本发明属于保温材料生产
技术领域：
，具体涉及一种具有保温防火性能的保温管壳及其生产方法。
背景技术：
：在建筑节能与绿色建筑的大潮流中，国内中央空调、太阳能热水器等行业面临着巨大的机遇与挑战。大型地标建筑、cbd商圈、商场超市、民用等建筑对中央空调系统、太阳能热水器系统等的节能要求也越来越高。中央空调系统、太阳能热水器输水管系统等运行时，需要消耗大量的能量，其能耗约占总能耗的60%左右，所以空调系统、太阳能系统需要节约能源，节省运行投入。而选择合适的冷热水管道保温材料，是节能的重要途径。保温材料的主要性能指标包括以下几种：导热系数、密度、湿阻因子、防火性能、耐老化性能等。传统的聚苯乙烯泡沫塑料，保温性能尚可，其主要问题就是最高使用温度为70℃，与冬季空调供水系统设计温度（60～65℃）已相当接近。而且遇火非常容易收缩、熔融、产生滴落物等缺点，将其应用于中央空调水管保温系统中，运行一定的时间后，聚苯乙烯保温管壳就会出现不同程度的变形，甚至发生与管道脱离现象，主要的原因是耐热性差。空调系统的供水有时超过了70℃，应用受到了极大的限制。技术实现要素：为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种具有保温防火性能的保温管壳及其生产方法。本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一种具有保温防火性能的保温管壳，其由如下重量份的原料制备而得：聚苯乙烯颗粒30-40份，树脂25-30份，磷系阻燃剂20-25份，无机环保阻燃剂20-25份，固化剂3.5-4.2份。进一步地，所述树脂由聚苯乙烯和聚丙烯按照2:1的质量比混合而成。进一步地，所述磷系阻燃剂由红磷和磷酸三丁酯按照3:1的质量比混合而成。进一步地，所述无机环保阻燃剂由氧化镁和氧化铝按照1:1的质量比混合制备而得。进一步地，所述固化剂按照如下工艺制备而得：将甲苯二异氰酸酯和醋酸丁酯按照3:1的体积比投入到反应器中，加热至60℃，保温条件下，200rpm搅拌30min，然后滴加与醋酸丁酯相同体积的三羟甲基丙烷，30min滴加完毕，然后添加0.5%质量份的硬脂酸钙和0.8%质量份纳米碳化硅，继续以200rpm搅拌120min，即得。进一步地，所述保温管壳的生产方法包括如下步骤：步骤1）利用高速分散机，将树脂、磷系阻燃剂以及无机环保阻燃剂混合均匀，得到阻燃树脂；步骤2）对聚苯乙烯颗粒进行预发泡，备用；步骤3）将聚苯乙烯颗粒加入到搅拌仓中，然后注入步骤1）所得阻燃树脂，同时开动搅拌，使聚苯乙烯颗粒和阻燃树脂混合均匀，最后喷淋固化剂，经过匀速搅拌，使阻燃树脂均匀包覆在聚苯乙烯颗粒的表面；步骤4）采用烘干输送系统，将步骤3）包覆完毕的聚苯乙烯颗粒缓慢通过烘干机，进行彻底烘干，得到改性聚苯乙烯颗粒，并将其送入陈化仓，备用；步骤5）将陈化好的改性聚苯乙烯颗粒送入成型机模具中，模塑成型；成型后保温管壳经过烘干房烘干陈化12-24h，烘房温度为50-55℃，然后放置自然条件下陈化7d以上，最后对陈化完毕的保温管壳进行包装，即得。本发明的关键技术以及有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：本发明利用共聚改性技术，使有机原料单体具有与防火物质相同的极性，使两者相亲和，并运用微相复合技术在每个有机颗粒表面形成防火隔离膜，使每一个颗粒形成相对独立的有机颗粒防火单元；本发明保温管壳当中有机颗粒防火单元表面的防火隔离膜，在火焰攻击下发生相态变化，能够迅速形成连续闭孔的蜂窝状防火隔离舱；该防火隔离舱一方面起到隔绝氧气，阻止火焰传播蔓延的作用；另一方面有效阻断了热量的进一步传导。遇火时，产品表面仅形成碳化层，不熔化，无熔融滴落物产生；本发明固化剂配方合理，性能优良；纳米碳化硅是一种性能优异的无机非金属材料，其具有比表面积大，表面吸附力强，化学纯度高、分散性能好、热阻等特异的性能，以其优越的稳定性性、补强性、增稠性和触变性，本发明采用纳米碳化硅分布在材料的骨架中，起到热阻作用，且不会影响结构，同时还会提高隔热保温材料的强度；硬脂酸钙作为聚苯乙烯的稳定剂使用，加入后可增加在高温搅拌过程中的热稳定性；本发明采用防火隔离膜技术和热固型技术，使改性聚苯乙烯保温管壳保温性及防火性能更优异，同时，闭孔结构使之更有效地隔绝湿气与水气，无需另加水汽防护层；改性聚苯乙烯保温管壳具有表面结皮和内部闭孔的结构，使导热系数更低更稳定，有效的降低了能源消耗；改性聚苯乙烯保温管壳具有卓越的耐高低温、耐冻融及耐老化性能；改性聚苯乙烯保温管壳为闭孔的结构弹性体，具有良好的柔软性，安装使用更方便更快捷；本发明的改性聚苯乙烯保温管壳具有容重轻、无腐蚀性、吸水率低、耐高低温性好、耐冻融性好；同时，该保温管壳为闭孔结构的弹性体，具有柔软、密度小、阻燃、导热系数低、耐候性好等优良性能；可广泛应用于工业及民用建筑的冷热水管、空调管道、太阳能热水器输水管道、供暖热力管道、液化天然气管道等管道保温系统中。具体实施方式为了使本
技术领域：
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。实施例1一种具有保温防火性能的保温管壳，其由如下重量份的原料制备而得：聚苯乙烯颗粒30份，树脂25份，磷系阻燃剂20份，无机环保阻燃剂20份，固化剂3.5份；所述树脂由聚苯乙烯和聚丙烯按照2:1的质量比混合而成；所述磷系阻燃剂由红磷和磷酸三丁酯按照3:1的质量比混合而成；所述无机环保阻燃剂由氧化镁和氧化铝按照1:1的质量比混合而成；所述固化剂按照如下工艺制备而得：将甲苯二异氰酸酯和醋酸丁酯按照3:1的体积比投入到反应器中，加热至60℃，保温条件下，200rpm搅拌30min，然后滴加与醋酸丁酯相同体积的三羟甲基丙烷，30min滴加完毕，然后添加0.5%质量份的硬脂酸钙和0.8%质量份纳米碳化硅，继续以200rpm搅拌120min，即得固化剂。所述保温管壳的生产方法包括如下步骤：1）利用高速分散机，将树脂、磷系阻燃剂以及无机环保阻燃剂混合均匀，得到阻燃树脂；2）采用间歇式发泡系统，对聚苯乙烯颗粒进行预发泡，备用；3）采用全自动称重压力喷淋系统，通过自动上料、自动称量及自动压力喷淋将聚苯乙烯颗粒加入到搅拌仓中，然后注入阻燃树脂，同时开动搅拌，使聚苯乙烯颗粒和阻燃树脂混合均匀，最后喷淋固化剂，经过匀速搅拌，使阻燃树脂均匀包覆在聚苯乙烯颗粒的表面；4）采用烘干输送系统，将包覆完毕的颗粒缓慢通过烘干机，进行彻底烘干，得到改性eps颗粒，并将其送入陈化仓，备用；5）采用全自动成型机，将陈化好的改性聚苯乙烯颗粒通过输送系统从陈化仓输送到贮料仓，然后进入成型机模具中，再向模具中通入蒸汽，控制蒸汽的通入时间、蒸汽压力，模塑成型；通过真空冷却系统，在模具温度高时，将水蒸气以及可燃的发泡剂排出，使生产的保温管壳含水率更低，阻燃效果更好，生产效率更高；成型后保温管壳需经过烘干房烘干陈化12h，烘房温度为55℃，然后放置自然条件下陈化7d以上；最后对陈化完毕的保温管壳进行包装。实施例2一种具有保温防火性能的保温管壳，其由如下重量份的原料制备而得：聚苯乙烯颗粒40份，树脂30份，磷系阻燃剂25份，无机环保阻燃剂25份，固化剂4.2份；所述树脂由聚苯乙烯和聚丙烯按照2:1的质量比混合而成；所述磷系阻燃剂由红磷和磷酸三丁酯按照3:1的质量比混合而成；所述无机环保阻燃剂由氧化镁和氧化铝按照1:1的质量比混合而成；所述固化剂按照如下工艺制备而得：将甲苯二异氰酸酯和醋酸丁酯按照3:1的体积比投入到反应器中，加热至60℃，保温条件下，200rpm搅拌30min，然后滴加与醋酸丁酯相同体积的三羟甲基丙烷，30min滴加完毕，然后添加0.5%质量份的硬脂酸钙和0.8%质量份纳米碳化硅，继续以200rpm搅拌120min，即得固化剂。所述保温管壳的生产方法包括如下步骤：1）利用高速分散机，将树脂、磷系阻燃剂以及无机环保阻燃剂混合均匀，得到阻燃树脂；2）采用间歇式发泡系统，对聚苯乙烯颗粒进行预发泡，备用；3）采用全自动称重压力喷淋系统，通过自动上料、自动称量及自动压力喷淋将聚苯乙烯颗粒加入到搅拌仓中，然后注入阻燃树脂，同时开动搅拌，使聚苯乙烯颗粒和阻燃树脂混合均匀，最后喷淋固化剂，经过匀速搅拌，使阻燃树脂均匀包覆在聚苯乙烯颗粒的表面；4）采用烘干输送系统，将包覆完毕的颗粒缓慢通过烘干机，进行彻底烘干，得到改性eps颗粒，并将其送入陈化仓，备用；5）采用全自动成型机，将陈化好的改性聚苯乙烯颗粒通过输送系统从陈化仓输送到贮料仓，然后进入成型机模具中，再向模具中通入蒸汽，控制蒸汽的通入时间、蒸汽压力，模塑成型；通过真空冷却系统，在模具温度高时，将水蒸气以及可燃的发泡剂排出，使生产的保温管壳含水率更低，阻燃效果更好，生产效率更高；成型后保温管壳需经过烘干房烘干陈化24h，烘房温度为50℃，然后放置自然条件下陈化7d以上；最后对陈化完毕的保温管壳进行包装。实施例3本发明保温管壳的施工方法，包括如下步骤：（1）保温管壳安装：首先将管道表面清理干净，然后将改性聚苯乙烯保温管壳安装在需要保温的管道上，安装时直立管立管应按照自下而上顺序进行，水平管应从一侧或弯头的直管段处顺序进行。（2）采用镀锌钢丝进行捆扎，捆扎间距不大于200mm，每根保温管壳的捆扎件，不能少于两道，不能采用螺旋式缠绕捆扎。（3）弯头处采用定性的保温管壳或用直管壳加工成虾米腰块，确保每个弯头不少于3块，保证管壳与管壁紧密结合，美观平滑；（4）阀门、法兰等部位两侧留出螺栓长度的空隙，并进行单独施工；（5）缠绕防护膜：在改性聚苯乙烯保温管壳的表面缠绕塑料防护膜，采用螺旋形缠绕方式，开头处应缠2圈后再呈螺旋形缠绕，搭接宽度宜为30~50mm；（6）缠绕沥青布：用沥青布缠裹，垂直管自下而上，水平管从最低点向最高点顺序进行。开始缠绕2圈后再呈螺旋状缠裹，搭接宽度为二分之一沥青布宽，起点和终点应用镀锌铁丝捆扎；（7）涂刷防护树脂：涂刷前需要清除管道沥青布上的尘土、油污，然后在沥青布的外表面均匀的涂刷一层防护树脂。实施例4本发明制备的保温管壳，管径范围：150mm-630mm；壁厚范围：30mm-100mm。以管径200mm；壁厚范围：30mm为例检测了各性能技术指标。以市场常用的聚苯乙烯保温管壳作为对照组，以实施例1为实验组，具体结果见表1：表1指标实验组对照组表观密度，kg/m33239抗压强度，mpa0.190.12导热系数,w/(m·k)0.0140.038水蒸气透过系数，ng/(pa·m·s)1.84.7体积吸水率，%1.13.6燃烧性能等级等效a级b1级结论：由表1可见，本发明产品各项性能指标明显优于对照组。2.本发明还检测了固化剂对保温管壳性能的影响：对照组选用常用的聚氨酯固化剂，其余同实施例2；各性能参数比较见表2：表2指标导热系数,w/(m·k)抗压强度，mpa最高使用温度，℃实施例20.0130.22139对照组0.0270.14116结论：由如表2可知，本发明固化剂配伍合理，能够有效地提高管壳性能，优于现有技术常用的固化剂。最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。当前第1页12