一种环保型蓄热材料及其制备方法与流程

文档序号:11834461阅读:210来源:国知局
本发明涉及材料领域,具体涉及一种环保型蓄热材料及其制备方法。
背景技术
:随着现代经济科技的迅猛发展,同时也出现了一系列问题,环境问题、能源问题等都愈发严重,我国虽然是能源大国,但是同样也是消费大国,而能源利用率低是我国能源消费最大的一个缺陷,这一问题也越来越得到人们的重视,人们不得不开始考虑节能减耗。余热是以环境温度为基准,被考察体系排出的热载体可释放的热量,是一项被浪费掉的极大的能源,主要来自锅炉排除的烟气和炉渣中未完全燃烧颗粒可释放的热量等。如果能将这些余热通过蓄热材料加以利用,则可将其变成一个极大的能源来源,不仅节约了能源,同时能够保护环境,故近些年得到了广泛的研究,具有广阔的应用前景。技术实现要素:要解决的技术问题:本发明的目的是提供一种环保型蓄热材料,具有较好的致密性和卓越的抗热展性,同时蓄热能力佳。技术方案:一种环保型蓄热材料,由以下成分以重量份制备而成:硅酸钠2-4份、氧化镁30-50份、氧化铝30-50份、氯化锂1-2份、碳酸锂2-5份、碳酸钾1-3份、硫酸钠2-5份、松香1-3份、硫代二丙酸双十八酯0.2-0.5份、亚磷酸酯0.2-0.5份、硬脂酸钙1-3份、聚乙烯蜡1-3份、丙酸钙0.1-0.3份。进一步优选的,所述的一种环保型蓄热材料,由以下成分以重量份制备而成:硅酸钠2.5-3.5份、氧化镁35-45份、氧化铝35-45份、氯化锂1.3-1.7份、碳酸锂3-4份、碳酸钾1.5-2.5份、硫酸钠3-4份、松香1.5-2.5份、硫代二丙酸双十八酯0.3-0.4份、亚磷酸酯0.3-0.4份、硬脂酸钙1.5-2.5份、聚乙烯蜡1.5-2.5份、丙酸钙0.15-0.25份。上述环保型蓄热材料的制备方法包括以下步骤:第一步:将所有组分混合,放入研磨机中进行研磨40-60分钟;第二步:将混合粉末放入压片机中压制成型,成型压力为10-15MPa,保压时间为10-15分钟,加压次数为3次;第三步:在压力1-2MPa下脱模;第四步:放入电阻炉中进行烧结,以速率为1.5-1.7℃/min进行升温至200℃,保温2-2.5小时;第五步:以速率为3-3.5℃/min升温至800-850℃;第六步:以速率为5℃/min升温至1100-1200℃,保温1-2小时;第七步:自然冷却即得。进一步优选的,第一步中研磨时间为45-55分钟。进一步优选的,第二步中成型压力为11-14MPa,保压时间为11-14分钟。进一步优选的,第三步中脱模压力为1.5MPa。进一步优选的,第四步中速率为1.6℃/min,保温时间为2.3小时。进一步优选的,第五步中速率为3.1-3.4℃/min,升温至810-840℃。进一步优选的,第六步中升温至1150℃,保温时间为1.5小时。有益效果:本发明的环保型蓄热材料的孔隙率在14.2-14.4%之间,具有较好的致密性,其压缩强度最高为26.2MPa,导热系数仅为0.063W/m·k,具有卓越的抗热展性,蓄热能力佳。具体实施方式实施例1一种环保型蓄热材料,由以下成分以重量份制备而成:硅酸钠2份、氧化镁30份、氧化铝30份、氯化锂1份、碳酸锂2份、碳酸钾1份、硫酸钠2份、松香1份、硫代二丙酸双十八酯0.2份、亚磷酸酯0.2份、硬脂酸钙1份、聚乙烯蜡1份、丙酸钙0.1份。上述环保型蓄热材料的制备方法为:第一步:将所有组分混合,放入研磨机中进行研磨40分钟;第二步:将混合粉末放入压片机中压制成型,成型压力为10MPa,保压时间为10分钟,加压次数为3次;第三步:在压力1MPa下脱模;第四步:放入电阻炉中进行烧结,以速率为1.5℃/min进行升温至200℃,保温2小时;第五步:以速率为3℃/min升温至800℃;第六步:以速率为5℃/min升温至1100℃,保温1小时;第七步:自然冷却即得。实施例2一种环保型蓄热材料,由以下成分以重量份制备而成:硅酸钠2.5份、氧化镁35份、氧化铝35份、氯化锂1.3份、碳酸锂3份、碳酸钾1.5份、硫酸钠3份、松香1.5份、硫代二丙酸双十八酯0.3份、亚磷酸酯0.3份、硬脂酸钙1.5份、聚乙烯蜡1.5份、丙酸钙0.15份。上述环保型蓄热材料的制备方法为:第一步:将所有组分混合,放入研磨机中进行研磨45分钟;第二步:将混合粉末放入压片机中压制成型,成型压力为11MPa,保压时间为11分钟,加压次数为3次;第三步:在压力1.5MPa下脱模;第四步:放入电阻炉中进行烧结,以速率为1.6℃/min进行升温至200℃,保温2.3小时;第五步:以速率为3.1℃/min升温至810℃;第六步:以速率为5℃/min升温至1150℃,保温1.5小时;第七步:自然冷却即得。实施例3一种环保型蓄热材料,由以下成分以重量份制备而成:硅酸钠3份、氧化镁40份、氧化铝40份、氯化锂1.5份、碳酸锂3.5份、碳酸钾2份、硫酸钠3.5份、松香2份、硫代二丙酸双十八酯0.35份、亚磷酸酯0.35份、硬脂酸钙2份、聚乙烯蜡2份、丙酸钙0.2份。上述环保型蓄热材料的制备方法为:第一步:将所有组分混合,放入研磨机中进行研磨50分钟;第二步:将混合粉末放入压片机中压制成型,成型压力为12MPa,保压时间为13分钟,加压次数为3次;第三步:在压力1.5MPa下脱模;第四步:放入电阻炉中进行烧结,以速率为1.6℃/min进行升温至200℃,保温2.3小时;第五步:以速率为3.2℃/min升温至820℃;第六步:以速率为5℃/min升温至1150℃,保温1.5小时;第七步:自然冷却即得。实施例4一种环保型蓄热材料,由以下成分以重量份制备而成:硅酸钠3.5份、氧化镁45份、氧化铝45份、氯化锂1.7份、碳酸锂4份、碳酸钾2.5份、硫酸钠4份、松香2.5份、硫代二丙酸双十八酯0.4份、亚磷酸酯0.4份、硬脂酸钙2.5份、聚乙烯蜡2.5份、丙酸钙0.25份。上述环保型蓄热材料的制备方法为:第一步:将所有组分混合,放入研磨机中进行研磨55分钟;第二步:将混合粉末放入压片机中压制成型,成型压力为14MPa,保压时间为14分钟,加压次数为3次;第三步:在压力1.5MPa下脱模;第四步:放入电阻炉中进行烧结,以速率为1.6℃/min进行升温至200℃,保温2.3小时;第五步:以速率为3.4℃/min升温至840℃;第六步:以速率为5℃/min升温至1150℃,保温1.5小时;第七步:自然冷却即得。实施例5一种环保型蓄热材料,由以下成分以重量份制备而成:硅酸钠4份、氧化镁50份、氧化铝50份、氯化锂2份、碳酸锂5份、碳酸钾3份、硫酸钠5份、松香3份、硫代二丙酸双十八酯0.5份、亚磷酸酯0.5份、硬脂酸钙3份、聚乙烯蜡3份、丙酸钙0.3份。上述环保型蓄热材料的制备方法为:第一步:将所有组分混合,放入研磨机中进行研磨60分钟;第二步:将混合粉末放入压片机中压制成型,成型压力为15MPa,保压时间为15分钟,加压次数为3次;第三步:在压力2MPa下脱模;第四步:放入电阻炉中进行烧结,以速率为1.7℃/min进行升温至200℃,保温2.5小时;第五步:以速率为3.5℃/min升温至850℃;第六步:以速率为5℃/min升温至1200℃,保温2小时;第七步:自然冷却即得。对比例1本实施例与实施例5的区别在于不含有氯化锂和碳酸钾。具体地说是:一种环保型蓄热材料,由以下成分以重量份制备而成:硅酸钠4份、氧化镁50份、氧化铝50份、碳酸锂5份、硫酸钠5份、松香3份、硫代二丙酸双十八酯0.5份、亚磷酸酯0.5份、硬脂酸钙3份、聚乙烯蜡3份、丙酸钙0.3份。上述环保型蓄热材料的制备方法为:第一步:将所有组分混合,放入研磨机中进行研磨60分钟;第二步:将混合粉末放入压片机中压制成型,成型压力为15MPa,保压时间为15分钟,加压次数为3次;第三步:在压力2MPa下脱模;第四步:放入电阻炉中进行烧结,以速率为1.7℃/min进行升温至200℃,保温2.5小时;第五步:以速率为3.5℃/min升温至850℃;第六步:以速率为5℃/min升温至1200℃,保温2小时;第七步:自然冷却即得。对比例2本实施例与实施例5的区别在于不含有硬脂酸钙和聚乙烯蜡。具体地说是:一种环保型蓄热材料,由以下成分以重量份制备而成:硅酸钠4份、氧化镁50份、氧化铝50份、氯化锂2份、碳酸锂5份、碳酸钾3份、硫酸钠5份、松香3份、硫代二丙酸双十八酯0.5份、亚磷酸酯0.5份、丙酸钙0.3份。上述环保型蓄热材料的制备方法为:第一步:将所有组分混合,放入研磨机中进行研磨60分钟;第二步:将混合粉末放入压片机中压制成型,成型压力为15MPa,保压时间为15分钟,加压次数为3次;第三步:在压力2MPa下脱模;第四步:放入电阻炉中进行烧结,以速率为1.7℃/min进行升温至200℃,保温2.5小时;第五步:以速率为3.5℃/min升温至850℃;第六步:以速率为5℃/min升温至1200℃,保温2小时;第七步:自然冷却即得。本发明材料的实施例和对比例的部分性能指标见下表,我们可以看到,本发明材料的孔隙率在14.2-14.4%之间,具有较好的致密性,其压缩强度最高为26.2MPa,导热系数仅为0.063W/m·k,具有卓越的抗热展性,蓄热能力佳。表1环保型蓄热材料的部分性能指标实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5对比例1对比例2孔隙率(%)14.414.314.314.214.314.316.7压缩强度(MPa)25.625.825.926.226.023.124.4导热系数(W/m·k)0.0650.0650.0640.0630.0640.0890.068当前第1页1 2 3 
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