一种超轻新型管道保温材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及保温材料及制备方法，具体涉及一种超轻新型管道保温材料及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 自从能源危机以来，节能受到各国的普遍重视。据资料报道，到目前为止，应用节 能技术使全世界的能源消耗总量减少20~30 %。在各种节能技术中，建筑物隔热保温技术 由于节能效益显著、投资较少、回收较快而发展十分迅速。
[0003] 建筑物隔热保温是节约能源、改善居住环境和使用功能的一个重要方面。建筑能 耗在人类整个能源消耗中所占比例一般在30-40 %，绝大部分是采暖和空调的能耗，故建筑 节能意义重大。
[0004] 当今，全球保温隔热材料正朝着高效、节能、薄层、隔热、防水外护一体化方向发 展，在发展新型保温隔热材料及符合结构保温节能技术同时，更强调有针对性使用保温绝 热材料，按标准规范设计及施工，努力提高保温效率及降低成本。
[0005] 管道保温材料是供热输油管线保温的必需材料。管道保温使用中，在管道连接中 存在管道弯头接口，种类特殊，保温材料安装施工比较繁琐在囯内生产厂家中只能生产简 单厚重的产品。目前管道保温材料采用硬硅钙石型硅酸钙保温材料，其一般是以硅质原料 和钙质原料经动态水热合成、压滤、成型、烘干等工序而制成。按照制品的密度可分为普通 型和超轻型，而超轻型制品由于具有低的导热系数、良好的高温热稳定性及较小的密度更 备受关注。目前国内外生产这种材料所需的钙质原料主要采用生石灰、消石灰等，因而需要 开采大量的石灰石，从而破坏植被，对生态环境造成破坏；管道保温材料在压制成型后，脱 模效果一般，制品经常存在边角的破损，降低了制品的外观质量；而且管道连接不密实，保 温效果没有达到最佳，使得安装保温材料之后，能源有较大浪费。
【发明内容】
[0006] 本发明提供了一种超轻新型管道保温材料及其制备方法，在原料组成中增加了赤 泥，赤泥中含有CaO和Si02的成分，赤泥中的有效化学成分及矿物组成得到有效利用，对 产品增加空隙率、降低体积密度发挥了积极作用，可以降低制备管道保温材料的成本，带来 经济效益；同时在制备过程中，将过滤后的赤泥液分量配合搅拌作用加入到反应釜中，赤泥 均匀、充分地掺入到混合物中，对于制品在压制成型后脱模效果非常好，制品的边、角、棱完 整、无破损，大大改善了制品的外观质量，制备出的超轻新型管道保温材料具有密度小、导 热系数低、抗折和抗压强度高、耐热性好、无毒不燃、可锯切、易加工和不腐蚀管道的优点。
[0007] 本发明采用如下技术方案：
[0008] -种超轻新型管道保温材料，其特征在于：其原料组成包括硅质材料、钙质材料、 水、赤泥、外加剂、膨润土、增强纤维和纤维分散剂，硅质材料选用石英粉，钙质材料选用生 石灰，增强纤维选用玻璃纤维、木纤维的混合纤维，外加剂选用Sr(0H)2、水玻璃和硬硅钙 晶种的一种或一种以上；所述原料成分按重量百分比为：石英粉17. 5~22. 5 % ;生石灰 18. 2 ~20. 1 %;水 41. 3 ~43. 1 %;赤泥 8. 1 ~9. 2%;外加剂 0? 1 ~0? 12%;膨润土 6. 1 ~ 7. 2 % ;增强纤维0. 2~0. 3 % ;纤维分散剂0. 1~0. 15%。
[0009] -种制备超轻新型管道保温材料的方法，其特征在于包括如下步骤：
[0010] (a)原料选择：选择内部致密，表面光滑的石英粉，该石英粉的二氧化硅含量大于 99 %，密度2. 65g/m3,莫氏硬度7. 5,PH值6. 5,耐火度1770~1780 °C;选择优质的石灰石进 行科学的煅烧，温度控制在l〇〇〇°C，对煅烧良好的熟石灰进行筛选，控制水温在85°C，用10 倍水量进行消解，再用50木筛子过滤三遍，得到石灰浆；
[0011] (b)料浆制备：按照n(CaO) :n(Si02) = 1. 05 :1. 00配置，开启沉淀罐上的进料 阀，将配置后的二氧化硅和石灰浆通入到沉淀罐，沉淀罐处于常温、常压状态，静置10分 钟，并打开计量罐上的进料栗，通过流量计的监控，将水栗入到计量罐，同时将悬浮赤泥液 通过进料管加入到加料筒中，加入絮凝剂混合，通过沉降槽的沉降分离作用，悬浮赤泥液的 悬浮颗粒在重力的作用下降至底部，用刮板刮集悬浮颗粒到底流处，赤泥液经底流出口排 入的储料槽中，然后微开反应釜上的放空阀，开启反应釜上的进料阀和进料栗，按照水与固 相的质量比30 :1的比例，将沉淀罐中的混合物和计量罐中的水栗入到反应爸中，进行动态 水热反应，同时打开反应釜上的两个进料阀，分别添加按照配比的膨润土和外加剂，加热升 温，电压定为150V，同时启动搅拌电机，升温阶段搅拌速度控制在300r/min，保温阶段搅拌 速度70r/min，然后打开另一个进料阀，将储料槽中的赤泥液分量配合搅拌作用通入到反应 釜中，赤泥液分四次进行通入，第一次通入赤泥液总量的15~20 %，第二次通入赤泥液总 量的25~30%，第三次通入赤泥液总量的25~30%，第四次将剩余的赤泥液通入，当达到 设定温度时，保温lh，然后关闭电源，自然冷却后制得硬硅钙石料浆；
[0012] (c)凝胶：将硬硅钙石料浆与玻璃纤维、木纤维的混合纤维和纤维分散剂混合，利 用栗将混合后的料浆输送到凝胶罐，在0. 7~1.OMpa压力的蒸汽下直接加热，温度控制在 95~97°C，凝胶化反应6小时，出料；
[0013] (d)压制成型：将反应后的凝胶注入到设计的模具中，置于液压式万能压力机上， 通过压力机送油阀控制压制速度，成型压力为〇? 49Mpa，保持压力不变，持续3~5min，然后 打开回油阀，缓慢将压坯脱出，得到中间产品；
[0014] (e)蒸养：在温度为150~180°C，压力为0? 7~0? 8Mpa下蒸养6小时，得到蒸压 养护后的还体；
[0015](f)烘干：将蒸压养护后的坯体放入烘箱干燥脱水，温度控制在105~110°C，干燥 时间为12~16个小时，烘至含水率低于3%，制得超轻新型硅酸钙保温材料；
[0016] (g)产品测试及保温管道制作：将制得的超轻新型硅酸钙保温材料抽样进行性能 测试，将符合标准性能的超轻新型硅酸钙保温材料按照标准尺寸要求，在切割机上进行裁 切，用调配的粘接剂对切割的保温材料进行粘结、抛光、试验安装；
[0017] (h)成品包装。
[0018] 进一步，料浆制备步骤中，在开启搅拌电机20min后进行第一次通入赤泥液，在开 启搅拌电机35min后进行第二次通入赤泥液，在开启搅拌电机45min后进行第三次通入赤 泥液，在开启搅拌电机50min后进行第四次通入赤泥液，完成储料槽中的赤泥液分量配合 搅拌作用通入到反应釜中的工作。
[0019] 进一步，料浆制备步骤中，赤泥液分四次通入到反应釜中的具体含量为第一次通 入赤泥液总量的15%，第二次通入赤泥液总量的25%，第三次通入赤泥液总量的30%，第 四次将剩余的30%赤泥液通入到反应釜中。
[0020] 进一步，产品测试及保温管道制作中，性能测试具体包括导热系数测定、孔隙率测 定、抗压强度测定、抗折强度测定、容重的测定和吸水率的测定。
[0021] 本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
[0022] (1)本发明在原料组成中增加了赤泥，赤泥中含有CaO和Si02的成分，赤泥中的 有效化学成分及矿物组成得到有效利用，毛细孔网状结构非常发达的物理特性得到充分发 挥，对产品增加空隙率、降低体积密度发挥了积极作用，而且赤泥具有很强的富水性能和可 塑性，对于制备过程，可减少原料CaO和Si02的量，减少对生态资源的开发，同时降低制备 管道保温材料的成本，带来经济效益；本发明在原料组成中增加了外加剂Sr(0H)2、水玻璃 和硬硅钙晶种，增加结晶硅的溶解速度，提高反应活性以及有效Si02含量。
[0023] (2)本发明在制备过程中，原料选择步骤中，选择内部致密，表面光滑的石英粉作 为硅质材料，提高原料粉磨细度，减小结晶硅的颗粒度，增加颗粒比表面积，从而提高在料 浆制备中的反应速度；在料浆制备步骤中，赤泥通过沉降槽的沉降分离作用将杂质过滤，避 免杂质对动态水热反应的影响，将过滤后的赤泥液分量配合搅拌作用加入到反应釜中，赤 泥液分四次进行通入，第一次通入赤泥液总量的15~20%，第二次通入赤泥液总量的25~ 30%，第三次通入赤泥液总量的25~30%，第四次将剩余的赤泥液通入，赤泥的加入量逐 步增加，赤泥均匀、完全充分地掺入到混合物中，对于制品在压制成型后脱模效果非常好， 制品的边、角、棱完整、无破损，大大改善了制品的外观质量，制备出的超轻新型管道保温材 料具有密度小、导热系数低、抗折强度高