CN106830957A - 一种纳米级微孔隔热胶泥 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纳米级微孔隔热胶泥，其构成组分及重量百分比分别为：纳米级二氧化硅粉末10～35％；纳米级或微米级氧化锆粉末或硅酸锆粉末2～25％，增强用纤维0.1～10％；加无水溶剂至100％。本发明制得的纳米级微孔隔热胶泥，其湿态密度在800～1250Kg/m3,干密度250～500Kg/m3,导热系数在600℃时0.035～0.065W/mK,比陶瓷纤维质胶泥的400℃时0.12～0.30W/mK和普通耐火胶泥的1.50W/mK低得很多,是一种非常好的纳米级微孔隔热胶泥，具有广阔的应用前景，广泛应用于高温隔热、低温隔热和保冷等隔热节能领域的各个方面。

Description

一种纳米级微孔隔热胶泥
技术领域
本发明属于隔热保温材料领域，涉及胶泥，尤其是一种纳米级微孔隔热胶泥。
背景技术
现有的高温胶泥或者隔热保温胶泥，普遍采用微米级耐火粉末制成，其导热系数在0.12～1.5W/mK(400℃)，虽然具有很好的耐火性和施工流动性，但是，其隔热性能非常差。
通过检索，发现如下相关专利：
1、结晶型耐水保温抗裂高效胶泥(CN101074158A)，由胶粉和保温隔热粒料按每100公斤胶粉用480～600升保温隔热材料混合成，所述胶粉由下述重量份数的原料组成：425#水泥550～625份，石英砂175～250份，重质碳酸钙150～160份，灰钙粉85～100份，纤维素4～7份，聚丙烯单丝纤维3～5份，可再分散乳胶粉21～29份，水泥基渗透结晶活性母料13～17份。这种胶泥透气性、保温性能、防火性能好，不易出现裂缝、龟裂、脱落等现象。
2、一种保温防水胶泥及其制备方法(CN103553542A)，包括苯丙乳液、建筑胶水、酯醇、增稠剂、防霉剂、分散剂、聚苯颗粒、玻化微珠、硅酸铝、陶砂、功能纤维、偶联剂、润湿剂和硅酸钠水溶液。(1)将配方量的硅酸钠水溶液、防霉剂、分散剂、酯醇和功能纤维加入具有苯丙乳液、偶联剂和润湿剂的混合液的混合罐中，开动搅拌器，在搅拌速度为120-130r/min,混合2-3h后加入增稠剂；(2)在搅拌速度为50-60r/min情况下加入中空玻化微珠或空心玻璃微珠、硅酸铝、陶砂、建筑胶水和聚苯颗粒中搅拌1-2h，得混合料，即保温防水胶泥。
3、一种用于建筑外墙外保温-隔热***的有机-无机复合型保温胶泥组成物(CN104098319A)，该保温胶泥组成物由聚丙烯酸酯乳液、硅溶胶、纤维素醚、聚苯颗、粉煤灰空心微珠、膨胀玻化微、成膜助剂、乙二醇、防霉剂组成的。其配方如下(质量比)：水240～280；粉煤灰空心微珠70～90；聚丙烯酸酯乳液180～250；硅溶胶15～20；纤维素醚1.0～1.58；聚苯颗粒7～12；膨胀玻化微珠100～150；成膜助剂3～5；乙二醇7～9；防霉剂0.7～0.9。
通过对比，本申请胶泥的组分与上述专利不同，本申请采用无水型溶剂，这类溶剂具有极低的表面张力，得到的胶泥为纳米级微孔，保温性能是普通胶泥的3～4倍。
发明内容
本发明的目的是克服现有耐火胶泥材料的不足，提供一种纳米级微孔的隔热胶泥材料，该隔热胶泥导热系数低、节能效率高，生产简单、成本低廉。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种纳米级微孔隔热胶泥，其构成组分及重量百分比分别为：
而且，所述二氧化硅粉末为气相二氧化硅粉末，粒径为5～200纳米。
而且，所述氧化锆粉末或硅酸锆粉末粒径为5～200纳米或0.5～10微米。
而且，所述增强用纤维为无机质短纤维或连续纤维。
而且，所述增强用纤维为玻璃纤维、岩棉、硅酸铝纤维、氧化硅纤维、氧化铝纤维、高硅氧纤维或莫来石纤维，长度为5～15毫米。
而且，所述溶剂为正硅酸乙酯、甲醇、甲酰胺、乙醇、硅烷、树脂的一种或者两种以上的混合物。
而且，所述正硅酸乙酯、甲醇、甲酰胺、乙醇、硅烷和树脂按重量比1︰0.5︰0.5︰0.5:0.6:0.6混合使用。
而且，所述胶泥组分还包括10～30％碳化硅粉末，粒径为5～200纳米或0.5～10微米。
而且，所述胶泥组分还包括1～30％二氧化钛或碳酸钙，粒径为5～200纳米或0.5～10微米。
而且，所述胶泥组分还包括0.1～3％氧化铝，粒径为5～200纳米或0.5～10微米。本发明采用纳米级微孔隔热材料为原料，加特殊的添加剂，制作成胶泥状态，可以很方便地施工。在施工耐火砖时，胶泥可以被挤压进入砖缝里面去，干燥后形成轻质的纳米级微孔隔热结构，形成很好的隔热效果，杜绝了砖缝之间的热量流失，达到很好的隔热保温节能效果。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明具有原料容易取得、生产简单、成本低廉等特点，可以广泛应用于高温隔热、低温隔热和保冷等隔热节能领域的各个方面。
2、本发明采用的生产方法具有简单易行，为现有工业设备和方法能够达到的方案，不需要特殊的专门的设备。
3、本发明制得的纳米级微孔隔热胶泥，其湿态密度在800～1250Kg/m3,干密度250～500Kg/m3；导热系数在600℃时0.035～0.065W/mK。
比陶瓷纤维的胶泥或者不定型材料的400℃时导热系数0.12～0.30W/mK低得多；与市场上常用的耐火胶泥相比，比如火泥、磷酸盐胶泥，都是以各种微米级别或者毫米级别的粉料混合物，使用水或者含水的液体为溶剂，其400℃导热系数均在0.15～2.5W/mK，纳米级微孔隔热胶泥的隔热性能更是优异许多。
4、本发明纳米级微孔隔热胶泥采用无水的有机溶剂，而且这类有机溶剂都具有极低的表面张力，这样的胶泥在干燥过程中是不会产生过大的表面收缩压而破坏纳米级微孔结构，这样可以保留纳米级别的微孔，达到极低的0.035～0.065W/mK导热系数；如果本发明粉料配方采用水或者含水的溶剂，纳米粉料在干燥时就会因毛细微孔收缩压力作用而破坏纳米结构变成微米甚至毫米级别的孔洞结构，在宏观上观察就是会产生许多毫米级别的裂纹，丧失其优异的隔热性能。
5、本发明采用正硅酸乙酯、甲醇、甲酰胺、乙醇、硅烷和树脂按重量比1︰0.5︰0.5︰0.5:0.6:0.6混合使用，其中正硅酸乙酯是一种油性的有机溶剂，可以起到油性包裹作用，防止进入的微量水分破坏纳米级微孔结构；甲醇和乙醇是一种极低表面张力的溶剂，有利于在干燥中保护纳米级微孔结构；甲酰胺是一种干燥过程中粒度孔径控制剂，主要作用是均匀控制形成的纳米孔径；硅烷和树脂是一种硅的添加物，在高温下形成硅的网络连接作用，提高产品高温下的结合强度，从而为干燥后的产品提供有益的强度和隔热性能，这几种有机溶剂混合使用，可以使纳米级微孔隔热胶泥达到更优异的性能。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
实施例1：
一种纳米隔热材料，其构成组分及重量百分比分别为：
制备方法是：
按重量配比将二氧化硅粉末、氧化锆粉末或者硅酸锆粉末与增强用纤维干态混合，加入溶剂，搅拌均匀，形成湿态混合泥浆料，即得到纳米级微孔隔热胶泥材料。
其湿态密度在1250Kg/m3,干密度350～500Kg/m3，导热系数在600℃时0.055W/mK，
本实施例中使用的溶剂是市场上常用的食品级的无水乙醇。
实施例2：
一种纳米隔热材料，其构成组分及重量百分比分别为：
本实施例中使用的溶剂是市场上常用的食品级的无水乙醇。
按重量配比将纳米级二氧化硅或气相二氧化硅粉末、纳米级或微米级碳化硅粉末、纳米级和或微米级氧化铝在干态下与增强纤维混合，加入溶剂，溶剂用量以适合混合料成泥浆为准，即可制得纳米级微孔隔热胶泥。
由此制得的纳米级微孔隔热胶泥材料，其湿密度在1000Kg/m3,干密度在250～400Kg/m3,导热系数在600℃时0.045W/mK,比陶瓷纤维的400℃时0.12～0.30W/mK、普通耐火胶泥的1.50W/mK低得多,是一种非常好的纳米级微孔隔热胶泥材料。

Claims (10)

1.一种纳米级微孔隔热胶泥，其特征在于：其构成组分及重量百分比分别为：
2.根据权利要求1所述的纳米级微孔隔热胶泥，其特征在于：所述二氧化硅粉末为气相二氧化硅粉末，粒径为5～200纳米。
3.根据权利要求1所述的纳米级微孔隔热胶泥，其特征在于：所述氧化锆粉末或硅酸锆粉末粒径为5～200纳米或0.5～10微米。
4.根据权利要求1所述的纳米级微孔隔热胶泥，其特征在于：所述增强用纤维为无机质短纤维或连续纤维。
5.根据权利要求1所述的纳米级微孔隔热胶泥，其特征在于：所述增强用纤维为玻璃纤维、岩棉、硅酸铝纤维、氧化硅纤维、氧化铝纤维、高硅氧纤维或莫来石纤维，长度为5～15毫米。
6.根据权利要求1所述的纳米级微孔隔热胶泥，其特征在于：所述溶剂为正硅酸乙酯、甲醇、甲酰胺、乙醇、硅烷、树脂的一种或者两种以上的混合物。
7.根据权利要求6所述的纳米级微孔隔热胶泥，其特征在于：所述正硅酸乙酯、甲醇、甲酰胺、乙醇、硅烷和树脂按重量比1︰0.5︰0.5︰0.5:0.6:0.6混合使用。
8.根据权利要求1所述的纳米级微孔隔热胶泥，其特征在于：所述胶泥组分还包括10～30％碳化硅粉末，粒径为5～200纳米或0.5～10微米。
9.根据权利要求1所述的纳米级微孔隔热胶泥，其特征在于：所述胶泥组分还包括1～30％二氧化钛或碳酸钙，粒径为5～200纳米或0.5～10微米。
10.根据权利要求1所述的纳米级微孔隔热胶泥，其特征在于：所述胶泥组分还包括0.1～3％氧化铝，粒径为5～200纳米或0.5～10微米。
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