一种复合保温材料及保温方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种保温材料，具体涉及一种复合保温材料及保温方法。
【背景技术】
[0002]电力及化工等领域涉及的设备和蒸汽热力管网众多，目前对这些设备和管道的保温主要采用岩棉、硅酸铝、玻璃丝绵等传统保温材料，然而这些材料的保温效果较差，特别是保温效果随气候变化而呈现明显衰减，保温时效性低，因此迫切需要开发新型的保温材料，从而最大限度地节省成本、降低热损和煤耗。
[0003]随着我国铝土矿资源的日益短缺，利用高铝粉煤灰、煤矸石等工业固体废弃物提取氧化铝越来越受到人们的重视。粉煤灰提取氧化铝较为成熟的生产方法是碱法，其中碱石灰烧结法物料流量及能耗物耗更低，更适合于工业化推广。然而，碱石灰烧结法在每生产I吨氧化铝的同时将产生2?2.5吨硅钙渣和0.7?0.8吨活性硅酸钙，如此大量的硅钙渣和活性硅酸钙不仅占用大量土地资源，而且会对环境产生二次污染，因此对其进行有效利用不仅有利于节约土地资源，同时还可以提高经济效益。
[0004]公开号为CN 103553501A的专利公开了一种硅酸钙保温材料的制备方法，其以高铝粉煤灰提取完氧化铝后的副产物硅酸钙作为原料，经破碎、制浆后合成得到硬硅钙石浆体，随后加入纤维增强原料和水玻璃压滤、脱水、成型、脱模、烘干，制得硅酸钙保温材料。该保温材料导热系数低、强度大，然而暴露在空气中时易吸潮而导致导热系数升高，保温效果下降，因此其应用范围受到很大的限制，特别是难以应用于电力工业蒸汽管道的保温。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种复合保温材料及保温方法，用于解决现有技术中的保温材料成本高、保温效果衰减明显、应用范围受限等技术缺陷。
[0006]本发明提供一种复合保温材料，包括由内向外依次设置的内保温层、隔离层、外保温层和保护层，其中:
[0007]所述内保温层为一层以上，每层内保温层包括由内向外依次设置的过渡层和硅酸钙绝热层，所述过渡层为毛毡层和/或多晶纤维层，
[0008]所述隔离层包括由内向外依次设置的多晶纤维层和阻燃玛蹄脂层，
[0009]所述外保温层包括由内向外依次设置的气凝胶层和多凝泡沫玻璃层，
[0010]所述保护层包括由内向外依次设置的多晶纤维层和铝板层。
[0011 ] 在本发明中，所述“内”指的是靠近保温对象的一侧，所述“外”指的是远离保温对象的一侧。
[0012]在本发明的复合保温材料中，硅酸钙绝热层作为内保温层，其材料硅酸钙为对粉煤灰提取氧化铝后的产物，例如可以通过公开号为CN 102249253A的专利方法制备得到。特别是，娃酸妈绝热层的材料娃酸妈的成分可以为:Si02 45?47wt%，CaO 42?45wt%，MgO 2?3wt%，Fe203 0.06?0.07wt%，LOI 7-10。进一步地，该硅酸钙的堆积密度为0.17?0.30g/cm3，真密度为1.3?1.4g/cm3，吸油值为130?170mL/100mg，平均粒径为10?30 μπι，比表面积为50?150m2/g，pH值为8?11。
[0013]利用上述硅酸钙材料制备硅酸钙绝热层的方法可为CN 103553501A的专利方法，其结构主要为硅灰石或者硬硅钙石晶须，导热系数低于0.07ff/(m.k)，容重低于270kg/m3，可达到防火A级标准；此外，该材料吸附能力强，能够对粘结剂的挥发成分进行有效吸附，同时对噪音进行吸收，从而达到环保降噪等效果。本发明对硅酸钙绝热层的厚度不作严格限制，例如可以为10?100mm，进一步为40?100mm，更进一步为45?50mm ;特别是，可以根据实际保温需要而设置为一层以上，例如一层至三层。
[0014]多凝泡沫玻璃层作为外保温层，其材料多凝泡沫玻璃为无机非金属玻璃，该材料由大量直径为I?2mm的均匀气泡结构组成，其中75%以上为闭孔气泡，使用温度范围为零下196°C到500°C，导热系数小于0.047ff/m.k，透湿系数几乎为0，具有A级防火、防水、无毒、耐腐蚀、防蛀、不老化、机械强度高等优良性能。本发明对多凝泡沫玻璃层的厚度不作严格限制，例如可以为25?100mm，进一步为40?100mm，更进一步为40?50mmo
[0015]毛毡层的材料毛毡可以采用羊毛加工粘合而成，其主要具有防震、密封等作用。本发明对毛毡层的厚度不作严格限制，例如可以为2?5mm，并且可视需要而设置为一层以上。
[0016]多晶纤维层的材料多晶纤维可以为多晶莫来石纤维、多晶氧化铝纤维、多晶陶瓷纤维等纤维材料，材料中Al2O3含量可以多45%，进一步为72%?99%，其质量轻、绝热性能好、热稳定性好，可起到减压减震、吸收线性膨胀及形变等作用。本发明对多晶纤维层的厚度不作严格限制，例如可以为2?5mm，并且可视需要而设置为一层以上。
[0017]阻燃玛蹄脂层的材料阻燃玛蹄脂可采用石油沥青为基料、矿物为填料，并加入适量的阻燃剂，增塑剂等制成，其具有气密性、防水性、防冻性、防腐性、不易老化开裂等性能，可有效隔离水/水汽从而保证保温效果。在一实施方式中，例如可以通过涂覆阻燃玛蹄脂一遍以上从而形成该阻燃玛蹄脂层。此外，本发明对阻燃玛蹄脂层的厚度不作严格限制，例如可以为2?10mm，进一步为2?4_。
[0018]气凝胶层可以通过涂覆气凝胶而形成，气凝胶例如可以采用无机聚合物硅气凝胶等，其起到粘合、保温、储能等作用。
[0019]铝板层作为外保护层，对整个保温材料形成包覆。本发明对铝板层的厚度不作严格限制，例如可以为0.5?Imm0
[0020]本发明复合保温材料所采用的上述各材料均为本领域常规材料，可以通过普通商购获得。特别是，复合保温材料中的内保温层可以根据需要而设置为一层至三层。进一步地，复合保温材料的总厚度可为150?200_，其体积小、承重低、散热面积小、热损失小。
[0021]在一实施方式中，所述过渡层可以为由内向外依次设置的毛毡层和多晶纤维层。
[0022]本发明还提供一种保温方法，采用上述的复合保温材料对待保温对象进行保温，所述保温方法包括如下顺序进行的步骤:
[0023]I)在待保温对象外表面上依次安装所述过渡层和所述硅酸钙绝热层；
[0024]2)在所述硅酸钙绝热层上安装所述多晶纤维层，并在所述多晶纤维层上涂覆阻燃玛蹄脂，形成所述阻燃玛蹄脂层；
[0025]3)在所述阻燃玛蹄脂层上涂覆气凝胶形成所述气凝胶层，并在所述气凝胶层上安装所述多凝泡沫玻璃层；
[0026]4)在所述多凝泡沫玻璃层上安装所述多晶纤维层，并在所述多晶纤维层上安装铝板层；
[0027]其中，实施所述步骤I) 一次以上。
[0028]在本发明中，各材料采用本领域常规方式进行安装。例如，毛毡层、多晶纤维层可通过铁丝捆绑固定；硅酸钙绝热层可以采用粘合剂粘合固定，粘合剂例如可以为无机聚合物硅气凝胶等；多凝泡沫玻璃层可通过紧固件进行固定。
[0029]进一步地，步骤I)包括:
[0030]在待保温对象外表面上依次安装所述毛毡层、多晶纤维层和硅酸钙绝热层，其中所述毛毡层安装一层以上。
[0031]本发明对保温对象不作严格限定，例如可以为热力设备、蒸汽管道等。在一实施方式中，所述待保温对象为蒸汽管道，其温度可达200?600°C。
[0032]本发明的实施，至少具有以下优势:
[0033]1、本发明以硅酸钙绝热层作为内保温层，并以多凝泡沫玻璃层作为外保温层，因此可以实现对高铝粉煤灰提取完氧化铝后的副产物硅酸钙的有效利用，即节约了资源，又提高了经济效益。
[0034]2、本发明有效克服了硅酸钙材料在保温应用上所存在的缺陷，既能够在最大程度上减小保温成本(相对于全部