一种耐高温隔热材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于保温隔热材料制备领域，特别涉及一种耐高温隔热材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 随着社会的发展，工业的进步，人们对能源的需求不断增加，尤其是我国能源长期 存在不足，能源紧张成为严重困扰国民经济发展的重大问题，这迫使工业各部门重新考虑 能源的开发利用方式和节能的措施。人们一方面不断致力于开发和利用新能源，如太阳能、 核能等，绝大部分的能源都是在各种装置中转化成热能，或直接应用于各工业部门的炉、窑 和其他热工设备，或转化成机械能再由机械能转化成电能以后加以应用。显然，新能源的开 发和利用需要各种工程结构材料和功能材料。另一方面，人们采用节能措施，既从生产工艺 上不断采用新技术、新工艺改进原旧的工艺条件和生产条件，同时又在实现节能的过程中 不断使用新的节能材料以实现节能。近30年来，人们一方面致力于研究各种新型的隔热保 温节能材料，另一方面又更加注意挖掘和利用与能源的生产、转换、存储、节约等有关材料 的其他高温热学性能，出现了许多用于能源开发和利用的功能保温隔热材料。
[0003] 隔热材料是指具有绝热性能、对热流可起屏蔽作用的材料或材料复合体，通常具 有质轻、疏松、多孔、导热系数小的特点，工业上广泛用于防止热工设备及管道的热量散失， 或者在冷冻和低温使用，因而隔热材料又称为保温或保冷材料。目前常用的隔热材料种 类繁多，但是一般随着温度的升高隔热材料的隔热性能降低，尤其是很多隔热材料本身的 耐高温性较差，这就很大程度限制了隔热材料的应用。申请号为201410478153. 7的中国 专利公开了一种无污染、密度小、防火隔热效果好的耐高温隔热材料及其生产工艺，生产 1000 kg所述耐高温隔热材料需要各原料的量为：水泥350-450kg，硅藻土 100-200kg，氟蛋 白2000-3000ml，水320-440kg，其余为原料混合用水；申请号为201310015985. 0的中国专 利公开了一种耐高温隔热防火材料，包黑泥粉或黑泥颗粒、中空玻璃微珠、工业氯化镁、海 泡石、高铝水泥、碳纤维、石棉纤维素、发泡剂，AES活性剂；以上两种方法制备隔热耐高温 材料都是通过加入发泡剂发泡成型，使得材料就有空隙结构，但是其隔热与耐高温性能有 限，尤其在高温条件下隔热性能也会降低，因此并不能满足要求。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于为了克服以上现有技术的不足而提供一种耐高温隔热材料及 其制备方法，使得材料具有良好的耐高温与隔热作用，同时具有良好的抗压与耐腐蚀性等 性能。
[0005] 本发明的技术方案如下：
[0006] -种耐高温隔热材料，以重量组分计包括：聚乙烯树脂8-15份，环氧氯丙烷3-6 份，硅酸盐5-10份，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯6-12份，聚碳酸酯2-6份，聚合体6-13份，硬 脂酸钡3-7份，二氧化硅2-7份，甲苯二异氰酸酯3-8份，玻璃纤维2-6份，二月桂酸二丁基 锡2-5份，三氧化二铝3-8份；其中所述聚合体为由丙烯酰胺、水、丙烯酸、过硫酸铵、氧化 钙、二亚乙基三胺、十二烷基脂肪酸和植物纤维通过聚合反应得到。
[0007] 所述的耐高温隔热材料，可以优选为以重量组分计包括：聚乙烯树脂12-14份，环 氧氯丙烷3-5份，硅酸盐6-8份，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯8-10份，聚碳酸酯3-6份，聚合 体8-12份，硬脂酸钡4-6份，二氧化硅3-6份，甲苯二异氰酸酯4-7份，玻璃纤维5-6份，二 月桂酸二丁基锡2-4份，三氧化二铝5-7份。
[0008] 所述的耐高温隔热材料，所述聚合体的制备过程可以为将丙烯酸与水加入到反应 釜中，然后在搅拌的条件下加入氧化钙，待反应混合液变透明后，用氢氧化钠将体系pH调 到7-9,然后加入丙烯酰胺，搅拌使得丙烯酰胺溶解，再加入十二烷基脂肪酸、植物纤维，将 体系升温至40-50°C，加入过硫酸铵和二亚乙基三胺，保持温度不变的条件下搅拌4-5小 时，得到聚合体，再将聚合体剪切造粒，并烘干粉碎，制得聚合体成品。
[0009] 所述的耐高温隔热材料，所述聚合体的制备过程中，各物质加入的量为以下重量 份计：丙烯酰胺20-28份、水130-140份、丙烯酸18-25份、过硫酸铵3-6份、氧化钙5-10份、 二亚乙基三胺2-4份、十二烷基脂肪酸25-35份，植物纤维10-14份。
[0010] 所述的耐高温隔热材料，其特征在于，所述聚合体的制备过程中，烘干温度为 120-130°C，粉碎后的粒径为60-80目。
[0011] 所述的耐高温隔热材料，所述硅酸盐可以为硅酸钠、硅酸钾、硅酸钙、硅酸铝或硅 酸镁中的一种。
[0012] 一种以上所述的耐高温隔热材料的制备方法，包括以下制备步骤：
[0013] 步骤一，按照重量份，将聚乙烯树脂，硅酸盐，聚碳酸酯，硬脂酸钡，二氧化硅和玻 璃纤维于搅拌机中混合搅拌均匀，得到物料一；
[0014] 步骤二，将物料一转移到反应釜中，在惰性气体保护的条件下加热至60-70°C，加 入甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和环氧氯丙烷，搅拌20-30分钟，然后升温至75-80°C，加入三 氧化二铝和聚合体，继续搅拌40-60分钟，得到物料二；
[0015] 步骤三，将物料二在真空条件下升温至40-50°C，加入甲苯二异氰酸酯和二月桂酸 二丁基锡，搅拌30-60分钟，然后再升温至55-60°C，继续搅拌10-20分钟，得到物料三；
[0016] 步骤四，将物料三于压延机中压延成型，得到耐高温隔热材料。
[0017] 所述的耐高温隔热材料的制备方法，步骤一中混合搅拌均匀的搅拌速度可以为 280-300转/分钟，搅拌时间20-30分钟。
[0018] 所述的耐高温隔热材料的制备方法，步骤三中的真空条件的真空度可以为 0.01-0. 05MPa〇
[0019] 所述的耐高温隔热材料的制备方法，步骤四中压延成型的压延温度可以为 130-150°C。
[0020] 本发明提供的耐高温隔热材料的制备原理在于首先将聚乙烯树脂，硅酸盐，聚碳 酸酯，硬脂酸钡，二氧化硅和玻璃纤维混合均匀后在一定温度下加入甲基丙烯酸二甲氨基 乙酯和环氧氯丙烷进行反应，进行初步的交联，然后再加入三氧化二铝和聚合体进行进一 步反应，使得聚合体在高温下均匀地渗透进入材料中，最后通过甲苯二异氰酸酯和二月桂 酸二丁基锡的加入反应使得材料进一步成型，各组分之间的交联更加完善。其中引入的聚 合体对温度以及湿度比较敏感，当环境温度超过40°C时，该聚合体会表现出一定的体积缩 小并逐步半流体化，这样会使的材料内部发生一定的微小结构变化，短时间内出现若干负 压孔隙，进一步增强了材料的保温隔热效果。
[0021] 本发明提供的耐高温隔热材料与现有技术相比的有益效果如下：
[0022] (1)本发明提供的耐高温隔热材料具有优良的各项性能，其中导热系数达到了 0. 013W/m*K以下，500°C时的导热系数达到了 0. 017W/m*K以下，在500°C条件下48小时材 料无异常反应，抗压强度达到了 15MPa以上，耐酸性能达到了 1500h以上无异常，耐碱性能 达到了 1600h以上无异常，耐中性盐雾性能达到了 ISOOh以上无异常，具有良好的耐高温、 隔热、抗压以及抗酸碱等腐蚀的性能。
[0023] (2)本发明提供的耐高温隔热材料中引入了聚合体，该聚合体对温度以及湿度比 较敏感，当环境温度超过40°C时，该聚合体会表现出一定的体积缩小并逐步半流体化，这样 会使的材料内部发生一定的微小结构变化，短时间内出现若干负压孔隙，进一步增强了材 料的保温隔热效果。
[0024] (3)本发明提供的耐高温隔热材料创造性地引入了甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和环 氧氯丙烷，通过合适的制备方法使得材料中的各组分产生了相互促进的协同效应，最终制 备得到的材料的耐高温性得到了极大的提升，极大拓展了材料的应用范围。
[0025] (4)本发明提供的耐高温隔热材料最后通过压延的方法成型，可以根据需要制备 成不同的厚度，应用于建筑保温材料中可以有效地降低传统保温材料需要一定厚度才能起 到保温效果的缺陷，在实际使用过程中可以根据需要任意切割，极大提升了材料使用的灵 活性。
【具体实施方式】：
[0026] 实施例1
[0027] -种耐高温隔热材料，以重量组分计包括：聚乙烯树脂8份，环氧氯丙烷3份，硅酸 钠5份，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯6份，聚碳酸酯2份，聚合体6份，硬脂酸钡3份，二氧化 硅2份，甲苯二异氰酸酯3份，玻璃纤维2份，二月桂酸二丁基锡2份，三氧化二铝3份。
[0028] 其中所述的聚合体的制备过程如下：
[0029] 按照重量份将丙烯酸18份与水130份加入到反应釜中，然后在搅拌的条件下加入 氧化钙5份，待反应混合液变透明后，用氢氧化钠将体系pH调到7,然后加入丙烯酰胺20 份，搅拌使得丙烯酰胺溶解，再加入十二烷基脂肪酸25份、植物纤维10份，将体系升温至 4