专利名称：工业用隔热保温复合材料的制作方法
技术领域：
本实用新型属于保温材料领域，具体涉及一种应用于工业设备、热力管道表面的高效节能复合保温材料。
背景技术：
随着科技的进步和人们对生存环境质量的日益重视，保温材料正向着高效、节能、 环保的方向发展，我国规定环境温度为25°C时的工业设备外表面温度必须低于50°C。目前国内外现有运用于工业设备、热力管道表面的保温材料主要是传统的保温材料，如岩棉、玻璃棉、硅酸铝纤维、发泡聚氯乙烯、聚氨酯泡沫等。这类保温材料的导热系数大多在0. 04W/ m -k以上，保温层厚度大于30mm。施工时先将保温材料包覆在设备表面，再在材料外部包裹镀锌铁皮，最后用铆钉将镀锌铁皮铆合起来。这种方法所做的保温层缝隙多，搭头多，普遍存在保温层厚且重、保温性差、使用寿命短、所含纤维对人有刺痛感等缺点。近年来在市场上出现了保温涂料，但产品质量参差不齐，单独使用效果不明显，挥发性有机化合物(VOC) 含量较高，应用受到了很大限制。
实用新型内容本实用新型的目的在于，弥补保温材料现有技术的不足，提供一种高效节能工业隔热保温复合材料。该保温材料导热系数低、保温层薄、质量轻、阻燃、节能、环保、操作方便，适合于工业设备、热力管道表面保温使用。为实现上述目的，本实用新型包括以下技术方案一种工业用隔热保温复合材料，其是由五层材料相互粘结复合而成，从内至外依次为防腐防锈层1、耐高温粘结层2、纳米陶瓷隔热层3、工业隔热涂料保护层4和防护标记层5。如上所述的工业用隔热保温复合材料，其中，该防腐防锈层1优选为环氧底漆、无机富锌底漆或有机硅防锈底漆，更优选为武汉现代工业技术研究院生产的T100-6低表面处理防锈底漆。如上所述的工业用隔热保温复合材料，其中，该防腐防锈层1厚度优选为0. 05 0. 07mmo如上所述的工业用隔热保温复合材料，其中，该耐高温粘结层2优选为室温固化耐高温胶黏剂，更优选为水性体系无机粘合剂，例如47M厂粘接技术研究所生产的SG-200 室温固化耐高温胶黏剂。如上所述的工业用隔热保温复合材料，其中，该耐高温粘结层2厚度优选为0. 2 0. 25mm0如上所述的工业用隔热保温复合材料，其中，该纳米陶瓷隔热层(3)是由硅酸铝纸和硅酸铝针刺纤维卷材层相互粘结而成，其中，该硅酸铝针刺纤维卷材层中分散纳米陶瓷中空微球。
3[0011]如上所述的工业用隔热保温复合材料，其中，该纳米陶瓷隔热层3厚度优选为 3-12mm。如上所述的工业用隔热保温复合材料，其中，该硅酸铝纸厚度优选为0. 20 0. 25mm ；硅酸铝针刺纤维卷材层厚度优选为2. 5mm 12. Omm ；纳米陶瓷中空微球孔径优选为50 60nm，粒径优选为60 70nm ；每平方米所述硅酸铝针刺纤维卷材层中优选含有纳米陶瓷中空微球0. 9 1. Ikgo如上所述的工业用隔热保温复合材料，其中，该纳米陶瓷隔热层3优选为北京兴通力得科技有限公司生产的LEADER 工业隔热卷材。如上所述的工业用隔热保温复合材料，其中，该工业隔热涂料保护层4优选为北京兴通力得科技有限公司生产的LEADERtmA^O工业隔热涂料。如上所述的工业用隔热保温复合材料，其中，该工业隔热涂料保护层4厚度优选为 0. 8-1. 5mm。如上所述的工业用隔热保温复合材料，其中，该防护标记层5优选为为聚氨酯类面漆。如上所述的工业用隔热保温复合材料，其中，该防护标记层5厚度优选为0. 1 0. 2mmο如上所述的工业用隔热保温复合材料，其最低总厚度为4. 15mm，随设备基体温度的增加，可通过增大工业隔热卷材层的厚度来增加保温层的厚度，可用于外表面温度小于 600°C的工业设备。本实用新型的有益效果在于本实用新型采用防腐防锈漆作为底漆，起到了保护设备基体的作用。工业隔热卷材中含有孔径为50-60纳米陶瓷中空微球。研究表明，当空气受热后，空气分子的平均自由程为70纳米左右，如果将空气密闭在一个70纳米以内的容器内，空气无法进行分子运动，将大大降低其传导热的能力，从而使材料的导热系数低于空气的传导热系数，即可以减少隔热材料的厚度。从热辐射的角度考虑，将该封闭的容器做成球形，在相同体积下可以获得更多的壁表面积，而这些壁表面均可视为辐射的反射面和折射面，很好地阻隔了辐射热。该工业隔热卷材和水性单组分工业隔热涂料均采用环保、无毒、 低VOC的材料，适用于工业企业的室内生产设备。本实用新型的工业用隔热保温复合材料能很好地阻止了热量的散失，在传导和辐射传热方面，减少热损失达到50%以上；同时，整个工业隔热保温系统的厚度最小仅为4. 15mm，大大地减少了保温层的厚度；质量轻、无毒、 阻燃、环保。能广泛应用于外表面温度小于600°C的工业设备和热力管道表面，能为企业节能降耗、减少高温设备的散热损失、降低设备表面温度、防止人员烫伤事故、以及改善生产车间的环境温度、降低车间内的换气能耗。
图1为本实用新型工业用隔热保温复合材料截面结构示意图。图2为使用本实用新型工业用隔热保温复合材料前后的工业设备表面实测热量对比图。
具体实施方式
[0022]以下将通过具体实例进一步说明本实用新型的结构特征及效果，其并非用以限制本实用新型的保护范围。图1为本实用新型一种优选实施方式的结构示意图。该工业用隔热保温复合材料包括依次施加于工业设备基体6表面上的防腐防锈层1、耐高温粘结层2、纳米陶瓷隔热层 3、工业隔热涂料保护层4和防护标记层5。其中，防腐防锈层1能形成有效的封闭层附着在工业设备基体表面。可以使用常规工业设备用防腐防锈涂料，优选附着力强、具有很好的防酸碱、防腐功能材料，例如环氧底漆、无机富锌底漆或有机硅防锈底漆。所选材料使用温度为高于设备基体最高温度 20%以上。在本实用新型的一个优选实施方式中，使用了武汉现代工业技术研究院生产的 T100-6低表面处理防锈底漆。防腐防锈层1的厚度优选为0. 05 0. 07mm。耐高温粘结层2由室温固化耐高温胶黏剂构成，优选为水性体系无机粘合剂，例如47M厂粘接技术研究所生产的SG-200室温固化耐高温胶黏剂或合肥翔正化学科技有限公司生产的)(Z-T002耐高温涂料(粘结剂)。所选粘合剂使用温度为高于设备基体最高温 20%以上。耐高温粘结层具有较好的密封性，能紧密连接防腐防锈层1和纳米陶瓷隔热层 3，不受温度高低、间歇变化的影响。耐高温粘结层厚度优选为0. 2 0. 25mm。纳米陶瓷隔热层3是一种工业隔热卷材，与工业隔热涂料保护层4 一起组成隔热层，阻止热量以传导的方式传递，以减少能量的损失。纳米陶瓷隔热层是由硅酸铝纸和硅酸铝针刺纤维卷材层相互粘结而成，硅酸铝纸厚度优选为0. 20 0. 25mm，硅酸铝针刺纤维卷材层厚度优选为2. 5mm 12. 0mm。该硅酸铝针刺纤维卷材层中分散纳米陶瓷中空微球，纳米空心陶瓷微球孔径平均直径仅为50-60纳米，而空气分子的平均自由程为70纳米左右， 空气在如此小的空隙中几乎无法流动，从而抑制了空气的对流导热；而其内部添加的纳米级反辐射物质，能很好地反射/吸收热辐射，对于辐射导热起到了很好的抑制作用。每平方米所述硅酸铝针刺纤维卷材层中优选含有纳米陶瓷中空微球0. 9 1. Ikgo纳米陶瓷隔热层厚度优选为3-12mm，材料厚度随着设备基体温度的提高而增加。在本实用新型的一个优选实施方式中，使用了北京兴通力得科技有限公司生产的 LEADER 工业隔热卷材，常温下卷材的导热系数为0. 015ff/m · k，是传统材料的1/4到1/8， 相比传统材料，大大降低隔热层的厚度。该材料不含可呼吸纤维，阻燃、质量轻、易于施工， 经久耐用。其制备工艺流程如下A.制作浆料首先将二氧化硅硅溶胶、孔径为50-60纳米耐高温无机陶瓷中空微球、去离子水及稀释剂(乙腈)按照重量比为1 2 1.5 0.5加入分散反应釜内进行充分的分散，制作成浆料。B.卷材基料上浆将浆料注入浆料池，并将2. 5mm 3. Omm厚的硅酸铝针刺纤维卷材基料侵入上浆池的中，同时利用隔膜泵循环吸入浆料并通过喷嘴喷射至硅酸铝针刺纤维基材上，保证每平方米卷材附上浆料^g。将上浆后的硅酸铝针刺纤维基材切割为15M 长，紧密卷在直径50mm的不锈钢靶架上。C.干燥将缠在靶架上的卷材送入二氧化碳超临界干燥设备进行干燥处理，去除水分及少量溶剂。具体做法为将二氧化碳超临界高压釜外部通过包围的水浴调节温度。在 60min内，二氧化碳超临界高压釜被迅速降低到0°C。在保持约20min后，吸附在卷材浆料中的杂质被驱除。随着温度的升高，液体溶剂变为超临界状态，压强为7. 3MPa，温度为40°C。当温度超过40°C时，临界溶液在20min内从二氧化碳超临界高压釜中排除。然后停止加热， 冷却至室温。打开二氧化碳超临界高压釜，干燥后的工业隔热卷材可从不锈钢靶架上取出。D.卷材整体疏水处理疏水处理步骤为将工业隔热卷材浸入三甲基氯硅烷之中， 随后干燥。E.工业隔热卷材的单面封闭将干燥后的工业隔热卷材采用涂布设备进行单表面涂布水性无机粘接剂，并覆上一层0. 25毫米厚的耐高温的硅酸铝纸进行表面封闭，用连续烘干设备在温度120°C进行烘干3分钟。工业隔热涂料保护层4为水性、低VOC涂料，在本实用新型的一个优选实施方式中，使用了北京兴通力得科技有限公司生产的LEADER A260工业隔热涂料，其内含的纳米陶瓷真空微珠可进一步阻止热量通过传导的方式传递，同时对纳米陶瓷隔热层3进行保护，能阻燃，无毒、质量轻且环保；其厚度优选为0. 8-1. 5mm。作为防护标记层5的材料可使用聚氨酯类面漆，其可以呈现不同颜色，起到设备防护、标记作用，其厚度优选为0. 1 0. 2mm。实施例1工业用隔热保温复合材料，如图1所示，防腐防锈层1采用武汉现代工业技术研究院生产的T100-6低表面处理防锈底漆，厚度为0. 06mm ；耐高温粘结层2采用47M厂粘接技术研究所生产的SG-200室温固化耐高温胶黏剂，厚度为0. 25mm ；纳米陶瓷隔热层3采用北京兴通力得科技有限公司生产的LEADER 工业隔热卷材，导热系数为0. 017ff/m · k，厚度为3mm ；工业隔热涂料保护层4采用北京兴通力得科技有限公司生产LEADER A260工业隔热涂料，导热系数为0. 031ff/m -k,厚度为Imm ；防护标记层5采用北京兴通力得科技有限公司生产的TS501无溶剂聚氨酯面漆，厚度为0. 1mm。该隔热保温复合材料总厚度为4. 41mm。施工时，防腐防锈层1、工业隔热涂料保护层4和防护标记层5均采用高压无气喷涂机进行喷涂；将工业隔热卷材裁剪成所需形状后，用耐高温粘结剂2粘贴于防腐防锈层1 表面形成纳米陶瓷隔热层3，卷材间缝隙用工业隔热涂料封添；工业隔热涂料保护层4表面不平整处可用砂纸打磨。采用DaqPR05300热流计在设备同一部位检测使用上述工业用隔热保温复合材料前后的工业设备表面热量，在线连续测4000组数据(1组/S)，辐射热流密度为距离设备表面IOmm处测。结果如图2所示，横轴为时间(s)，纵轴为热量(W/m2)，1为使用工业隔热保温系统材料前的工业设备表面实测传导热，2为使用工业隔热保温系统材料后的工业设备表面实测传导热，3为使用工业隔热保温系统材料前的工业设备表面实测辐射热，4为使用工业隔热保温系统材料后的工业设备表面实测辐射热。图2的结果表明，应用该隔热保温复合材料后，散失到空气中的热量显著减少，对于传导和辐射传热，减少热损失达到50%以上。以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式
的一种，本领域的技术人员在实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种工业用隔热保温复合材料，其特征在于，其是由五层材料相互粘结复合而成，从内至外依次为防腐防锈层(1)、耐高温粘结层O)、纳米陶瓷隔热层(3)、工业隔热涂料保护层⑷和防护标记层(5)。
2.根据权利要求1所述的工业用隔热保温复合材料，其特征在于，所述防腐防锈层(1) 为环氧底漆、无机富锌底漆或有机硅防锈底漆。
3.根据权利要求1或2所述的工业用隔热保温复合材料，其特征在于，所述防腐防锈层(1)厚度为0. 05 0. 07mm。
4.根据权利要求1所述的工业用隔热保温复合材料，其特征在于，所述耐高温粘结层(2)为室温固化耐高温胶黏剂。
5.根据权利要求1或4所述的工业用隔热保温复合材料，其特征在于，所述耐高温粘结层(2)厚度为0. 2 0. 25mm。
6.根据权利要求1所述的工业用隔热保温复合材料，其特征在于，所述纳米陶瓷隔热层( 是由硅酸铝纸和硅酸铝针刺纤维卷材层相互粘结而成，该陶瓷隔热层( 厚度为 3-12mm。
7.根据权利要求6所述的工业用隔热保温复合材料，其特征在于，所述硅酸铝纸厚度为0. 20 0. 25mm ；所述硅酸铝针刺纤维卷材层厚度为2. 5mm 12. 0mm。
8.根据权利要求6或7所述的工业用隔热保温复合材料，其特征在于，所述纳米陶瓷隔热层(3)为LEADER 工业隔热卷材。
9.根据权利要求1所述的工业用隔热保温复合材料，其特征在于，所述工业隔热涂料保护层⑷为LEADERtmA^O工业隔热涂料；工业隔热涂料保护层⑷的厚度为0. 8-1. 5mm。
10.根据权利要求1所述的工业用隔热保温复合材料，其特征在于，所述防护标记层 (5)为聚氨酯类面漆，厚度为0. 1 0. 2mm。
专利摘要本实用新型是关于一种工业用隔热保温复合材料，其是由五层材料相互粘结复合而成，从内至外依次为防腐防锈层1、耐高温粘结层2、纳米陶瓷隔热层3工业隔热涂料保护层4和防护标记层5。该材料导热系数低、保温层薄、质量轻、阻燃、节能、环保、操作方便，适合于工业设备、热力管道表面保温使用。
文档编号B32B18/00GK202079869SQ20102068128
公开日2011年12月21日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者谢刚 申请人:谢刚