CN110510918A - 一种应用于换热器的保温填料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于换热器的保温填料及其制备方法,包括矿渣棉绒6‑8份,无机硅酸盐颗粒9‑12份,聚丙烯纤维4‑6份,无机磷酸盐颗粒10‑12份,聚酯多元醇30‑36份,阻燃剂10‑20份,聚碳酸酯10‑12份,耐火粘土8‑10份,热稳定剂14‑16份,尿醛树脂15‑17份,聚苯颗粒20‑22份,发泡催化剂10‑18份,发泡剂4‑8份,固化剂7‑8份,水80‑100份。本发明能够耐高温,隔热效果好,保温率高,具有耐火性质,化学性质稳定。将本发明的保温填料填充于换热器壳体内部,可有效减少余热与外部的热交换,增加换热器内部的保温效果,进而增加换热器的换热效率。
Description
技术领域
本发明属于换热器保温材料的技术领域,具体涉及一种应用于换热器的保 温填料及其制备方法。
背景技术
在硅铁炉在冶炼生产过程中,产生大量夹带微细尘粒的高温烟气。生产1 吨75%硅铁,理论上大约产生1500~2000Nm3炉气,烟气中主要成分是N2、O2、 CO2、H2O,由于空气过剩系数很大,因此基本接近空气成分。
硅铁炉在冶炼产生的烟气热含量大,1吨75%硅铁烟气中含热量相当于输入 的电量,因此回收余热的潜在能量很大。现有工业大多使用换热器进行热量的 回收利用,然而在换热器进行余热回收利用时,由于换热器壳体为金属材质, 其保温效果不佳,相当大一部分热量会从换热器壳体流失。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足,提供一种应用于换热器的 保温填料及其制备方法,以解决或改善上述的问题。
为达到上述目的,本发明采取的技术方案是:
一种应用于换热器的保温填料及其制备方法,其包括以下质量份组份:
矿渣棉绒6-8份,无机硅酸盐颗粒9-12份,聚丙烯纤维4-6份,无机磷酸 盐颗粒10-12份,聚酯多元醇30-36份,阻燃剂10-20份,聚碳酸酯10-12份, 耐火粘土8-10份,热稳定剂14-16份,尿醛树脂15-17份,聚苯颗粒20-22份, 发泡催化剂10-18份,发泡剂4-8份,固化剂7-8份,水80-100份。
优选地,无机硅酸盐颗粒为12份硅酸二钙或10份硅酸三钙颗粒。
优选地,热稳定剂包括钙锌稳定剂和稀土钙锌稳定剂组成的混合物,钙锌 稳定剂和稀土钙锌稳定剂质量份的组份比为4:3。
优选地,无机磷酸盐为正磷酸盐。
一种保温填料的制备方法,包括:
S1、将聚丙烯纤维和水按照重量比导入搅拌机内,在800~1500rpm转速下 搅拌10~20min,直至聚丙烯纤维搅拌至网状结构,再依次加入矿渣棉绒、聚酯 多元醇、聚碳酸酯、发泡催化剂和耐火粘土,并在800~1500rpm转速下搅拌1~ 1.5小时,使物料混合均匀,得到混合组份A;
S2、将无机硅酸盐颗粒、无机磷酸盐颗粒、热稳定剂、尿醛树脂、聚苯颗 粒、发泡剂、固化剂和阻燃剂按照重量比导入研磨机中,在研磨过程中加入水, 并在1200~1500rpm研磨转速、温度90℃~120℃研磨温度下,研磨1~1.5小 时,得到混合组份B;
S3、将混合组份A和B导入搅拌机中,在800~1500rpm转速、60℃~90℃ 温度下搅拌0.5~1.0小时,使物料混合均匀,得到混合组份C;
S4、将混合组份C放入离子去水机中,在频率为3000~4000HZ下进行去 水处理20~30min,去除水分,得到保温填料。
优选地,步骤S2中混合组份在研磨过程中,每次间隔10~12min加入5~6 份水。
优选地,步骤S3中具体包括:将混合组份A和B导入搅拌机中进行搅拌, 当混合物搅拌至粘稠状时,加入10份高级脂肪酸继续搅拌。
优选地,步骤S4还可将混合组份C放入烘烤室,在150℃~200℃下烘烤 40min~50min,得到保温填料。
本发明提供的应用于换热器的保温填料及其制备方法,具有以下有益效果:
本发明能够耐高温,隔热效果好,保温率高,具有耐火性质,化学性质稳 定。将本发明的保温填料填充于换热器壳体内部,可有效减少余热与外部的热 交换,增加换热器内部的保温效果,进而增加换热器的换热效率。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述,以便于本技术领域的技术人员理 解本发明,但应该清楚,本发明不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的 普通技术人员来讲,只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精 神和范围内,这些变化是显而易见的,一切利用本发明构思的发明创造均在保 护之列。
根据本申请的一个实施例,本方案的应用于换热器的保温填料及其制备方 法,包括以下质量份组份:
矿渣棉绒6-8份,无机硅酸盐颗粒9-12份,聚丙烯纤维4-6份,无机磷酸 盐颗粒10-12份,聚酯多元醇30-36份,阻燃剂10-20份,聚碳酸酯10-12份, 耐火粘土8-10份,热稳定剂14-16份,尿醛树脂15-17份,聚苯颗粒20-22份, 发泡催化剂10-18份,发泡剂4-8份,固化剂7-8份,水80-100份。
其中,矿渣棉绒能增加换热器外壳壳体的隔热热阻,降低传热系数,减少 热量与壳体外部空气的热交换,增加保温效果。
耐火粘土选用具有耐高温的铝土矿,由于硅铁炉冶炼过程产生的烟气温度 高于500摄氏度,故选用可做耐火材料的耐火粘土,增加保温填料的耐火温度。
无机硅酸盐颗粒为12份硅酸二钙或10份硅酸三钙颗粒,无机磷酸盐为正 磷酸盐,选用无机硅酸盐和无机磷酸盐作为填料的基本材料,即使在高于600 摄氏度时,其依然具有较高的硬度,且具有一定的保温功能,应用于换热器的 外壳内,非常契合。
聚丙烯纤维密度小,质量轻,电阻率高(7×1019Ω.cm),导热系数小,可有 效保温。除此,本发明的保温填料利用聚丙烯纤具有好分散和强度高的特性, 将其作为首要材料投入第一道工艺中,当将其搅拌至网状结构时,再加入其它 材料,利用聚丙烯纤的好分散特性,便于与其它材料混合,增加搅拌效果。
聚酯多元醇具有较好的相溶性,可作为本保温填料的胶粘剂,增加保温填 料的胶粘性能。
聚碳酸酯,主要利用其具有耐热、阻燃、和耐磨的特性,增加保温填料的 耐高温和耐磨特性。
尿醛树脂,其分子结构中含有极性氧原子,对物面具有较强的附着力,利 用该特性,使得保温填料具有一定的附着能力,更能附着于壳体或其它材质表 面,进而使得保温填料能够直接与物面作用,增大填料的保温效果。
聚苯颗粒,主要利用其膨胀和保温功能,利用其膨胀功能使整个保温填料 具有一定膨胀和疏松特性,更易充满整个外壳;利用其保温功能,减少热量损 失。
阻燃剂,如硅系阻燃剂,由于混合材料内有些高分子材料燃点较低,如聚 苯颗粒和聚丙烯纤维,故加入适量的阻燃剂赋予易燃聚合物难燃性的特性。
热稳定剂,热稳定剂包括钙锌稳定剂和稀土钙锌稳定剂组成的混合物,钙 锌稳定剂和稀土钙锌稳定剂质量份的组份比为4:3,用于防止或延缓混合材料的 热老化。
发泡剂,选择物理发泡剂,增加保温填料的疏松特性,使其更易于充满整 个换热器外壳内。
发泡催化剂,与发泡剂功能相同。
固化剂,用于加快保温填料的固化。
根据本申请的一个实施例,一种保温填料的制备方法,包括:
S1、将聚丙烯纤维和水按照重量比导入搅拌机内,在800~1500rpm转速下 搅拌10~20min,直至聚丙烯纤维搅拌至网状结构,再依次加入矿渣棉绒、聚酯 多元醇、聚碳酸酯、发泡催化剂和耐火粘土,并在800~1500rpm转速下搅拌1~ 1.5小时,使物料混合均匀,得到混合组份A;
S2、将无机硅酸盐颗粒、无机磷酸盐颗粒、热稳定剂、尿醛树脂、聚苯颗 粒、发泡剂、固化剂和阻燃剂按照重量比导入研磨机中,在研磨过程中加入水, 并在1200~1500rpm研磨转速、温度90℃~120℃研磨温度下,研磨1~1.5小 时,得到混合组份B;
S3、将混合组份A和B导入搅拌机中,在800~1500rpm转速、60℃~90℃ 温度下搅拌0.5~1.0小时,使物料混合均匀,得到混合组份C;
S4、将混合组份C放入离子去水机中,在频率为3000~4000HZ下进行去 水处理20~30min,去除水分,得到保温填料。
步骤S2中混合组份在研磨过程中,每次间隔10~12min加入5~6份水。
步骤S3中具体包括:将混合组份A和B导入搅拌机中进行搅拌,当混合 物搅拌至粘稠状时,加入10份高级脂肪酸继续搅拌。
其中,高级脂肪酸选择带支链的高级脂肪酸,其具有高的热稳定性;
步骤S4还可替换为混合组份C放入烘烤室,在150℃~200℃下烘烤 40min~50min,得到保温填料。
根据本申请的一个实施例,本发明的保温填料可以应用于硅铁炉冶炼中烟 气余热热量的回收利用,由于烟气温度属于高温,为避免或减少相当一部分烟 气热量通过换热器壳体与外界空气发生热交换,将本发明的保温填料填充于换 热器的外壳内,较少热量损失。
本发明能够耐高温,隔热效果好,保温率高,具有耐火剧院性质,化学性 质稳定。将本发明的保温填料填充于换热器壳体内部,可有效减少余热与外部 的热交换,增加换热器内部的保温效果,进而增加换热器的换热效率。
虽然对发明的具体实施方式进行了详细地描述,但不应理解为对本专利的 保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内,本领域技术人员不经创造性 劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (8)
1.一种应用于换热器的保温填料及其制备方法,其特征在于,包括以下质量份组份:
矿渣棉绒6-8份,无机硅酸盐颗粒9-12份,聚丙烯纤维4-6份,无机磷酸盐颗粒10-12份,聚酯多元醇30-36份,阻燃剂10-20份,聚碳酸酯10-12份,耐火粘土8-10份,热稳定剂14-16份,尿醛树脂15-17份,聚苯颗粒20-22份,发泡催化剂10-18份,发泡剂4-8份,固化剂7-8份,水80-100份。
2.根据权利要求1所述的应用于换热器的保温填料,其特征在于,所述无机硅酸盐颗粒为12份硅酸二钙或10份硅酸三钙颗粒。
3.根据权利要求1所述的应用于换热器的保温填料,其特征在于,所述热稳定剂包括钙锌稳定剂和稀土钙锌稳定剂组成的混合物,钙锌稳定剂和稀土钙锌稳定剂质量份的组份比为4:3。
4.根据权利要求1所述的应用于换热器的保温填料,其特征在于,所述无机磷酸盐为正磷酸盐。
5.一种根据权利要求1-4任一所述的应用于换热器的保温填料的制备方法,其特征在于,包括:
S1、将聚丙烯纤维和水按照重量比导入搅拌机内,在800~1500rpm转速下搅拌10~20min,直至聚丙烯纤维搅拌至网状结构,再依次加入矿渣棉绒、聚酯多元醇、聚碳酸酯、发泡催化剂和耐火粘土,并在800~1500rpm转速下搅拌1~1.5小时,使物料混合均匀,得到混合组份A;
S2、将无机硅酸盐颗粒、无机磷酸盐颗粒、热稳定剂、尿醛树脂、聚苯颗粒、发泡剂、固化剂和阻燃剂按照重量比导入研磨机中,在研磨过程中加入水,并在1200~1500rpm研磨转速、温度90℃~120℃研磨温度下,研磨1~1.5小时,得到混合组份B;
S3、将混合组份A和B导入搅拌机中,在800~1500rpm转速、60℃~90℃温度下搅拌0.5~1.0小时,使物料混合均匀,得到混合组份C;
S4、将混合组份C放入离子去水机中,在频率为3000~4000HZ下进行去水处理20~30min,去除水分,得到保温填料。
6.根据权利要求5所述的应用于换热器的保温填料的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中混合组份在研磨过程中,每次间隔10~12min加入5~6份水。
7.根据权利要求5所述的应用于换热器的保温填料的制备方法,其特征在于,所述步骤S3中具体包括:将混合组份A和B导入搅拌机中进行搅拌,当混合物搅拌至粘稠状时,加入10份高级脂肪酸继续搅拌。
8.根据权利要求5所述的应用于换热器的保温填料的制备方法,其特征在于,所述步骤S4还可将混合组份C放入烘烤室,在150℃~200℃下烘烤40min~50min,得到保温填料。
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