一种抗冻型低温保温材料的制作方法

文档序号:11229427阅读:732来源:国知局
本发明涉及保温材料
技术领域
,具体涉及一种抗冻型低温保温材料。
背景技术
:低温保温材料广泛应用于冰箱、集装箱、冷柜、管道等低温环境中,要求具有低温尺寸稳定、低温下抗压强度高、保冷保温等特点;长期以来,聚氨酯泡沫塑料由于具有重量轻、导热系数低、比强度高等特点,成为制作低温保温材料的主要原料之一。但是聚氨酯材料在反应中,需要使用氟利昂,可能会对大气臭氧层造成破坏,达不到国际环保组织的要求;同时,聚氨酯塑料低温下尺寸稳定性差,回弹性差,抗压缩永久变形差,容易变形开裂,低温下抗压强度较低,抗冻性差,不能满足使用需求。因此需要选择并使用新型低温保温材料,增强材料抗冻性,提高低温保温产品的使用寿命。技术实现要素:本发明的目的是针对现有技术的问题,提供一种抗冻型低温保温材料。为了达到上述目的,本发明通过以下技术方案来实现的:一种抗冻型低温保温材料,包括以下按重量份的原料:天然橡胶60-90份,顺丁橡胶20-30份,聚异丁烯橡胶5-10份,聚氨酯橡胶30-70份,环氧丙烷橡胶10-30份,共聚型氯醇橡胶20-35份,乙烯-乙酸乙烯酯橡胶15-30份,丙烯酸酯橡胶25-40份,松香树脂1-3份,石油树脂6-10份,硅酸钛35-45份,三氧化二铝8-13份,二氧化铝28-33份,芳烃油3-5份,硬脂酸1-3份,枸橼酸钠1-3份,枸橼酸1-3份,丙酰基磷酸双十八酯1-3份,棕榈酸酰胺1-3份,丙酸甲酯1-3份,对苯双胺2-4份,水杨酸0.2-0.4份,高岭土10-30份,芳烃油3-5份,微晶纤维素1-3份,微晶石蜡2-6份,碳化硼1-2份,硬脂酸镁3-8份,氧化铋2-3份,钛白粉4-5份,环烷油3-5份,苯乙烯化苯酚3-5份,二氧化钛2-3份,碳酸氢镁4-5份,氧化锆纤维5-15份,玻璃棉纤维5-15份,石棉粉纤维为3-5份,空心球5-10份,膨胀珍珠岩3-7份,硅藻土5-8份。优选地,所述硅酸钛、三氧化二铝和二氧化铝为纳米级硅酸钛、纳米级三氧化二铝和纳米级二氧化铝。优选地,所述甲基乙烯基硅橡胶中乙烯基的含量在0.1%-0.2%之间。优选地,所述氧化锆纤维的直径为10-100um,长度为0.5-2cm,且所述氧化锆纤维中氧化锆的含量为80%-95%。优选地,所述玻璃棉纤维和石棉粉纤维的直径为0.1-1mm,长度为0.5-3cm。优选地,所述保温材料的制备工艺步骤如下:a.启动高压升温式罐装高速搅拌机,设定罐内温度160-200℃并进行逐渐升温,从投料口投入芳烃油、硬脂酸、枸橼酸、丙酰基磷酸双十八酯、丙酸甲酯、水杨酸、芳烃油、微晶纤维素、钛白粉和环烷油并混合搅拌均匀,得到混合料a;b.罐内温度达到160-200℃时,从投料口投入硅酸钛、三氧化二铝、二氧化铝、枸橼酸钠、棕榈酸酰胺、对苯双胺、高岭土、碳化硼、硬脂酸镁、氧化铋、碳化硼、苯乙烯化苯酚、二氧化钛、碳酸氢镁、氧化锆纤维、玻璃棉纤维和石棉粉纤维,混合搅拌均匀,得到混合料b;c.将天然橡胶、顺丁橡胶、聚异丁烯橡胶、聚氨酯橡胶、环氧丙烷橡胶、共聚型氯醇橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯橡胶、丙烯酸酯橡胶、松香树脂和石油树脂投入密炼机中塑炼5-12min,使温度达到90-120℃,得到预混胶;d.将混合料a和混合料b投入密炼机中,塑炼5-10min,使温度达到100-130℃,加入微晶石蜡、空心球、膨胀珍珠岩和硅藻土,继续开炼5-10min,使温度达到140-160℃,得到混合胶体;e.将混合胶体注入模具型腔内,将模具温度升至110-150℃保温0.5-1小时,然后冷却至室温,再脱模即得抗冻型低温保温材料。优选地,所述步骤a中的搅拌时间为15-25分钟,所述步骤b中的搅拌时间为20-32分钟。优选地,所述步骤e中,模具型腔内放置有金属丝编织成的骨架,所述金属丝的直径为0.5-1.5mm。本发明与现有技术相比,具有如下的有益效果:通过将天然橡胶、顺丁橡胶、聚异丁烯橡胶、聚氨酯橡胶、环氧丙烷橡胶、共聚型氯醇橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯橡胶和丙烯酸酯橡胶混合熔炼,可利用各橡胶之间的特性互补,极大程度避免各橡胶的天然缺陷,综合并充分发挥各种橡胶具有的优良特点及性能,使预混胶具有优良的抗冻性、耐磨性、抗压缩永久变形等性能。如环氧丙烷橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯橡胶和共聚型氯醇橡胶混合,可提高保温材料的耐寒抗冻性,且使制成的保温材料在寒冷环境下仍具有优良的回弹性,有高的撕裂强度和好的屈挠性等性能。硅酸钛、三氧化二铝、二氧化铝、枸橼酸钠、棕榈酸酰胺、对苯双胺、高岭土、碳化硼、硬脂酸镁、氧化铋、碳化硼和苯乙烯化苯酚混合使用能提高保温材料的保温、耐腐蚀效果,使保温材料在低温下具有极高的强度,不易破损,同时还具有很好的韧性,防止变形开裂。加入二氧化钛、碳酸氢镁、氧化锆纤维、玻璃棉纤维和石棉粉纤维能进一步提高保温材料的强度和韧性,延长保温材料在冰冻环境中的使用寿命。本发明在-160℃的低温环境下仍具有优良的保温性能和机械性能,耐寒性和抗冻性极强。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步说明。实施例1一种抗冻型低温保温材料,包括以下按重量份的原料:天然橡胶60克,顺丁橡胶20克,聚异丁烯橡胶5克,聚氨酯橡胶30克,环氧丙烷橡胶10克,共聚型氯醇橡胶20克,乙烯-乙酸乙烯酯橡胶15克,丙烯酸酯橡胶25克,松香树脂1克,石油树脂6克,硅酸钛35克,三氧化二铝8克,二氧化铝28克,芳烃油3克,硬脂酸1克,枸橼酸钠1克,枸橼酸1克,丙酰基磷酸双十八酯1克,棕榈酸酰胺1克,丙酸甲酯1克,对苯双胺2克,水杨酸0.2克,高岭土10克,芳烃油3克,微晶纤维素1克,微晶石蜡2克,碳化硼1克,脂酸镁3克,氧化铋2克,钛白粉4克,环烷油3克,苯乙烯化苯酚3克,二氧化钛2克,碳酸氢镁4克,氧化锆纤维5克,玻璃棉纤维5克,石棉粉纤维为3克,空心球5克,膨胀珍珠岩3克和硅藻土5克。上述硅酸钛、三氧化二铝和二氧化铝为纳米级硅酸钛、纳米级三氧化二铝和纳米级二氧化铝。甲基乙烯基硅橡胶中乙烯基的含量为0.1%。氧化锆纤维的直径为10um,长度为0.5cm,且所述氧化锆纤维中氧化锆的含量为80%。玻璃棉纤维和石棉粉纤维的直径为1mm,长度为3cm。上述抗冻型低温保温材料的制备工艺步骤如下:a.启动高压升温式罐装高速搅拌机,设定罐内温度160℃并进行逐渐升温,从投料口投入芳烃油、硬脂酸、枸橼酸、丙酰基磷酸双十八酯、丙酸甲酯、水杨酸、芳烃油、微晶纤维素、钛白粉和环烷油并混合搅拌15分钟,得到混合料a;b.罐内温度达到160℃时,从投料口投入硅酸钛、三氧化二铝、二氧化铝、枸橼酸钠、棕榈酸酰胺、对苯双胺、高岭土、碳化硼、硬脂酸镁、氧化铋、碳化硼、苯乙烯化苯酚、二氧化钛、碳酸氢镁、氧化锆纤维、玻璃棉纤维和石棉粉纤维,混合搅拌20分钟,得到混合料b;c.将天然橡胶、顺丁橡胶、聚异丁烯橡胶、聚氨酯橡胶、环氧丙烷橡胶、共聚型氯醇橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯橡胶、丙烯酸酯橡胶、松香树脂和石油树脂投入密炼机中塑炼5min,使温度达到90℃;d.将混合料a和混合料b投入密炼机中,塑炼5min,使温度达到100℃,加入微晶石蜡、空心球、膨胀珍珠岩和硅藻土,继续开炼5min,使温度达到140℃,得到混合胶体;e.将混合胶体注入模具型腔内,将模具温度升至110℃保温1小时,然后冷却至室温,再脱模即得抗冻型低温保温材料。该模具型腔内放置有金属丝编织成的骨架,金属丝的直径为0.5mm。通过将天然橡胶、顺丁橡胶、聚异丁烯橡胶、聚氨酯橡胶、环氧丙烷橡胶、共聚型氯醇橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯橡胶和丙烯酸酯橡胶混合熔炼,可利用各橡胶之间的特性互补,极大程度避免各橡胶的天然缺陷,综合并充分发挥各种橡胶具有的优良特点及性能,使预混胶具有优良的抗冻性、耐磨性、抗压缩永久变形等性能。如环氧丙烷橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯橡胶和共聚型氯醇橡胶混合,可提高保温材料的耐寒抗冻性,且使制成的保温材料在寒冷环境下仍具有优良的回弹性,有高的撕裂强度和好的屈挠性等性能。硅酸钛、三氧化二铝、二氧化铝、枸橼酸钠、棕榈酸酰胺、对苯双胺、高岭土、碳化硼、硬脂酸镁、氧化铋、碳化硼和苯乙烯化苯酚混合使用能提高保温材料的保温、耐腐蚀效果,使保温材料在低温下具有极高的强度,不易破损,同时还具有很好的韧性,防止变形开裂。加入二氧化钛、碳酸氢镁、氧化锆纤维、玻璃棉纤维和石棉粉纤维能进一步提高保温材料的强度和韧性,延长保温材料在冰冻环境中的使用寿命。实施例2一种抗冻型低温保温材料,包括以下按重量份的原料:天然橡胶90克,顺丁橡胶30克,聚异丁烯橡胶10克,聚氨酯橡胶70克,环氧丙烷橡胶30克,共聚型氯醇橡胶35克,乙烯-乙酸乙烯酯橡胶30克,丙烯酸酯橡胶40克,松香树脂3克,石油树脂10克,硅酸钛45克,三氧化二铝13克,二氧化铝33克,芳烃油5克,硬脂酸3克,枸橼酸钠3克,枸橼酸3克,丙酰基磷酸双十八酯3克,棕榈酸酰胺3克,丙酸甲酯3克,对苯双胺4克,水杨酸0.4克,高岭土30克,芳烃油5克,微晶纤维素3克,微晶石蜡6克,碳化硼2克,硬脂酸镁8克,氧化铋3克,钛白粉5克,环烷油5克,苯乙烯化苯酚5克,二氧化钛3克,碳酸氢镁5克,氧化锆纤维15克,玻璃棉纤维15克,石棉粉纤维为5克,空心球10克,膨胀珍珠岩7克和硅藻土8克。上述硅酸钛、三氧化二铝和二氧化铝为纳米级硅酸钛、纳米级三氧化二铝和纳米级二氧化铝。甲基乙烯基硅橡胶中乙烯基的含量为0.2%。氧化锆纤维的直径为100um,长度为2cm,且所述氧化锆纤维中氧化锆的含量为95%。玻璃棉纤维和石棉粉纤维的直径为1mm,长度为3cm。上述抗冻型低温保温材料的制备工艺步骤如下:a.启动高压升温式罐装高速搅拌机,设定罐内温度200℃并进行逐渐升温,从投料口投入芳烃油、硬脂酸、枸橼酸、丙酰基磷酸双十八酯、丙酸甲酯、水杨酸、芳烃油、微晶纤维素、钛白粉和环烷油并混合搅拌25分钟,得到混合料a;b.罐内温度达到200℃时,从投料口投入硅酸钛、三氧化二铝、二氧化铝、枸橼酸钠、棕榈酸酰胺、对苯双胺、高岭土、碳化硼、硬脂酸镁、氧化铋、碳化硼、苯乙烯化苯酚、二氧化钛、碳酸氢镁、氧化锆纤维、玻璃棉纤维和石棉粉纤维,混合搅拌32分钟,得到混合料b;c.将天然橡胶、顺丁橡胶、聚异丁烯橡胶、聚氨酯橡胶、环氧丙烷橡胶、共聚型氯醇橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯橡胶、丙烯酸酯橡胶、松香树脂和石油树脂投入密炼机中塑炼12min,使温度达到120℃;d.将混合料a和混合料b投入密炼机中,塑炼10min,使温度达到130℃,加入微晶石蜡、空心球、膨胀珍珠岩和硅藻土,继续开炼10min,使温度达到160℃,得到混合胶体;e.将混合胶体注入模具型腔内,将模具温度升至150℃保温0.5小时,然后冷却至室温,再脱模即得抗冻型低温保温材料。该模具型腔内放置有金属丝编织成的骨架,金属丝的直径为1.5mm。实施例3一种抗冻型低温保温材料,包括以下按重量份的原料:天然橡胶75克,顺丁橡胶25克,聚异丁烯橡胶8克,聚氨酯橡胶50克,环氧丙烷橡胶20克,共聚型氯醇橡胶28克,乙烯-乙酸乙烯酯橡胶24克,丙烯酸酯橡胶35克,松香树脂2克,石油树脂8克,硅酸钛40克,三氧化二铝10克,二氧化铝30克,芳烃油4克,硬脂酸2克,枸橼酸钠2克,枸橼酸2克,丙酰基磷酸双十八酯2克,棕榈酸酰胺2克,丙酸甲酯2克,对苯双胺3克,水杨酸0.3克,高岭土20克,芳烃油4克,微晶纤维素2克,微晶石蜡4克,碳化硼1.5克,硬脂酸镁6克,氧化铋2.5克,钛白粉4.5克,环烷油4克,苯乙烯化苯酚4克,二氧化钛2.5克,碳酸氢镁4.5克,氧化锆纤维10克,玻璃棉纤维10克,石棉粉纤维为4克,空心球8克,膨胀珍珠岩4克和硅藻土6克。上述硅酸钛、三氧化二铝和二氧化铝为纳米级硅酸钛、纳米级三氧化二铝和纳米级二氧化铝。甲基乙烯基硅橡胶中乙烯基的含量在0.15%之间。氧化锆纤维的直径为55um,长度为1.5cm,且所述氧化锆纤维中氧化锆的含量为90%。玻璃棉纤维和石棉粉纤维的直径为0.5mm,长度为2cm。上述抗冻型低温保温材料的制备工艺步骤如下:a.启动高压升温式罐装高速搅拌机,设定罐内温度180℃并进行逐渐升温,从投料口投入芳烃油、硬脂酸、枸橼酸、丙酰基磷酸双十八酯、丙酸甲酯、水杨酸、芳烃油、微晶纤维素、钛白粉和环烷油并混合搅拌15-25分钟,得到混合料a;b.罐内温度达到180℃时,从投料口投入硅酸钛、三氧化二铝、二氧化铝、枸橼酸钠、棕榈酸酰胺、对苯双胺、高岭土、碳化硼、硬脂酸镁、氧化铋、碳化硼、苯乙烯化苯酚、二氧化钛、碳酸氢镁、氧化锆纤维、玻璃棉纤维和石棉粉纤维,混合搅拌20-32分钟,得到混合料b;c.将天然橡胶、顺丁橡胶、聚异丁烯橡胶、聚氨酯橡胶、环氧丙烷橡胶、共聚型氯醇橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯橡胶、丙烯酸酯橡胶、松香树脂和石油树脂投入密炼机中塑炼9min,使温度达到105℃;d.将混合料a和混合料b投入密炼机中,塑炼8min,使温度达到115℃,加入微晶石蜡、空心球、膨胀珍珠岩和硅藻土,继续开炼8min,使温度达到150℃,得到混合胶体;e.将混合胶体注入模具型腔内,将模具温度升至130℃保温0.8小时,然后冷却至室温,再脱模即得抗冻型低温保温材料。该模具型腔内放置有金属丝编织成的骨架,金属丝的直径为1mm。实施例4申请人采用本发明提供的保温材料进行检测,主要性能指标如表1所示:检测项目实施例1实施例2实施例3密度,kg/m3135.8136.6132.4抗压强度,mpa2.52.632.7导热系数,w/(m·k)0.0340.0320.029最低使用温度下平均线收缩率,%0.730.680.7抗折强度,mpa1.261.291.31最低使用温度,℃-160-161.5-161.8表1由此可见,本发明提供的一种抗冻型低温保温材料的制备方法具有如下技术特点:1、耐寒性、抗冻性强,在-160℃的低温环境下仍不影响使用;2、保温性能优良;3、力学性能优良;以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12
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