[发明专利]一种基于纳米气凝胶颗粒的隔热铺垫瓦块及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于纳米气凝胶颗粒的蒸汽管线专用长寿命、高强度、隔热铺垫瓦块，包括以下质量百分比的原料：氧化镁30～50％，卤片20～40％，陶瓷纤维0～20％，改性纳米气凝胶颗粒10～30％。改性纳米气凝胶是以异丁基三乙氧基硅烷或甲基三甲氧基硅烷为颗粒表面修饰剂，对纳米气凝胶颗粒进行表面预处理均匀后得到的。上述原料与去离子水混合后浇注养护得到本发明的隔热瓦块，去离子水与氧化镁和卤片的总质量之比为(50～80):(60～80)。本发明制备得到的隔热铺垫瓦块具有使用寿命长，强度高等特点，加入气凝胶作为隔热填料可以有效降低管道的热损失；物理性能稳定，没有放射性，环境安全，无毒无味。

技术领域

本发明属于管道隔热保温技术领域，尤其涉及一种基于纳米气凝胶颗粒的蒸汽管线专用长寿命、高强度、隔热铺垫瓦块及其制备方法。

背景技术

随着新型高效隔热材料的不断推出，隔热材料已经渗入到长输蒸汽管线的保温和阀门、疏水装置、管支架等特殊部位的保温。其中，管支架通常通过支撑板、肋板导热和底板散热，把介质热量传递到大气中。经计算和实测可知，管道支架的热损失约占管道总热损的20％～30％，这就需要在施工过程中对此部位进行重点隔热保温。

国内常见的保温方法是用浇注料做硬质隔热材料，用陶瓷纤维毯做软质隔热材料，并与钢制管夹进行组合，加工成隔热型管支架。但是这类隔热管托在运行数年后节能效果逐渐丧失，造成这一现象的主要原因是:(1)隔热、抗压、耐压性能不理想。大多隔热管托厂家所采用的成品混合料的性能和质量受到约束，产品的导热系数大于0.2W/(m·K)，抗压强度小于8MPa，耐压强度约为2MPa。(2)防松设计失效。虽然管托采用弹垫等防松设计，但耳板在长期载荷作用及较高温度工况下产生的蠕变导致其防松失效，管托与管道发生相对位移，破坏了蒸汽管道的整体保温。(3)硬质隔热块易碎。在使用过程中受直接应力与二次应力(载荷)交变作用的影响，再加上温度骤变产生的温差应力，隔热瓦块抗拉、韧性不够；运输、装卸、安装就位过程中的外在冲击、振动等原因都会造成所使用的硬质隔热块开裂，致使其保温功能下降。上述原因表明，隔热瓦块受浇注料硬质隔热材料和原料热导率等影响，在使用过程中不能满足蒸汽管线长期安全、节能的需求。因此，从节能的角度考虑，需研制新的高强隔热材料，以解决上述问题，保证新型隔热管托满足蒸汽管线长期安全、节能的运行。

综上所述，针对现有市场产品和技术存在的耐热性差、保温效果差、韧性低、使用寿命短及生产成本高等问题，所以需要一种基于纳米气凝胶颗粒的蒸汽管线专用隔热铺垫瓦块，以解决现有技术中隔热铺垫瓦块耐热性差、保温效果差、韧性低、使用寿命短等问题。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种基于纳米气凝胶颗粒的蒸汽管线专用长寿命、高强度、隔热铺垫瓦块及其制备方法。本发明制备得到的隔热铺垫瓦块具有使用寿命长，强度高等特点，加入气凝胶作为隔热填料可以有效降低管道的热损失。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种基于纳米气凝胶颗粒的隔热铺垫瓦块，包括以下质量百分比的原料：

氧化镁30～50％，卤片20～40％，陶瓷纤维0～20％，改性纳米气凝胶颗粒10～30％。

优选的，所述氧化镁的粒径为0.5～2μm。

优选的，所述卤片为卤片粉末，粒径为0.5～2μm。

优选的，所述陶瓷纤维的长度为1～3mm，直径为0.3～1mm。

优选的，所述改性纳米气凝胶颗粒的制备方法为：以颗粒表面修饰剂对纳米气凝胶颗粒的表面进行改性处理，所述颗粒表面修饰剂为异丁基三乙氧基硅烷或甲基三甲氧基硅烷，用量为纳米气凝胶颗粒质量的1.0～2.5％。

更为优选的，所述纳米气凝胶颗粒为二氧化硅气凝胶颗粒，粒径为0.5～8mm。