲基氧化胺的 總重量按其與水的比例為1 : 15進行混合，室溫下攪拌，控制攪拌轉(zhuǎn)速為120rpm/min，攪拌 5min，得混合漿料A; (2)、向步驟(1)所得的混合漿料中依次加入粘合劑氧化鎂、氯化鎂和珍珠巖及填 料，控制攪拌轉(zhuǎn)速為120rpm/min，攪拌10min，靜置15min，濾去表層水，得下層混合漿料B ;
(3)、將步驟(2)所得的下層混合漿料B注入膜腔成型，控制溫度為3(TC及以上 (如低于上述溫度需保溫)進行干燥，6h后初步干燥取出即為成型的復(fù)合隔熱鋼；
(4)、在步驟(4)所得的成型的復(fù)合隔熱鋼的圓弧內(nèi)側(cè)表面粘貼硅酸鋁紙，外側(cè)表 面粘貼玻璃纖維帶，即得一種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)的半環(huán)體； (5)、將步驟(4)所得的復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)的半環(huán)體2個一組對扣，然后外圈用金 屬抱箍予以固定。即可組成本發(fā)明的復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)。
所得的哈夫環(huán)性能經(jīng)測定如下
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導(dǎo)熱系數(shù)0. 148W/ (m k)、抗壓強度為15MPa、密度為1. 5g/cm3耐水性能強度保
留率為72. 5% (沸水48h) 適用溫度《35(TC。 實施例2 —種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán) —種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)，由2個對稱的半環(huán)體組成，見附圖1所示，所述的半環(huán)體 由復(fù)合隔熱鋼與硅酸鋁紙疊加而成的層狀結(jié)構(gòu)，外層13為玻璃纖維帶、中間層11為復(fù)合隔 熱鋼，內(nèi)層12為硅酸鋁紙； 所述的復(fù)合隔熱鋼由氧化鎂、氯化鎂、硫酸鋁、芳砜綸漿粕、高純型陶瓷纖維、膨脹 珍珠巖和直徑2 4 ii m、長度9mm的高硅玻璃纖維等復(fù)合而成，其各成分按重量百分比計算 如下 氧化鎂 4%
氯化鎂 8%
硫酸鋁 3%
膨脹珍珠巖 13%
芳砜綸槳粕 6%
陶瓷纖維 12%
高硅玻璃纖維 15%
聚丙烯酰胺 1%
十八烷基三甲基氯化胺 1%
超細(xì)硫酸鋇 16%
碳酸鈣 21%
—種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)的制備方法 (1)、將芳砜綸漿粕、玻璃纖維、陶瓷纖維、聚丙烯酰胺和十八烷基三甲基氯化胺的 總重量按其與水的比例為l : 15進行混合，室溫下攪拌，控制攪拌轉(zhuǎn)速為80rpm/min，攪拌 10min，得混合漿料A; (2)、向步驟(1)所得的混合漿料中依次加入粘合劑氧化鎂、氯化鎂和珍珠巖及填 料，控制攪拌轉(zhuǎn)速為120rpm/min，攪拌10min，靜置15，濾去表層水，得下層混合漿料B ;
(3)、將步驟(2)所得的下層混合漿料B注入膜腔成型，控制溫度為3(TC及以上 (如低于上述溫度需保溫)進行干燥，6天后初步干燥取出即為成型的復(fù)合隔熱鋼；
(4)、在步驟(4)所得的成型的復(fù)合隔熱鋼的圓弧內(nèi)側(cè)表面粘貼硅酸鋁紙，外側(cè)表 面粘貼玻璃纖維帶，即得一種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)的半環(huán)體； (5)、將步驟(4)所得的復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)的半環(huán)體2個一組對扣，然后外圈用金 屬抱箍予以固定。即可組成本發(fā)明的復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)。
所得的哈夫環(huán)性能經(jīng)測定如下 室溫導(dǎo)熱系數(shù)為0. 13W/ (m *k)、密度為1. 3g/cm^抗壓強度為19MPa， 60(TC環(huán)境經(jīng)
16h烘烤后，強度保留率53X。，適用溫度《55(TC。
權(quán)利要求
一種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)，由兩個對稱的半環(huán)體組成，所述的半環(huán)體分別由玻璃纖維帶、復(fù)合隔熱鋼與硅酸鋁紙疊加而成的層狀結(jié)構(gòu)，外層為玻璃纖維帶、中間層為復(fù)合隔熱鋼，內(nèi)層為硅酸鋁紙，各層之間相互粘帖，其特征在于所述的中間層復(fù)合隔熱鋼由鎂化合物、硫酸鋁、芳砜綸漿粕、高純型陶瓷纖維、膨脹珍珠巖和高硅玻璃纖維、助劑及填料復(fù)合而成，其各成分按重量百分比計算如下鎂化合物5～20％硫酸鋁 2～8％膨脹珍珠巖 15～45％芳砜綸漿粕 3～8％高硅玻璃纖維10～25％陶瓷纖維5-15％助劑1～5％余量為填料
2. 如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)，其特征在于所述的其中鎂化合物為氧 化鎂、氯化鎂的一種或兩種。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)，其特征在于所述的高硅氧玻璃纖維， 其成份的質(zhì)量百分比為64. 3%的Si02，25， Al203，10. 3%的Ca0，禾口 0. 3%的化20及1(20 混合物。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)，其特征在于所述的助劑為分散劑及表 面活性劑；所述的分散劑為聚丙烯酰胺；所述的表面活性劑為陽離子型表面活性劑十二烷基二甲基氧化胺或十八烷基三甲基 氯化胺。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)，其特征在于所述的填料為超細(xì)硫酸 鋇、碳酸牽丐。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)，其特征在于所述的聚芳綸漿粕是一種 在高分子主鏈上含有砜基(-so2-)的芳香族聚酰胺纖維。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)，其特征在于所述的半環(huán)體中的中間層 復(fù)合隔熱鋼中各成分按重量百分比計算如下氧化鎂 8% 氯化鎂 12% 硫酸鋁 4% 膨脹珍珠巖 25% 芳砜綸漿粕 5% 陶瓷纖維 5% 高硅玻璃纖維 12% 聚丙烯酰胺 1% 十二烷基二甲基氧化胺 1% 超細(xì)硫酸鋇 16%碳酸*丐 11%
8. 如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)，其特征在于所述的半環(huán)體中的中間層 復(fù)合隔熱鋼中各成分按重量百分比計算如下氧化鎂 4% 氯化鎂 8% 硫酸鋁 3% 膨脹珍珠巖 13% 芳砜綸漿粕 6% 陶瓷纖維 12% 高硅玻璃纖維 15% 聚丙烯酰胺 1% 十八烷基三甲基氯化胺 1% 超細(xì)硫酸鋇 16% 碳酸*丐 21%
9. 一種如權(quán)利要求1至8任一權(quán)利要求所述的復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)的制備方法，其特征 在于包括如下制備步驟(1) 、將芳砜綸漿粕、玻璃纖維、陶瓷纖維、助劑的總重量按其與水的比例為1 : 10 15 進行混合，室溫下攪拌，控制攪拌轉(zhuǎn)速為60 120rpm/min，攪拌10min，得混合漿料A ;(2) 、向步驟(1)所得的混合漿料中依次加入粘合劑鎂化合物和珍珠巖及填料，控制攪 拌轉(zhuǎn)速為60 120rpm/min，攪拌5 20min，靜置5 15min，濾去表層水，得下層混合漿料 B ;(3) 、將步驟(2)所得的下層混合漿料B注入膜腔成型，控制溫度為3(TC及以上進行干 燥，6h后取出即為成型的復(fù)合隔熱鋼；(4) 、在步驟(4)所得的成型的復(fù)合隔熱鋼的圓弧內(nèi)側(cè)表面粘貼硅酸鋁紙，外側(cè)表面粘 貼玻璃纖維帶，即得一種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)的半環(huán)體；(5) 、將步驟(4)所得的復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)的半環(huán)體2個一組對扣，即可組成本發(fā)明的 復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)，由兩個對稱的半環(huán)體組成，所述的半環(huán)體分別由玻璃纖維帶、復(fù)合隔熱鋼與硅酸鋁紙疊加而成的層狀結(jié)構(gòu)。其中復(fù)合隔熱鋼由鎂化合物、芳砜綸漿粕、高純型陶瓷纖維、膨脹珍珠巖等材料復(fù)合而成。由于運用鎂化合物作為粘結(jié)劑，膨脹珍珠巖提高隔熱效果，芳砜綸、陶瓷纖維和玻璃纖維等多種復(fù)合纖維予以補強，所得的復(fù)合隔熱鋼哈夫環(huán)能抗老化、無腐蝕，耐水、耐高溫，適用于各個系列蒸汽管道溫度，最高耐溫可達600℃。本發(fā)明取代長期以來使用石棉橡膠板制作的隔熱環(huán)，解決埋地蒸汽管道的隔熱材料易老化和非石棉制品不耐水的問題，提高了埋地蒸汽管道穩(wěn)定、安全、長期運行可靠性。
文檔編號F16L59/02GK101737590SQ200910201569
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者吳愛椿, 沈振明, 顧澄中 申請人:上海華勉隔熱材料有限公司