工业热工设备及锅炉用保温材料的制备方法及产品的制作方法
【专利摘要】本发明涉及工业热工设备及锅炉用保温材料的制备方法及产品，目的是提供一种保温性能好，导热系数低，生产成本低，能耗少，产品使用寿命长，环保无害的工业热工设备及锅炉用保温材料的制备方法及产品。本发明的工业热工设备及锅炉用保温材料的制备方法，包括在铝离子盐的溶液中加入尿素CO(NH2)2或氨水，通过化学反应得到纳米氢氧化铝凝胶；在上述纳米氢氧化铝凝胶中加入2500目的二氧化钛，按照重量份为79-96的纳米氢氧化铝凝胶，加入二氧化钛的重量份为6-21，并加入重量份为10-20的去离子水，得到混有二氧化钛的纳米氢氧化铝多孔凝胶；140-150℃条件下，采用微波加热脱水，得到多孔γ-氧化铝包裹二氧化钛保温材料。
【专利说明】工业热工设备及锅炉用保温材料的制备方法及产品
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种工业热工设备及锅炉用保温材料的制备方法及产品。
【背景技术】
[0002]中国是一个能源相对短缺的国家，但单位GDP产值的能耗却比发达国家高出4-6倍。在工业领域中，炉体的保温是时常需要面对的问题，无论是工业窑炉、锅炉等，无一不需要保温处理，而目前使用的保温材料中，要么是导热系数大、保温效果差的材料，要么是对人体有害的材料，最常用的石棉、岩棉、玻璃纤维、硅酸铝纤维，不但保温性能不好、而且属于一类和二类致癌物质。如果炉体保温系统中一律使用对人体无害的材料，同时又要达到很好的保温性能，还不能是一类和二类致癌物质，则国内炉体保温材料的市场将几乎是空白。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本发明提供一种保温性能好，导热系数低，生产成本低，能耗少，产品使用寿命长，环保无害的工业热工设备及锅炉用保温材料的制备方法及产品。
[0004]本发明的工业热工设备及锅炉用保温材料的制备方法，其包括如下步骤:
[0005](a)制备含有可溶铝离子盐的溶液； [0006](b)在上述铝离子盐的溶液中加入尿素CO(NH2)2或氨水，通过化学反应得到纳米
氢氧化铝凝胶；
[0007](c)在上述纳米氢氧化铝凝胶中加入2500目的二氧化钛，按照重量份为79-96的纳米氢氧化铝凝胶，加入二氧化钛的重量份为6-21，并加入重量份为10-20的去离子水，然后通过超声波装置处理加入纳米级的二氧化钛的纳米氢氧化铝凝胶，在超声波的空化效应下，使二者均匀混合，得到混有二氧化钛的纳米氢氧化铝多孔凝胶；
[0008](d) 140-150°C条件下，采用微波加热脱水，得到多孔Y -氧化铝包裹二氧化钛保温材料，其中的多孔Y-氧化铝的粒径为纳米级，且二氧化钛被多孔Y-氧化铝包裹。
[0009]本发明的工业热工设备及锅炉用保温材料的制备方法，其中所述步骤(a)中的含有可溶铝离子盐的溶液从工业废液中分离得到，含有可溶铝离子盐的溶液为硫酸铝溶液或三氯化铝溶液。
[0010]本发明的工业热工设备及锅炉用保温材料的制备方法，其中所述工业废液中硫酸铝溶液或三氯化铝溶液通过膜过滤装置进行浓缩得到，所述步骤(C)中所述二氧化钛为金红石型二氧化钛，所述步骤(d)中所述多孔Y-氧化铝的粒径为20nm-80nm。
[0011]本发明的工业热工设备及锅炉用保温材料的制备方法，其中在所述步骤(b)中，按照尿素与硫酸铝的摩尔比10: I加入尿素，在80°c-95°c温度下反应得到纳米氢氧化铝凝胶。
[0012]本发明的工业热工设备及锅炉用保温材料的制备方法，其中还包括将制得的多孔Y -氧化铝包裹二氧化钛保温材料压制成板状，以用作工业热工炉或锅炉的保温材料。[0013]本发明的工业热工设备及锅炉用保温材料，其包括如下步骤:
[0014] (a)制备含有可溶铝离子盐的溶液；
[0015](b)在上述铝离子盐的溶液中加入尿素CO(NH2)2或氨水，通过化学反应得到纳米
氢氧化铝凝胶；
[0016](c)在上述纳米氢氧化铝凝胶中加入2500目的二氧化钛，按照重量份为79-96的纳米氢氧化铝凝胶，加入二氧化钛的重量份为6-21，并加入重量份为10-20的去离子水，然后通过超声波装置处理加入纳米级的二氧化钛的纳米氢氧化铝凝胶，在超声波的空化效应下，使二者均匀混合，得到混有二氧化钛的纳米氢氧化铝多孔凝胶；
[0017](d) 140-150°C条件下，采用微波加热脱水，得到多孔Y -氧化铝包裹二氧化钛保温材料，其中的多孔Y-氧化铝的粒径为纳米级，且二氧化钛被多孔Y-氧化铝包裹。
[0018]本发明的工业热工设备及锅炉用保温材料，其中所述步骤(a)中的含有可溶铝离子盐的溶液从工业废液中分离得到，含有可溶铝离子盐的溶液为硫酸铝溶液或三氯化铝溶液。
[0019]本发明的工业热工设备及锅炉用保温材料，其中所述工业废液中硫酸铝溶液或三氯化铝溶液通过膜过滤装置进行浓缩得到，所述步骤(C)中所述二氧化钛为金红石型二氧化钛，所述步骤(d)中所述多孔Y-氧化铝的粒径为20nm-80nm。
[0020]本发明的工业热工设备及锅炉用保温材料，其中在所述步骤(b)中，按照尿素与硫酸铝的摩尔比10: I加入尿素，在80°c-95°c温度下反应得到纳米氢氧化铝凝胶。
[0021]本发明的工业热工设备及锅炉用保温材料，其中还包括将制得的多孔Y-氧化铝包裹二氧化钛保温材料压制成板状，以用作工业热工炉或锅炉的保温材料。
[0022]与现有技术相比本发明的有益效果为:
[0023]本发明的工业热工设备及锅炉用保温材料的制备方法，由于采用了本发明特有的原料组分和工艺步骤，所得到的多孔Y -氧化铝包裹二氧化钛保温材料，其保温性能要远远优于现有的保温材料硅酸铝纤维，并且其生产成本低，能耗少，产品使用寿命长，环保无害。因此，本发明的工业热工设备及锅炉用保温材料的制备方法得到多孔Y-氧化铝包裹二氧化钛保温材料的具有突出的实质性特点和显著的进步。
【具体实施方式】
[0024]下面对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0025]实施例1
[0026]本发明的工业热工设备及锅炉用保温材料的制备方法，其包括如下步骤:
[0027](a)制备含有可溶铝离子盐的溶液；
[0028](b)在上述铝离子盐的溶液中加入尿素CO(NH2)2或氨水，通过化学反应得到纳米
氢氧化铝凝胶；
[0029](c)在上述纳米氢氧化铝凝胶中加入2500目的二氧化钛，按照重量份为79-96的纳米氢氧化铝凝胶，加入二氧化钛的重量份为6-21，并加入重量份为10-20的去离子水，然后通过超声波装置处理加入纳米级的二氧化钛的纳米氢氧化铝凝胶，在超声波的空化效应下，使二者均匀混合，得到混有二氧化钛的纳米氢氧化铝多孔凝胶；[0030](d) 140-150°C条件下，采用微波加热脱水，得到多孔Y -氧化铝包裹二氧化钛保温材料，其中的多孔Y-氧化铝的粒径为纳米级，且二氧化钛被多孔Y-氧化铝包裹。
[0031]作为本发明的进一步改进，上述步骤(a)中的含有可溶铝离子盐的溶液从工业废液中分离得到，含有可溶铝离子盐的溶液为硫酸铝溶液或三氯化铝溶液。
[0032]作为本发明的进一步改进，上述工业废液中硫酸铝溶液或三氯化铝溶液通过膜过滤装置进行浓缩得到，所述步骤(C)中所述二氧化钛为金红石型二氧化钛，所述步骤(d)中所述多孔Y-氧化招的粒径为20nm-80nm。
[0033]作为本发明的进一步改进，上述在所述步骤(b)中，按照尿素与硫酸铝的摩尔比10: I加入尿素，在80°C-95°C温度下反应得到纳米氢氧化铝凝胶。
[0034]作为本发明的进一步改进，还包括将制得的多孔Y -氧化铝包裹二氧化钛保温材料压制成板状，以用作工业热工炉或锅炉的保温材料。
[0035]本发明的工业热工设备及锅炉用保温材料，采用上述方法制成。
[0036]Y-氧化招晶型是Y-A1203,粒径是20nm ;比表面积> 230m2 / g。纳米氧化招粒度分布均匀、比表面高，并具有耐高温的惰性，所以非常适合用来作为保温材料，再加上采取了利用纳米级的Y-氧化铝包裹二氧化钛，使得产品的保温性能得到了极大的提高，由以下二个对比试验可以看出，由本发明得到的保温材料的保温性能远远要优于硅酸铝纤维。 [0037]对比试验一
[0038]采用45KW箱式电炉，用本发明得到的多孔Y -氧化铝包裹二氧化钛保温材料的能耗测试。从8°C开始升温到1100°C，耗时2小时，在1100°C保温10小时，其维持功率平均为8KW。
[0039]对比测试:在45KW箱式电炉中，将上述本发明得到的多孔Y -氧化铝包裹二氧化钛保温材料替换其原有的厚度为15cm的保温材料硅酸铝纤维，然后进行能耗测试。从8V开始升温到1100°C，耗时30分钟，在1100°C保温10小时，其维持功率平均为3.6KW。节能率为45%。
[0040]对比试验二
[0041]采用450型熔锌炉，加入200公斤锌锭，将燃油器点火，至420°C保温8小时，耗柴油13公斤。
[0042]对比测试:将450型熔锌炉中的厚5cm的保温材料硅酸铝纤维取出，将本发明得到的多孔Y-氧化铝包裹二氧化钛保温材料装入其中，加入200公斤锌锭，将燃油器点火，至420°C保温8小时，耗柴油8公斤。节油38%。
[0043]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.工业热工设备及锅炉用保温材料的制备方法，其包括如下步骤: (a)制备含有可溶铝离子盐的溶液； (b)在上述铝离子盐的溶液中加入尿素CO(NH2)2或氨水，通过化学反应得到纳米氢氧化铝凝胶； (c)在上述纳米氢氧化铝凝胶中加入2500目的二氧化钛，按照重量份为79-96的纳米氢氧化铝凝胶，加入二氧化钛的重量份为6-21，并加入重量份为10-20的去离子水，然后通过超声波装置处理加入纳米级的二氧化钛的纳米氢氧化铝凝胶，在超声波的空化效应下，使二者均匀混合，得到混有二氧化钛的纳米氢氧化铝多孔凝胶； (d)140-150°C条件下，采用微波加热脱水，得到多孔Y-氧化铝包裹二氧化钛保温材料，其中的多孔Y-氧化铝的粒径为纳米级，且二氧化钛被多孔Y-氧化铝包裹。
2.根据权利要求1所述的工业热工设备及锅炉用保温材料的制备方法，其特征在于:所述步骤(a)中的含有可溶铝离子盐的溶液从工业废液中分离得到，含有可溶铝离子盐的溶液为硫酸招溶液或三氯化招溶液。
3.根据权利要求2所述的工业热工设备及锅炉用保温材料的制备方法，其特征在于:所述工业废液中硫酸铝溶液或三氯化铝溶液通过膜过滤装置进行浓缩得到，所述步骤(C)中所述二氧化钛为金红石型二氧化钛，所述步骤(d)中所述多孔Y-氧化铝的粒径为20nm_80nmo
4.根据权利要求3所述的工业热工设备及锅炉用保温材料的制备方法，其特征在于:在所述步骤(b)中，按照尿素与硫酸铝的摩尔比10: I加入尿素，在80°C-95°C温度下反应得到纳米氢氧化铝凝胶。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述的工业热工设备及锅炉用保温材料的制备方法，其特征在于:还包括将制得的多孔Y-氧化铝包裹二氧化钛保温材料压制成板状，以用作工业热工炉或锅炉的保温材料。
6.工业热工设备及锅炉用保温材料，其特征在于:其包括如下步骤: (a)制备含有可溶铝离子盐的溶液； (b)在上述铝离子盐的溶液中加入尿素CO(NH2)2或氨水，通过化学反应得到纳米氢氧化铝凝胶； (c)在上述纳米氢氧化铝凝胶中加入2500目的二氧化钛，按照重量份为79-96的纳米氢氧化铝凝胶，加入二氧化钛的重量份为6-21，并加入重量份为10-20的去离子水，然后通过超声波装置处理加入纳米级的二氧化钛的纳米氢氧化铝凝胶，在超声波的空化效应下，使二者均匀混合，得到混有二氧化钛的纳米氢氧化铝多孔凝胶； (d)140-150°C条件下，采用微波加热脱水，得到多孔Y-氧化铝包裹二氧化钛保温材料，其中的多孔Y-氧化铝的粒径为纳米级，且二氧化钛被多孔Y-氧化铝包裹。
7.根据权利要求6所述的工业热工设备及锅炉用保温材料，其特征在于:所述步骤(a)中的含有可溶铝离子盐的溶液从工业废液中分离得到，含有可溶铝离子盐的溶液为硫酸铝溶液或三氯化铝溶液。
8.根据权利要求7所述的工业热工设备及锅炉用保温材料，其特征在于:所述工业废液中硫酸铝溶液或三氯化铝溶液通过膜过滤装置进行浓缩得到，所述步骤(c)中所述二氧化钛为金红石型二氧化钛，所述步骤(d)中所述多孔Y-氧化铝的粒径为20nm-80nm。
9.根据权利要求8所述的工业热工设备及锅炉用保温材料，其特征在于:在所述步骤(b)中，按照尿素与硫酸铝的摩尔比10: I加入尿素，在80°C_95°C温度下反应得到纳米氢氧化铝凝胶。
10.根据权利要求6至9中任何一项所述的工业热工设备及锅炉用保温材料的制备方法，其特征在于:还包括将制得的多孔Y-氧化铝包裹二氧化钛保温材料压制成板状，以用作工业热工炉或锅炉的保温材料。
【文档编号】C04B32/00GK103936453SQ201410016855
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月8日
【发明者】薛茗, 张晶 申请人:薛茗