[發明專利]一種基于納米氣凝膠顆粒的隔熱鋪墊瓦塊及其制備方法

在審

• 申請號: 202110264358.5
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113045284A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 伊希斌;李忠軍;李忠杰;劉本學;徐越;孫其峰
• 申請（專利權）人: 山東茂盛管業有限公司
• 主分類號: C04B28/32
• 分類號: C04B28/32;C04B38/08;C04B20/02;F16L59/02;C04B14/06;C04B111/28
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 薛鵬喜

本發明公開了一種基于納米氣凝膠顆粒的蒸汽管線專用長壽命、高強度、隔熱鋪墊瓦塊，包括以下質量百分比的原料：氧化鎂30～50％，鹵片20～40％，陶瓷纖維0～20％，改性納米氣凝膠顆粒10～30％。改性納米氣凝膠是以異丁基三乙氧基硅烷或甲基三甲氧基硅烷為顆粒表面修飾劑，對納米氣凝膠顆粒進行表面預處理均勻后得到的。上述原料與去離子水混合后澆注養護得到本發明的隔熱瓦塊，去離子水與氧化鎂和鹵片的總質量之比為(50～80):(60～80)。本發明制備得到的隔熱鋪墊瓦塊具有使用壽命長，強度高等特點，加入氣凝膠作為隔熱填料可以有效降低管道的熱損失；物理性能穩定，沒有放射性，環境安全，無毒無味。

技術領域

本發明屬于管道隔熱保溫技術領域，尤其涉及一種基于納米氣凝膠顆粒的蒸汽管線專用長壽命、高強度、隔熱鋪墊瓦塊及其制備方法。

背景技術

隨著新型高效隔熱材料的不斷推出，隔熱材料已經滲入到長輸蒸汽管線的保溫和閥門、疏水裝置、管支架等特殊部位的保溫。其中，管支架通常通過支撐板、肋板導熱和底板散熱，把介質熱量傳遞到大氣中。經計算和實測可知，管道支架的熱損失約占管道總熱損的20％～30％，這就需要在施工過程中對此部位進行重點隔熱保溫。

國內常見的保溫方法是用澆注料做硬質隔熱材料，用陶瓷纖維毯做軟質隔熱材料，并與鋼制管夾進行組合，加工成隔熱型管支架。但是這類隔熱管托在運行數年后節能效果逐漸喪失，造成這一現象的主要原因是:(1)隔熱、抗壓、耐壓性能不理想。大多隔熱管托廠家所采用的成品混合料的性能和質量受到約束，產品的導熱系數大于0.2W/(m·K)，抗壓強度小于8MPa，耐壓強度約為2MPa。(2)防松設計失效。雖然管托采用彈墊等防松設計，但耳板在長期載荷作用及較高溫度工況下產生的蠕變導致其防松失效，管托與管道發生相對位移，破壞了蒸汽管道的整體保溫。(3)硬質隔熱塊易碎。在使用過程中受直接應力與二次應力(載荷)交變作用的影響，再加上溫度驟變產生的溫差應力，隔熱瓦塊抗拉、韌性不夠；運輸、裝卸、安裝就位過程中的外在沖擊、振動等原因都會造成所使用的硬質隔熱塊開裂，致使其保溫功能下降。上述原因表明，隔熱瓦塊受澆注料硬質隔熱材料和原料熱導率等影響，在使用過程中不能滿足蒸汽管線長期安全、節能的需求。因此，從節能的角度考慮，需研制新的高強隔熱材料，以解決上述問題，保證新型隔熱管托滿足蒸汽管線長期安全、節能的運行。

綜上所述，針對現有市場產品和技術存在的耐熱性差、保溫效果差、韌性低、使用壽命短及生產成本高等問題，所以需要一種基于納米氣凝膠顆粒的蒸汽管線專用隔熱鋪墊瓦塊，以解決現有技術中隔熱鋪墊瓦塊耐熱性差、保溫效果差、韌性低、使用壽命短等問題。

發明內容

針對上述現有技術，本發明的目的是提供一種基于納米氣凝膠顆粒的蒸汽管線專用長壽命、高強度、隔熱鋪墊瓦塊及其制備方法。本發明制備得到的隔熱鋪墊瓦塊具有使用壽命長，強度高等特點，加入氣凝膠作為隔熱填料可以有效降低管道的熱損失。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的第一方面，提供一種基于納米氣凝膠顆粒的隔熱鋪墊瓦塊，包括以下質量百分比的原料：

氧化鎂30～50％，鹵片20～40％，陶瓷纖維0～20％，改性納米氣凝膠顆粒10～30％。

優選的，所述氧化鎂的粒徑為0.5～2μm。

優選的，所述鹵片為鹵片粉末，粒徑為0.5～2μm。

優選的，所述陶瓷纖維的長度為1～3mm，直徑為0.3～1mm。

優選的，所述改性納米氣凝膠顆粒的制備方法為：以顆粒表面修飾劑對納米氣凝膠顆粒的表面進行改性處理，所述顆粒表面修飾劑為異丁基三乙氧基硅烷或甲基三甲氧基硅烷，用量為納米氣凝膠顆粒質量的1.0～2.5％。

更為優選的，所述納米氣凝膠顆粒為二氧化硅氣凝膠顆粒，粒徑為0.5～8mm。