CN1056312A

CN1056312A - 一种无机密封隔热材料

Info

Publication number: CN1056312A
Application number: CN 90105102
Authority: CN
Inventors: 李北芦; 李恒强; 李时瑶
Original assignee: Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Current assignee: Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority date: 1990-05-08
Filing date: 1990-05-08
Publication date: 1991-11-20

Abstract

一种用于高温下密封隔热无机材料由陶瓷纤维和膨体矿物质(珍珠岩或蛭石)浸入粘合剂制成，该材料中陶瓷纤维含量为20～60％，膨体矿物质含量为 40～80％，粘合剂为5～15％。这种密封隔热材料不但具有良好的绝热性能，同时具有不可逆地热膨胀性能，在温度升高到300℃以上，该材料可产生较大体膨胀，使要密封的部件得到密封。该材料特别适宜作为气体介质的密封隔热材料，例如作汽车排气净化器中催化剂床层的固定和密封材料。

Description

本发明是一种关于高温下密封用无机隔热材料，特别是在高温状态下用于两个部件之间的密封及隔热材料。

随着无机陶瓷纤维材料的发展，已有各种不同SiO₂，Al₂O₃含量的硅铝及氧化铝纤维制成板材料或纤维毡，这种材料受热不膨胀，具有良好的隔热性，耐高温热冲击性，因此被广泛用于工业装置或高温燃烧炉的保温，隔热。此外，作为工业上常用的隔热保温材料，还有象珍珠岩或蛭石等矿物质（膨体矿物质）。这种材料密度小，耐高温，导热系数小，却具有很大热膨胀性。但是上述两种材料作为密封材料，特别是两种材料按一定比例混合制成的制品作为密封隔热材料的报导还不甚多。

本发明的目的在于提供一种密封隔热材料，此材料不但具有良好的绝热性能，同时具有不可逆地热膨胀性能，在温度升高到某一温度后，材料可产生突然性体积膨胀，使两个要密封的部件之间产生压力，达到固紧及密封作用，而当温度下降后，这种膨胀后的体积及压力可以保留下来，因此这种材料特别适宜作为气体介质的密封材料。本发明的无机密封隔热材料是利用陶瓷纤维为主体配以膨体矿物质，浸入粘合剂而制成的陶瓷纤维与膨体矿物质分层重叠或两种物质混合制成的纤维毡。这种纤维毡中各组成物重量百分配比为：

陶瓷纤维 20～60%; 膨体矿物质 40～80%;

粘合剂 5～15%。

这种材料具有隔热性，耐高温热冲击性和不可逆热膨胀性，可成为具有高温密封和隔热，特别是适于作为气体介质的材料或材料制品。

本发明所述的无机密封材料中，所使用的陶瓷纤维是氧化铝或硅铝纤维的一种或两种物质混合物，其硅铝纤维中SiO₂含量在1～54%，Al₂O₃含量为46～99%，容重0.1～0.14g/cm³，最高使用温度1200～1700℃。

本发明所述的无机密封材料中，其膨体矿物质是以SiO₂，Al₂O₃为主要成份，并有层状结构或内部具有真空状孔隙的珍珠岩或蛭石矿中的一种或两种的混合物，其耐热度大于1000℃，容重40～180kg/m³，导热丝数0.05～0.15kcal/m.h.℃（300～1200℃）。珍珠岩或蛭石矿粉可以按常规工艺经过化学处理，在300～1300℃范围内体积膨胀比可达2～30倍。

此外，本发明中所述的粘合剂为天然或人工合成的阳离子乳胶，橡胶乳液，水溶性树脂，甲基纤维素，乙基纤维素，羧甲基纤维素，聚乙烯醇，聚乙二醇，聚醋酸乙烯酯中的一种或几种混合物及可加入少量无机粘合剂，例如硅酸钠。其中较佳的粘合剂为阳离子乳胶。

本发明的无机密封隔热材料其制备方法按下步骤：

1、将上述陶瓷纤维和膨体矿物按一定比例称取后，加水制成两种组份混合浆液或分别制成浆液;

2、将制成混合浆液按需要平铺成一定厚度的毛毡或者先铺陶瓷纤维浆液再在其上平铺膨体矿物浆液如此反复多次直至所需厚度;

3、将上述2制得的纤维毡，在2～10kg/cm²压力下将水挤压出，干燥。

4、称取一定量粘合剂制成5～50%的水溶液，将上述3制得的纤维毡浸入粘合剂水溶液中，取出后在2～10kg/cm²压力下将水溶液挤出，经50～120℃干燥得本发明无机密封隔热材料，也可按需要制成制品。

5、当粘合剂中含有少量无机粘合剂时，可将一定量无机粘合剂先加入陶瓷纤维或者膨体矿物质中混合均匀，再按上述1～4步骤进行。

下面通过实施例对本发明给予进一步说明。

实例1

称取含有氧化硅为43～54%，氧化铝47～53%的硅酸铝陶瓷纤维800克，在水中打成浆液，使纤维长度在0.5～10mm，称取（20～70）目的蛭石1600克，经化学处理后，在多孔金属纲上先放一层陶瓷纤维后再放一层蛭石粉，反复铺成多层后放在压力机上用2～10kg/cm²压力下挤出水份，自然干燥10～50小时。将含量为44～50%的阳离子乳胶500ml加入1000ml水中配成水溶液，将上述纤维毡浸入此溶液中0.5～1分钟，在2～10kg/cm²压力下挤出乳胶溶液，制成纤维毡，经50～120℃干燥后，成为制品A。

实例2

依照实例1所述的制备方法，将蛭石粉与陶瓷纤维在水中混合打浆均匀后，铺成均匀厚度的毛毡，其余不变，制成样品B。

实例3

依照实例1的制备方法，用800克Al₂O₃纤维代替硅铝纤维，其余不变，制备出产品C。

实例4

将上述三种纤维毡制成厚度为4mm，一定尺寸的样品，在550℃之下测定其体积自由膨胀倍数如下：A 4.1;B 3.5;C 4.0。将此三种纤维毡作为汽车排气催化净化器中蜂窝陶瓷催化剂的包层使用（如图1、2、3、4所示）。上述的净化器上经过整车台架试验后再装车行至50，000Km，净化器的使用温度为300～800℃，最高时可达到1000℃，经实际使用后的净化器，解剖后发现用本发明材料制成的包层将整体催化剂与壳体之间固定很牢，且催化剂与净化器外壳间的密封性良好。A、B、C三种之中以A为最佳。

附图说明

图1、陶瓷纤维制成的密封隔热材料用于汽车排气催化剂的包层;

图2、蜂窝陶瓷催化剂;

图3、用密封隔热包层包裹的催化剂部件;

图4、使用本发明密封隔热材料为催化剂包层的一种汽车排气催化净化器。图中1为无机密封隔热材料包层。

Claims

1、一种含有陶瓷纤维和膨体矿物质用于高温下密封隔热材料，其特征在于它是由陶瓷纤维与膨体矿物质分层重叠或两种物质混合成的纤维毡，纤维毡中浸入粘合剂组成的，各组成物重量百分比为：

陶瓷纤维 20～60%，膨体矿物质 40～80%，

粘合剂 5～15%。

2、按照权利要求1所述的密封隔热材料，其特征在于陶瓷纤维是氧化铝或硅铝纤维的一种或两种物质混合物，其硅铝纤维中SiO₂含量在1～54%，Al₂O₃含量为46～99%。

3、按照权利要求1所述的密封隔热材料，其特征在于膨体矿物质为珍珠岩或蛭石。

4、按照权利要求1所述的密封隔热材料，其特征在于粘合剂为天然或人工合成的阳离子乳胶、橡胶乳液、水溶性树脂、甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素，聚乙烯醇、聚乙二醇，聚醋酸乙烯酯中的一种或几种混合及可加入少量无机粘合剂，例如硅酸钠。

5、一种按照权利要求1所述密封隔热材料的制备方法，按下步骤：

1）将陶瓷纤维和膨体矿物加水制成两种组份混合浆液或分别制成浆液，并将混合浆液铺成一定厚度的毛毡或者先铺陶瓷纤维浆液，再在其上铺膨体矿物浆液如此反复多次得到多层纤维毡;

2）将制得纤维毡加压将水挤出、干燥;

3）将粘合剂制成5～50%的水溶液，将上述2）制得的纤维毡浸入粘合剂水溶液中，取出后加压挤出水溶液，经50～120℃干燥得成品。

6、按照权利要求5所述的制备方法，其特征在于当粘合剂中含有少量无机粘合剂时，可将一定量无机粘合剂先加入陶瓷纤维或者膨体矿物质中混合均匀，再按权利要求5所述方法进行。