专利名称：绝热部件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种设置在金属制被绝热体表面并与之接触的绝热部件和该绝热部件的制造方法。
背景技术：
这种绝热部件是例如设置在高温流体流通的金属制管道外表面并与之接触，用于使流动在管道内的高温流体保温的部件。
但在该绝热部件的使用中，当雨水等浸入绝热部件和金属制管道之间时，管道会生锈而被腐蚀，即使没有雨水浸入，随着停止流通高温流体，在管道外表面也会产生结露，同样，管道也有生锈腐蚀的可能。而且，当周围环境中或绝热部件中含有盐份时，管道腐蚀也会明显加剧。
为防止这种管道腐蚀，一直以来，人们将防锈用涂料涂敷在金属制管道的外表面上，然后装配绝热部件，但该技术的缺点在于防锈用涂料的涂敷作业复杂、施工性差。
因此，有人提出了下述专利文献1(日本特开平7-269784号公报)所述的绝热部件，即，使用以磷片状锌粉、有机防锈剂及天然糖稀为主要成份的防锈剂，将该防锈剂涂敷在绝热部件中与金属制管道表面接触的面等之上，将绝热部件设置在金属制管道表面上并与之接触，以发挥对金属制管道的防锈功能。
但由于在上述专利文献所述绝热部件中，防锈剂含有锌粉，所以具有例如当管道外表面达到60℃以上时，锌被氧化而不能发挥出预期的防锈功能；而当存在盐份时，锌的消耗明显增加，而不能长时间维持预期的防锈功能。
另外，当进一步提高管道外表面的温度时，有机防锈剂、天然糖稀等将会分解，使锌粉剥落，所以，在此情况下，也不能发挥预期的防锈功能，结果，得出的结论是上述专利文献所述绝热部件实际上不能用作使60℃以上的流体流通的管道，更何况在盐份的存在下防锈效果的持久性还有改善的余地。
发明内容
本发明着眼于这类现有技术的问题，其目的是提供一种绝热部件及其制造方法，该绝热部件即使在60℃以上的高温下，或即使在盐份的存在下，也能长期发挥用于金属制被绝热体时的预期防锈功能。
本发明的第一特征组成在于，是一种设置在金属制被绝热体表面并与之接触的绝热部件，具备将水铝钙石作为含有成份的防锈剂。
由于根据本发明第一特征的组成，具有将水铝钙石作为含有成份的防锈剂，所以由后述实验结果可知即使在60℃以上的高温下，或即使在盐份的存在下，也能在较长期间内发挥预期的防锈功能，抑制金属制被绝热体的腐蚀。
因此，无需以防锈用涂料涂敷金属制被绝热体的外表面，且即使在升温到60℃以上的环境下，或在盐份的存在下，也能在较长期间内发挥预期的腐蚀抑制效果和绝热效果，保护金属制被绝热体。
本发明的第二特征组成是上述防锈剂还含有防锈颜料。
由于根据本发明第二特征的组成，防锈剂还含有防锈颜料，所以可进一步提高基于防锈剂的腐蚀抑制效果。
本发明第三特征的组成是上述防锈颜料为亚磷酸钙。
由于根据本发明第三特征的组成，防锈剂所含的防锈颜料是亚磷酸钙，所以在例如金属制被绝热体为铁制的情况下，考虑到铁钝化的pH值为10以上的情况，pH为10以上的亚磷酸钙易于造成铁的防锈区域，而能确实发挥腐蚀抑制效果。
本发明第四特征的组成是上述防锈剂还含有无机结合剂。
由于根据本发明第四特征的组成，防锈剂还含有无机结合剂，所以能巩固防锈剂与绝热部件的结合，在更长期间内发挥预期的腐蚀抑制效果。
本发明第五特征的组成是上述无机结合剂是水玻璃。
由于根据本发明第五特征的组成，防锈剂所含的无机结合剂是碱性的水玻璃，所以除原来的结合效果之外，还可期待防锈效果。
本发明第六特征的组成是在上述绝热部件中，含有上述防锈剂的防锈层至少设在上述绝热部件中的与上述被绝热体接触的面上。
由于根据本发明的第六特征，含有上述防锈剂的防锈层至少设在绝热部件中的与被绝热体接触的面上，所以不仅能将防锈剂的用量控制在很少量，而且还能确实抑制金属制被绝热体的腐蚀。
本发明第七特征的组成是在上述绝热部件中，上述防锈剂混入上述绝热部件内。
由于根据本发明第七特征的组成，上述防锈剂混入上述绝热部件内，所以，通过在例如绝热部件成型前或成型时混入防锈剂，无需在绝热部件成型后涂敷防锈剂的工作，并能提高绝热部件的生产率。
本发明第八特征的组成是与设置在金属制被绝热体表面并与之接触的绝热部件的制造方法，它在上述绝热部件成型后，在该绝热部件中的至少与上述被绝热体接触的面上，涂敷以水铝钙石为含有成份的防锈剂，制成绝热部件。
由于根据本发明第八特征的组成，它是设置在金属制被绝热体表面并与之接触的绝热部件的制造方法，使用以水铝钙石作为含有成份的防锈剂，所以，与第一特征组成相关，并如其所述，即使在升温到60℃以上的环境下，或即使在盐份的存在下，也能在较长期间内发挥预期的腐蚀抑制效果和绝热效果，且由于在绝热部件成型后，将上述防锈剂涂敷在该绝热部件中的至少与被绝热体接触的面上，制成绝热部件，所以，与第六特征组成相关，并如其所述，可提供将防锈剂用量控制在少量，并确实抑制金属制被绝热体的腐蚀的绝热部件。
本发明第九特征的组成是设置在金属制被绝热体表面并与之接触的绝热部件的制造方法，它在上述绝热部件成型时，将以水铝钙石作为含有成份的防锈剂混入该绝热部件的成型材料中，制成绝热部件。
由于根据本发明第九特征的组成，它是设置在金属制被绝热体表面并与之接触的绝热部件的制造方法，使用将水铝钙石作为含有成份的防锈剂，所以，在此情况下，即使在60℃以上的环境下，或即使在盐份的存在下，也能在较长期间内发挥预期的腐蚀抑制效果和绝热效果，且由于在绝热部件成型时，将上述防锈剂混入该绝热部件的成型材料中，制成绝热部件，所以，与第七特征组成相关，并如其所述，在绝热部件成型后，无需涂敷防锈剂的工作，并能提高绝热部件的生产率。
图1为实施方式1的绝热部件在管道上的装配工序的立体图。
图2为实施方式1的绝热部件的制造方法的流程图。
图3为实施方式2的绝热部件在管道上的装配工序的立体图。
图4为实施方式2的绝热部件的制造方法的流程图。
图5为水铝钙石和亚磷酸钙的形态的示意图。
图6为试验所用装置的结构示意图。
图7为试验1的结果的示意图。
图8为试验2的结果的示意图。
图9为试验3的结果的示意图。
符号说明1绝热部件；1a绝热部件与被绝热体的接触面；1b沿绝热部件长度方向的端面；1c与绝热部件长度方向垂直的端面；2防锈剂；3防锈层；P金属制被绝热体；S被绝热体的表面。
具体实施例方式
下面，根据
本发明的绝热部件及其制造方法的实施方式。
该绝热部件主要目的在于保温，以多个部件相互连接的方式使用，各绝热部件1以硅酸钙绝热材料为主材，如图1和图3所示，为能与用作流通高温流体的金属制被绝热体的管道P的外表面S相匹配，绝热部件为截面形状大致呈对开的圆环状的半圆筒体成型品。
在图1所示实施方式1中，在绝热部件1上设有含防锈剂2的防锈层3；在图3所示的实施方式2中，将防锈剂2混入绝热部件1中。
该防锈剂2含有水铝钙石作为主要成份，水铝钙石优选为亚硝酸取代型水铝钙石，该水铝钙石的添加量为相对于每1平方米管道P的外表面S的接触面积为5～300g，优选为10～150g。
防锈剂2除水铝钙石之外，还含有防锈颜料，通过并用防锈颜料，能进一步提高腐蚀抑制效果。
该防锈颜料优选为以选自Mg、Ca、Ba、Sr、Zn或Al的一种或两种以上的金属的磷的含氧酸盐为主要成份。
磷的含氧酸盐是选自Mg、Ca、Ba、Sr、Zn或Al的一种或两种以上的亚磷酸盐、磷酸盐和/或多磷酸盐，亚磷酸盐可举出例如亚磷酸镁、亚磷酸钙、亚磷酸钡、亚磷酸锶、亚磷酸锌、亚磷酸铝、亚磷酸锌钙、亚磷酸锌钾等，可以是正盐，也可以是碱式盐，可以是水合盐，也可以是无水物。
磷酸盐可举出例如磷酸镁、磷酸钙、磷酸钡、磷酸锶、磷酸锌、磷酸铝、磷酸锌镁、磷酸锌钙、磷酸锌钾等。多磷酸盐可举出例如多磷酸钙、多磷酸镁、多磷酸锌、多磷酸铝等。
这样的防锈颜料优选为相对于水铝钙石100重量份含有10～4000重量份，更优选含有500～2000重量份。
防锈剂2优选还含有无机或有机结合剂，该结合剂可举出被称为水玻璃的水溶性硅酸盐、改性水溶液硅酸盐、烷基硅酸盐、烷氧基硅酸盐、偶联剂、胶体二氧化硅等。
水溶性硅酸盐用通式M2O·xSiO2·yH2O表示，式中的M表示钠、锂、钾等碱金属，N(C2H4OH)2，N(CH2OH)4，N(C2H4OH)4，C(NH2)3NH，式中的x和y表示整数，具体的化合物可举出例如硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂等硅酸碱金属盐，硅酸三乙醇胺、硅酸四甲醇胺、硅酸四乙醇胺等。
改性水溶性硅酸盐可举出例如用选自铝、镁、钾、钡、锶、锌、锆、钒的金属的氧化物、氢氧化物、氟化物、硅氟化物的一种或两种以上改性上述水溶性硅酸盐的改性水溶性硅酸盐，或用硅氟化钠、三硅氟化锌酸钾、氟铝配盐、氟锌配盐等改性上述水溶性硅酸盐的改性水溶性硅酸盐(参照日本特开昭53-18636号)等。
烷基硅酸盐用通式SiR4或SiXR3表示，式中的R表示烷基，X表示烷氧基、乙烯基、环氧基、氨基、异丁烯基、巯基。烷基可举出例如甲基、乙基、丙基、丁基等碳原子数1～5的直链状或支链状的烷基，具体的化合物可举出例如四甲基硅酸盐、四乙基硅酸盐、四丙基硅酸盐、四丁基硅酸盐等。
烷氧基硅酸盐用通式Si(OR)4或SiX(OR)3、SiR(OR)3表示，式中的R表示烷基，X表示乙烯基、环氧基、氨基、异丁烯基、巯基。烷基可举出例如甲基、乙基、丙基、丁基等碳原子数1～5的直链状或支链状的烷基，具体的化合物可举出例如四甲氧基硅酸盐、四乙氧基硅酸盐、四丙氧基硅酸盐、四丁氧基硅酸盐等。
偶联剂可以举出例如γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、β-(3，4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-异丁烯氧基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷等硅烷系偶联剂，异丙基三异硬脂酰钛酸酯、四辛基二(双十二烷基)磷酸酯钛酸盐、异丙基三辛酰钛酸盐、异丙基三(十二烷基)苯磺酰钛酸盐等钛系偶联剂，铝系偶联剂，锆系偶联剂等。
胶体二氧化硅通常粒径为2～100nm左右，固态成份为20～40％左右，含有0.7％以下的Na2O，特别优选使用pH为8～10的碱稳定化胶态硅石。
但在上述所举结合剂中，因价格便宜且耐久性好，特别优选的结合剂是无机结合剂中的水玻璃的一例——硅酸钠。
实施方式1实施方式1的绝热部件1，如图1所示，在以硅酸钙绝热材料为主材的绝热部件1中，至少在与管道P的外表面S接触的面，即，半圆筒体的内表面1a上，设有由防锈剂2构成的防锈层3，根据需要，在沿半圆筒体长度方向的端面1b以及与长度方向垂直的端面1c上也设有由相同防锈剂2构成的防锈层3。
该防锈层3由以水玻璃例如硅酸钠(Na2SiO3)、水铝钙石(日本化学工业社制[3CaO·Al2O3·Ca(NO2)2·10H2O])和亚磷酸钙(CaHPO3)为主要成份的防锈剂2构成，水铝钙石和亚磷酸钙如图5(1)所示，是两者化学结合的复合物，和/或如图5(2)所示，为两者的混合物。
另外，与管道P的外表面S接触的每1平方米的面积上，防锈层3各成份的添加量为水玻璃1500g、水铝钙石20g、亚磷酸钙180g。
接着，说明该实施方式1的绝热部件1的制造方法。
如图2所示，将水添加到形成作为绝热部件1主材的硅酸钙的成型材料的氧化钙(CaO)和氧化硅(SiO2)中，利用混合机混合，实施凝胶化(工序1)。根据需要，添加增强用玻璃纤维或拨水剂(工序2)，压制成型为规定形状(工序3)，利用高压釜烧制、结晶(工序4)。然后干燥(工序5)，成型为图示的半圆筒体状母体1A，用辊或毛刷等、或利用喷涂将上述防锈剂2至少涂敷在母体1A的内表面1a上，或根据需要，也涂敷在沿长度方向的端面1b上以及与长度方向垂直的端面1c上，形成防锈层3。
实施方式2实施方式2的绝热部件1，如图3所示，将防锈剂2近乎均匀地混入以硅酸钙绝热材料为主材的绝热部件1内。
防锈剂2是与实施方式1的防锈剂相同的防锈剂，以水玻璃、水铝钙石和亚磷酸钙为主要成份，水铝钙石和亚磷酸钙可使用如图5(1)所示的复合物和/或如图5(2)所示的混合物。
实施方式2的绝热部件1的制造方法，如图4所示，将水添加到形成作为绝热部件1主材的硅酸钙的成型材料的氧化钙(CaO)和氧化硅(SiO2)中，利用混合机混合，实施凝胶化(工序1)。根据需要，添加增强用玻璃纤维或拨水剂(工序2)。
以上与实施方式1相同，但在实施方式2中，在工序2中，除添加玻璃纤维或防水剂以外，还混入上述防锈剂2，然后，压制成型为规定形状(工序3)，利用高压釜烧制、结晶(工序4)，然后干燥(工序5)，形成图示的绝热部件1。
另外，防锈层3的各成份的固态成份的添加比率为氧化钙50重量份、氧化硅50重量份、水铝钙石1重量份、亚磷酸钙9重量份、玻璃纤维2重量份、拨水剂6重量份。
为了确认本发明的绝热部件1的效果，进行各种性能试验，下面叙述其试验方法和结果。
试验方法如图6所示，试验使用热板4，在热板4上设置临时保温材料5(厚度为5mm的硅酸钙板)，在其上面设置边长为100mm、厚度为5mm的正方形磨光钢板6，而在此上再设置边长为75mm、厚度为10mm的的正方形试供体7。用硅密封材料8密封试供体7的周围，在试供体7的上面形成液体收容空间，为促进磨光钢板6的腐蚀，在该空间内收容含有氯化钠(NaCl)的离子交换水9，在磨光钢板6和临时保温材料5之间配置热电偶10。
然后，控制热板4的温度，使利用热电偶10检测出的温度为80℃，持续10小时维持温度为80℃的加热状态，然后，保持常温14小时，并以该加热状态和常温状态为一个循环持续3天。三天后解体，测定磨光钢板6的腐蚀面积。
另外，分别准备硅酸钙板的下面(磨光钢板侧)涂有或混合了本发明的防锈剂的试供体(实施例1～6)和没有涂敷或混合防锈剂的试供体(比较例1～5)作为试供体7，进行各种试验。
实施方式1的试验结果试验1盐份的影响准备与磨光钢板6接触的硅酸钙板的每1m2的表面面积上涂敷了200g本发明的防锈剂(水铝钙石20g、亚磷酸钙180g)的试供体7，改变添加到试供体7上面空间内的离子交换水中的氯化钠量，具体而言，以0.5g、1.0g、1.5g三种相对量进行循环试验，确认相对于盐份的防锈效果(实施例1～3和比较例1～3)。
另外，当氯化钠添加量为0.5g时，换算后，1m3的离子交换水中含有9kg的氯化钠。
试验1的结果由图7所示试验结果可知在不涂敷防锈剂的比较例中，显示出39～58％左右的腐蚀面积，反之，在涂敷了防锈剂的实施例中，仅有3～8％左右的腐蚀面积，由此可确认本发明的绝热部件即使在盐份的存在下也有显著的腐蚀抑制效果。
试验2温度的影响准备在650℃的电炉内对与磨光钢板6接触的每1m2硅酸钙板表面面积上涂敷了200g本发明的防锈剂的试供体7加热了10小时的物件(实施例4)和不进行加热的物件(实施例5)，并准备未涂敷防锈剂、切未经加热的物件，分别进行循环试验，确认在具有高温温度滞后情况下的防锈效果。
另外，添加到试供体7上面空间内的离子交换水中的氯化钠量为0.1g。
试验2的结果由图8所示试验结果可知加热到650℃的实施例4有9％的腐蚀面积，与不进行加热的实施例5有几乎相同的腐蚀面积，并有比未涂敷防锈剂的比较例4大的防锈效果，即使暴露在650℃的高温下，也有显著的腐蚀抑制效果，由此可确认本发明的绝热材料即使在高温下且在盐份的存在下也有显著的腐蚀抑制效果。
实施方式2的试验结果试验3防锈成份的添加准备硅酸钙绝热材料100重量份中配有本发明的防锈剂10重量份的试供体(实施例6)和硅酸钙绝热材料未加防锈剂的试供体(比较例5)作为试供体7，分别对它们进行循环试验，确认添加了防锈成份时的防锈效果。
另外，添加到试供体7上面空间内的离子交换水中的氯化钠量为0.1g。
试验3的结果由图9所示试验结果可知不添加防锈剂的比较例5显示出41％的腐蚀面积，反之，添加防锈剂的实施例6仅有5％的腐蚀面积，由此可确认即使在添加防锈剂的情况下，在盐份的存在下也有显著的腐蚀抑制效果。
其它实施方式(1)在上述实施方式中，以将硅酸钙绝热材料作为主材的绝热部件1为例做出了说明，但也可用于例如以硬质聚氨酯发泡体、玻璃丝、石棉等为主材的绝热部件。
(2)在上述实施方式中，金属制被绝热体的一例采用了管道P，除管道P以外，还可用于收容高温流体或固体等的槽或各种容器等。
因此，绝热部件1的形状也不限于已述实施方式的半圆筒形，根据被绝热体的形状，也可形成各种形状。
权利要求
1.一种设置在金属制被绝热体表面并与之接触的绝热部件，其特征在于，该绝热部件包括将水铝钙石作为含有成份的防锈剂。
2.如权利要求1所述的绝热部件，其特征在于，所述防锈剂还含有防锈颜料。
3.如权利要求2所述的绝热部件，其特征在于，所述防锈颜料是亚磷酸钙。
4.如权利要求1～3任一项所述的绝热部件，其特征在于，所述防锈剂还含有无机结合剂。
5.如权利要求4所述的绝热部件，其特征在于，所述无机结合剂是水玻璃。
6.如权利要求1～5任一项所述的绝热部件，其特征在于，含有所述防锈剂的防锈层至少设置在所述绝热部件的与所述被绝热体接触的面上。
7.如权利要求1～3任一项所述的绝热部件，其特征在于，所述防锈剂混入在所述绝热部件内。
8.一种绝热部件的制造方法，该绝热部件设置在金属制被绝热体表面并与之接触，其特征在于，在所述绝热部件成型后，在所述绝热部件的至少与所述被绝热体接触的面上，涂敷以水铝钙石为含有成份的防锈剂。
9.一种绝热部件的制造方法，该绝热部件设置在金属制被绝热体表面并与之接触，其特征在于，在所述绝热部件成型时，将以水铝钙石作为含有成份的防锈剂混入所述绝热部件的成型材料中。
全文摘要
本发明提供一种即使在60℃以上高温下或即使在盐分存在下，也能够长期发挥用于金属制被绝热体时的预期防锈功能的绝热部件及其制造方法。该绝热部件设置在金属制被绝热体(P)的表面(S)并与之接触，包括将水铝钙石作为含有成分的防锈剂。其制造方法包括在绝热部件(1)成型后，将以水铝钙石为含有成分的防锈剂至少涂敷在与被绝热体(P)接触的面上，或在成型绝热部件(1)时将水铝钙石作为含有成分的防锈剂混入绝热部件(1)的成型材料中的步骤。
文档编号F16L59/00GK1683814SQ20051006455
公开日2005年10月19日 申请日期2005年4月13日 优先权日2004年4月13日
发明者山城博隆, 山内敦雄, 金田嘉郎, 田村英繁, 横山稔 申请人:明星工业株式会社, 日本化学工业株式会社, 东邦颜料工业株式会社