专利名称：改性非晶质二氧化硅矿物隔热保温节能材料及其生产方法
所属领域本发明涉及一种隔热保温节能材料及其生产方法，特别是一种改性非晶质二氧化硅矿物隔热保温节能材料及其生产方法。
背景技术：
随着全球工业快速发展和经济的壮大，空气污染加剧，气候变暖，气温逐年升高，太阳的巨大热辐射给生物和人类生存空间带来许多危害。经济发达的国家为了优化人居环境，改善工业、仓储、战略物资储存安全条件，在空调、致冷、喷淋、降温等制冷及建筑物、构筑物表面隔热、保暖措施所消耗的能源占总能源的20～40％；我国随着国家经济实力增强，人民生活质量快速提高，用于上述装备消耗的能量和财力支出相当庞大，因此研制生产性能优良的隔热材料阻隔太阳热强烈辐照(或工业生产活动引发的温室效应)所引起的和工业装备温度升高，达到降温、节能已成一项急待研究和解决的重要课题。
目前，构筑物(如储油罐)表面一般涂布银粉漆、高温蒸汽罐用厚壁珍珠岩异形保温砖、硅酸铝矿棉毡；建筑物墙面用矿棉微孔硅酸钙薄板粘贴于内墙面等隔热降温效果差；墙体夹心层充填发泡聚氨酯、PS泡沫板隔热降温效果较好，但施工复杂，价格高昂，对一般工程是一种奢侈品。
CAS建筑节能膏体，用于建筑维护结构的墙内隔热保温，也用于坡屋面的隔热保温，干固后的涂层不防水(系棉矿短纤维、硅酸钙粉料与水溶胶体为粘结剂、添加剂复配而成)不能用于外墙隔热降温，隔热材料涂层干固厚度30～40mm，外面还要作其它材料的罩面保护层，施工复杂降温效果差。
中国专利申请94101526.2公开了一种速干(稀土)复合防水保温涂料，该涂料由膨胀珍珠岩、石粉、改性硅藻土、稀土粘合剂(1％)、矿渣棉、生石膏、石膏粉、硅酸铝纤维、水等组成，固化干燥时间快，保温性能好。产品施工前是分装形式，干收缩大，时间稍长，涂膜开裂，不防水，也不隔热。
专利申请98113673.7公开了一种建筑屋面隔热防水弹性涂料，该涂料由改性聚氨酯、铝粉浆(或锌粉浆)，有机化合物混合溶剂、增塑剂等组成，生产时用钴60辐照，涂料在夏天有反光降温作用，耐久性好。冬天不能保暖防寒，VOC含量高，污染环境。生产时用钴辐照，不能规模生产和使用。
发明专利98114533.7公布一种反射太阳热涂料，该涂料由丙烯酸树脂、TiO2、ZnO、溶剂油、二甲苯、催干剂环烷酸皂组成，对太阳光的反射率＞80％，耐腐蚀、耐候性好，炎热夏天有明显的反光降温效果(与空白罐相比，钢制油罐表面降温20℃，油温降低6.3℃)。这种涂料是白色醇酸调和漆，使用时污染环境，冬天不能保暖节能。
发明内容
本发明的目的即在于克服现有技术的缺点，提供一种物理化学性能优异，粘结力强，热传导率低、反光率高，能显著降低建筑物、构筑物、石油化工管道、储罐、反应器、仓储物资库、运输装备表面的温度，冬天又能保暖防冻的改性非晶质二氧化硅矿物隔热保温节能材料。
本发明的目的通过以下技术方案来实现一种改性非晶质二氧化硅矿物隔热保温节能材料，其是由下述重量份的组分组成的H2O 14～24丙烯酸酯类乳液10～40
硅溶胶2～4TiO26～12改性非晶质二氧化硅47～65分散剂0.1～1防冻剂0.1～0.2防腐剂0.1～0.2成膜助剂 0.1～0.2改性非晶质二氧化硅包括改性的凹凸棒石、硅灰石、蛇纹石、闭孔硅酸铝空心球的一种或一种以上。
分散剂包括有机酸金属皂的一种或一种以上，防冻剂包括乙二醇、丙二醇的一种或一种以上，防腐剂包括异噻唑啉酮、含氮有机杂环化合物的一种或一种以上，成膜助剂包括苯甲醇、醇酯-12的一种或一种以上。
改性非晶质二氧化硅矿物隔热保温节能材料的生产方法为在分散机中按上述重量比加入H2O，启动搅拌分散机，然后加入防腐剂、分散剂、防冻剂、成膜助剂，分散搅拌均匀后，再按上述重量比加入TiO2，已经改性的非晶质二氧化硅矿物混合均匀；最后按上述重量比加入聚丙烯酸酯乳液、硅溶胶，分散成水分散悬浮液，分装待用。本发明的生产方法及工艺流程如图1所示。
通过上面的叙述可以看出，本发明具有以下优点本发明可广泛用于各种建筑物、构筑物表面隔热、降温、节能。如大量用于工、民建筑物的屋顶、墙面及石油化工输送管道、储罐、化工反应器、战略物资储存库、船舶、战车、运输装备等构件表面的隔热降温节能。
对本发明进行隔热性能测试情况如下把φ400×650(高)×2(厚)mm的铁桶表面上分别涂刮改性非晶质二氧化硅矿物隔热保温节能材料、其他公司生产的隔热材料，干膜涂层厚度1.2～1.8mm，用1000W的碘钨灯三盏，置于柱型园桶侧面180°的位置上等距离(距桶侧面210mm)照射加热，用带有自动传感器的测温仪测温度，环境温度夏季为35～37℃，冬季为18～28℃。10分钟记录1次测定值，每次测试时间3.5小时。测定温度与时间变化曲线如图2所示，空铁桶中心温度47℃，改性非晶质二氧化硅矿物隔热保温节能材料涂层桶中心温度23℃，中心温差24℃左右，降温22～24℃，我们在同等的条件下，研证了CAS和改性非晶质二氧化硅矿物隔热保温节能材料两种隔热保温材料的隔热保温效果，经实验证实，CAS的降温幅度为10℃，改性非晶质二氧化硅矿物隔热保温节能材料的降温幅度为22℃。即本发明的降温幅度大，降温效果最好。本发明价格便宜，降温效果优异，隔热节能显著，用途广，施工方便，无毒无害，不污染环境，具有良好的社会经济效益。
本发明主要技术指标如下
图1为本发明生产方法流程2为对本发明进行隔热性能测试测定温度与时间变化曲线图具体实施方式
实施例1改性非晶质二氧化硅矿物隔热材料，以硅灰石改性非晶质二氧化硅为例，H2O 14丙烯酸酯类乳液34硅溶胶2TiO28改性硅灰石47脂肪酸锌 0.1丙二醇0.2异噻唑啉酮0.15醇酯-12 0.2先对硅灰石进行改性，将硅灰石原矿进行破碎、选矿、磁选除铁、研磨至400目，在制备釜中，按硅灰石∶H2O∶丙二醇∶路易斯酸＝1∶1∶0.1∶0.1的重量比，将硅灰石和H2O加入制备釜中，加热至沸反应，沉淀过滤，烘干。在700℃高温炉中煅烧，制得改性非晶质硅灰石粉，在反应釜中加入H2O，在分散搅拌下，按上述重量比加入异噻唑啉酮，脂肪酸锌，分散搅拌均匀后，再按上述重量比加入TiO2，已经改性的硅灰石混合均匀，产物SiO2含量＞90％，堆密度0.24g/cm3，比表面积400～568m2/g，电子探针扫描显示(与处理前的硅灰石相比)微孔丰硕、绵长、有序、孔隙尺寸20～30nm之间，孔隙结构变化异常。最后按上述重量比加入聚丙烯酸酯乳液、硅溶胶，分散成水分散悬浮液，分装，随时待用。
实施例2改性非晶质二氧化硅矿物隔热材料的非晶质二氧化硅矿物以凹凸棒石、CaSiO3为例。
H2O 20丙烯酯乳液 15硅溶胶 4金红石型钛白粉 6改性凹凸棒石 28改性CaSiO334丙二醇 0.1异噻唑啉酮 0.1脂肪酸锌 20醇酯-120.1先对凹凸棒石、CaSiO3进行改性，将凹凸棒石、CaSiO3、分别粉碎、选矿、磁选除铁、研磨至400目，在制备釜中，按CaSiO3∶H2O∶乙二醇∶路易斯酸＝1∶1∶0.1∶0.1的重量比，将CaSiO3、和H2O乙二醇、路易斯酸加入制备釜中，加热至沸反应，沉淀过滤，烘干，在700℃高温炉中煅烧，制得改性非晶质硅灰石粉；按凹凸棒石∶H2O∶乙二醇∶路易斯酸＝1∶1∶0.1∶0.1的重量比，同样方法，只是在600℃高温炉中煅烧，制得改性非晶质凹凸石，在分散机中按上述比例加入H2O、异噻唑啉酮，脂肪酸锌，丙二醇分散搅拌均匀后，再按上述重量比加入金红石型钛白粉，已经改性的凹凸棒石、CaSiO3、分散均匀，产物SiO2含量＞90％，堆密度0.24g/cm3，比表面积400～568m2/g，电子探针扫描显示(与处理前的硅灰石相比)微孔丰硕、绵长、有序、孔隙尺寸20～30nm之间，孔隙结构变化异常。最后按上述重量比加入聚丙烯酸酯乳液、硅溶胶，分散成膏状，分装，随时待用。
权利要求
1.一种改性非晶质二氧化硅矿物隔热保温节能材料，其特征在于其是由下述重量份的组分组成的H2O14～24丙烯酸酯类乳液 10～40硅溶胶 2～4TiO2， 6～12改性非晶质二氧化硅 47～65分散剂 0.1～1防冻剂 0.1～0.2防腐剂 0.1～0.2成膜助剂 0.1～0.2
2.根据权利要求1所述的改性非晶质二氧化硅矿物隔热保温节能材料，其特征在于所述的改性非晶质二氧化硅包括改性的凹凸棒石、硅灰石、蛇纹石、闭孔硅酸铝空心球的一种或一种以上。
3.根据权利要求1所述的改性非晶质二氧化硅矿物隔热保温节能材料，其特征在于所述的分散剂包括有机酸金属皂的一种或一种以上，防冻剂包括乙二醇、丙二醇的一种或一种以上，防腐剂包括异噻唑啉酮、含氮有机杂环化合物的一种或一种以上，成膜助剂包括苯甲醇、醇酯-12的一种或一种以上。
4.一种改性非晶质二氧化硅矿物隔热保温节能材料的生产方法，其特征在于在分散机中按上述重量比加入H2O，启动搅拌分散机，然后加入防腐剂、分散剂、防冻剂、成膜助剂，分散搅拌均匀后，再按上述重量比加入TiO2，已经改性的非晶质二氧化硅矿物混合均匀；最后按上述重量比加入聚丙烯酸酯乳液、硅溶胶，分散成水分散悬浮液，分装待用。
全文摘要
本发明公开了一种改性非晶质二氧化硅矿物隔热保温节能材料及其生产方法，它由丙烯酸酯类乳液，硅溶胶，TiO
文档编号C04B22/06GK1609036SQ200410040129
公开日2005年4月27日 申请日期2004年7月5日 优先权日2004年7月5日
发明者蔡怀智, 庞金镕, 李红玲, 张福荣 申请人:中国地质科学院成都矿产综合利用研究所