专利名称：纳米孔绝热管壳及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米孔绝热管壳及其制备方法，属于无机绝热材料技术领域。
背景技术：
目前用于管道绝热保温的管壳主要为硅酸铝、矿岩棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、微孔硅酸钙等无机绝热材料，采用预制管壳，可大大提高施工效率，及绝热层的完整性，提高绝热效果。纳米孔绝热材料具有超低的导热系数，特别是在中、高温区域具有优异的低热导率性能，其绝热层厚度是普通绝热材料的1/3 1/5，制成管壳可大幅减少绝热层占用空间，节约外护层材料。但一般纳米孔绝热材料的制备工艺复杂，且制品强度低。近年来经工艺改进，可利用增强纤维制成复合纳米板或毯，因其施工性差，不适宜用于管道的绝热。本发明需要解决的技术问题是提供一种导热系数低，制作简便，能免去一般纳米孔绝热材料复杂 制备过程，易于成形的纳米孔绝热管壳的制备方法，克服现有技术存在的上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是克服一般纳米孔绝热材料复杂制备过程，提供一种易于成形的纳米孔绝热管壳及其制备方法，
按照本发明提供的技术方案，纳米孔绝热管壳，配方比例按重量份计步骤如下二氧化硅5(Γ80份、无机增强纤维1(Γ40份和遮光剂5 30份；
首先将二氧化硅、无机增强纤维和遮光剂预混，然后旋转进行纳米包覆，经过预压缩和压制得到成品纳米孔绝热管壳。所述二氧化硅为纳米级二氧化硅，具体为火焰硅灰、气相法二氧化硅或气相法白炭黑中的一种或几种物质的混合物。所述无机增强纤维为无碱玻璃纤维、玄武岩纤维、硅酸铝纤维、氧化铝纤维、高硅氧纤维、莫来石纤维、陶瓷纤维中的一种。所述遮光剂为氧化锆微粉、碳化硅微粉、二氧化钛微粉、三氧化二铬微粉或三氧化二铁微粉中的一种。所述遮光剂微粉粒径O. 5^3. 5um。所述纳米孔绝热管壳的制备方法，按重量份计步骤如下
(1)预混在预混搅拌桶内投入5(Γ80份二氧化硅、1(Γ40份无机增强纤维和5 30份遮光剂；在转速10(T200r/min下，预混l(Tl5min ；
(2)纳米包覆将步骤(I)预混好的物料投入纳米包覆机中，投入量为纳米包覆机容积的70% 80%，进行二氧化硅对遮光剂、无机增强纤维的表面包覆。先在40(T600r/min下进行3 5分钟，接着提高转速至80(Tl000r/min，继续包覆5 10分钟结束出料；
(3)预压缩将步骤(2)所得纳米混合物料装入厚膜塑料袋中，密封并抽真空进行负压收缩，至真空度彡700mmHg ；
(4)压制根据设定的管壳密度及规格，算出相应的重量，称取相对应的预压缩后的步骤(3)得到的纳米混合物料，装入管壳模具中，在压机上压制成型；压机压力f2MPa，即得产品纳米孔绝热管壳。步骤(I)所述无机增强纤维直径为5 13 μ m,长度3 10mm。所述产品纳米孔绝热管壳密度35(T450 kg /m3 ;导热系数常温下彡O. 022ff/m · K，500°C时彡O. 030 W/m · K ;抗压强度彡I MPa ;最高使用温度800°C。本发明具有如下优点采用纳米级二氧化硅与遮光剂、无机增强纤维直接进行机械融合工艺，摒弃了由硅源-溶胶-凝胶的复杂工艺路线，大大简化了生产工艺，降低了生产成本，易于实现规模化生产。本发明材料强度高、导热系数低、易于施工。
具体实施例方式实施例I
(1)预混在预混搅拌桶内投入50份二氧化硅、10份无机增强纤维和5份遮光剂；在转速 100r/min 下，预混 IOmin ；
(2)纳米包覆将步骤(I)预混好的物料投入纳米包覆机中，投入量为纳米包覆机容积的70%，进行二氧化硅对遮光剂、无机增强纤维的表面包覆。先在400r/min下进行3分钟，接着提高转速至800r/min，继续包覆5分钟结束出料；
(3)预压缩将步骤(2)所得纳米混合物料装入厚膜塑料袋中，密封并抽真空进行负压收缩，至真空度彡700mmHg ；
(4)压制设定管壳密度350kg /m3,根据管壳的规格，算出相应的重量，称取相对应的预压缩后的步骤(3)得到的纳米混合物料，装入管壳模具中，在压机上压制成型；压机压力IMpa,即得产品密度350 kg /m3的纳米孔绝热管壳。所述二氧化硅为纳米级二氧化硅，具体为气相法二氧化硅。所述无机增强纤维为无碱玻璃连续纤维。所述遮光剂为氧化锆微粉。实施例2
(1)预混在预混搅拌桶内投入80份二氧化硅、40份无机增强纤维和30份遮光剂；在转速200r/min下，预混15min ；
(2)纳米包覆将步骤(I)预混好的物料投入纳米包覆机中，投入量为纳米包覆机容积的80%，进行二氧化硅对遮光剂、无机增强纤维的表面包覆。先在600r/min下进行3分钟，接着提高转速至1000r/min，继续包覆10分钟结束出料；
(3)预压缩将步骤(2)所得纳米混合物料装入厚膜塑料袋中，密封并抽真空进行负压收缩，至真空度彡700mmHg ；
(4)压制设定管壳密度为400kg /m3，根据管壳的规格，算出相应的重量，称取相对应的预压缩后的步骤(3)得到的纳米混合物料，装入管壳模具中，在压机上压制成型；压机压力2MPa，即得产品密度400 kg /m3的纳米孔绝热管壳。所述二氧化硅为纳米级二氧化硅，具体为气相法二氧化硅和气相法白炭黑的混合物。所述无机增强纤维为玄武岩连续纤维。所述遮光剂为碳化硅微粉、二氧化钛微粉。
实施例3
(1)预混在预混搅拌桶内投入60份二氧化硅、20份无机增强纤维和20份遮光剂；在转速150r/min下,预混12min ；
(2)纳米包覆将步骤(I)预混好的物料投入纳米包覆机中，投入量为纳米包覆机容积的75%，进行二氧化硅对遮光剂、无机增强纤维的表面包覆。先在500r/min下进行4分钟，接着提高转速至900r/min，继续包覆8分钟结束出料；
(3)预压缩将步骤(2)所得纳米混合物料装入厚膜塑料袋中，密封并抽真空进行负压收缩，至真空度彡700mmHg ；
(4)压制设定管壳密度为450kg /m3，根据管壳的规格，算出相应的重量，称取相对应的预压缩后的步骤(3)得到的纳米混合物料，装入管壳模具中，在压机上压制成型；压机压力2MPa，即得产品密度450 kg /m3的纳米孔绝热管壳。 所述二氧化硅为气相法二氧化硅。所述无机增强纤维为高硅氧连续纤维。所述遮光剂为碳化硅、三氧化二铁微粉。
权利要求
1.纳米孔绝热管壳，其特征是配方比例按重量份计步骤如下二氧化硅5(Γ80份、无机增强纤维1(Γ40份和遮光剂5 30份； 首先将二氧化硅、无机增强纤维和遮光剂预混，然后旋转进行纳米包覆，经过预压缩和压制得到成品纳米孔绝热管壳。
2.如权利要求I所述纳米孔绝热管壳，其特征是所述二氧化硅为纳米级二氧化硅，具体为火焰硅灰、气相法二氧化硅或气相法白炭黑中的一种或几种物质的混合物。
3.如权利要求I所述纳米孔绝热管壳，其特征是所述无机增强纤维为无碱玻璃纤维、玄武岩纤维、硅酸铝纤维、氧化铝纤维、高硅氧纤维、莫来石纤维、陶瓷纤维中的一种。
4.如权利要求I所述纳米孔绝热管壳，其特征是所述遮光剂为氧化锆微粉、碳化硅微粉、二氧化钛微粉、三氧化二铬微粉或三氧化二铁微粉中的一种。
5.如权利要求4所述纳米孔绝热管壳，其特征是所述遮光剂微粉粒径O.5^3. 5um。
6.权利要求I所述纳米孔绝热管壳的制备方法，其特征是按重量份计步骤如下 (1)预混在预混搅拌桶内投入5(Γ80份二氧化硅、1(Γ40份无机增强纤维和5 30份遮光剂；在转速10(T200r/min下，预混l(Tl5min ； (2)纳米包覆将步骤(I)预混好的物料投入纳米包覆机中，投入量为纳米包覆机容积的709Γ80%，进行二氧化硅对遮光剂、无机增强纤维的表面包覆； 先在40(T600r/min下进行3 5分钟，接着提高转速至80(Tl000r/min，继续包覆5 10分钟结束出料； (3)预压缩将步骤(2)所得纳米混合物料装入厚膜塑料袋中，密封并抽真空进行负压收缩，至真空度彡700mmHg ； (4)压制根据设定的管壳密度及规格，算出相应的重量，称取相对应的预压缩后的步骤(3)得到的纳米混合物料，装入管壳模具中，在压机上压制成型；压机压力f2MPa，即得产品纳米孔绝热管壳。
7.如权利要求6所述纳米孔绝热管壳的制备方法，其特征是步骤(I)所述无机增强纤维直径为5 13 μ m,长度3 10mm。
8.如权利要求6所述纳米孔绝热管壳的制备方法，其特征是所述产品纳米孔绝热管壳密度350 450 kg /m3 ;导热系数常温下彡O. 022W/m · K，500°C时彡O. 030 W/m ·Κ ;抗压强度彡I MPa;最高使用温度800°C。
全文摘要
本发明涉及一种纳米孔绝热管壳及其制备方法，属于无机绝热材料技术领域。首先将二氧化硅、无机增强纤维和遮光剂预混，然后旋转进行纳米包覆，经过预压缩和压制得到成品纳米孔绝热管壳。采用纳米级二氧化硅与遮光剂、无机增强纤维直接进行机械融合工艺，摒弃了由硅源-溶胶-凝胶的复杂工艺路线，大大简化了生产工艺，降低了生产成本，易于实现规模化生产。本发明材料强度高、导热系数低、易于施工。
文档编号C04B30/02GK102942352SQ20121046713
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日
发明者周致中, 尤仁兴 申请人:无锡市明江保温材料有限公司