本發(fā)明涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及保溫材料領(lǐng)域，尤其涉及一種硅酸鹽微孔保溫板，也可稱為硅酸鹽半硬質(zhì)微孔保溫板或半硬質(zhì)微孔保溫板。
背景技術(shù)：
微孔硅酸鈣是市場(chǎng)上常用的一種硬質(zhì)保溫材料，產(chǎn)品形狀為硬質(zhì)瓦塊或板狀。其主要優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高，耐溫高，保溫隔熱效果比較好，和巖棉、玻璃棉等纖維類保溫材料相比較，無(wú)刺癢的纖維粉塵，環(huán)保性優(yōu)于纖維類材料，使用壽命長(zhǎng)。
微孔硅酸鈣的主要缺點(diǎn)是：
1.產(chǎn)品無(wú)韌性，硬而脆，容易破碎。有兩種情況：一種是冷熱循環(huán)氣流沖擊下會(huì)破碎。比如，做好微孔硅酸鈣保溫的設(shè)備或管道，在比較高的工作溫度(350-600℃)下，如果頻繁停機(jī)、開(kāi)機(jī)，如不控制溫升、溫降速度，微孔硅酸鈣受到冷熱氣流的交替沖擊變化，會(huì)產(chǎn)生破碎。第二種情況是，維修人員踩踏微孔硅酸鈣制品容易破碎。制品破碎后，保溫性能下降。
2.微孔硅酸鈣雖然沒(méi)有刺癢的纖維粉塵，但其表面有泥土性粉塵，且極易掉粉。這些粉塵像一層隔離劑，在保溫安裝時(shí)，很難用粘結(jié)材料將微孔硅酸鈣瓦塊與瓦塊粘結(jié)，瓦塊與設(shè)備粘結(jié)。保溫瓦塊之間縫隙的存在，形成大量熱橋，散失大量熱能，使保溫層整體保溫性能下降。
由于上述原因，微孔硅酸鈣的常用施工方法是，在設(shè)備(反應(yīng)釜、儲(chǔ)罐等)上需預(yù)先焊接支撐圈或鉤釘，用鐵線捆扎的方法來(lái)固定保溫瓦塊，保溫瓦塊初步固定后，保溫層外再用鐵絲網(wǎng)固定，之后，用石棉水泥抹面。抹面層對(duì)保溫結(jié)構(gòu)的整體性有正面作用，但對(duì)消除熱橋作用不大。因?yàn)?，瓦塊之間的縫隙依然存在，石棉水泥抹面層保溫效果有限，石棉水泥抹面層是涂抹在鐵絲網(wǎng)上的，而不會(huì)涂抹到保溫瓦塊間隙中。所以，微孔硅酸鈣施工復(fù)雜，工序多，整體保 溫效果也不理想。
市場(chǎng)上還有泡沫石棉板、復(fù)合硅酸鹽泡沫保溫板或氈，密度30-70kg/m3，屬于密度較小的軟質(zhì)保溫材料，其材料組織為明顯的泡沫結(jié)構(gòu)，泡沫直徑為毫米級(jí)，強(qiáng)度很低，耐溫也低，不能踩踏，不能代替微孔硅酸鈣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于背景技術(shù)所述，有必要提供一種硅酸鹽微孔保溫板及其制備方法，既可以保持微孔硅酸鈣材料的優(yōu)勢(shì)，又改進(jìn)其缺點(diǎn)。設(shè)計(jì)要求是，密度160-200kg/m3，有一定強(qiáng)度，也有一定的韌性，耐冷熱氣流沖擊，能承受維修人員的踩踏；保溫板表面無(wú)粉塵，便于粘貼施工，便于抹縫和抹面處理；保溫效果好，導(dǎo)熱系數(shù)比微孔硅酸鈣低。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種硅酸鹽微孔保溫板，其由100份的硅酸鹽保溫漿料和13.5-15份的密度為60-80kg/m3，顆粒度30-50目的膨脹珍珠巖做填料，混合均勻后加溫烘干獲得，烘干后的硅酸鹽微孔保溫板，其材料組織為微孔結(jié)構(gòu)，微孔直徑是微米至納米級(jí)，密度為160-200kg/m3，強(qiáng)度為180-220Kpa左右。
一種硅酸鹽微孔保溫板的制備方法，其包括以下步驟：
S1、制作硅酸鹽保溫漿料，所述漿料的密度控制在680-720kg/m3；
S2、取所述漿料，加入一定量的無(wú)機(jī)輕質(zhì)礦物填料，將所述漿料和所述填料混合均勻；
S3、將所述S2中獲得的混合料注入模具中，連同模具放入烘窯中烘干：先小幅升溫至55-65℃，保持該溫度5-7小時(shí)，優(yōu)選6小時(shí)，此為第一加熱區(qū)段，；然后升溫至80-90℃，保持該溫度6-8小時(shí)，優(yōu)選7小時(shí)，此為第二加熱區(qū)段；最后升溫至115-120℃，保持該溫度5-7小時(shí)，優(yōu)選6小時(shí)，此為第三加熱區(qū)段，烘干后即為成品。
烘干的硅酸鹽微孔保溫板，材料組織為肉眼看不到的微孔結(jié)構(gòu)，微孔直徑是微米至納米級(jí)，密度為160-200kg/m3，強(qiáng)度達(dá)到200Kpa左右。
根據(jù)硅酸鹽微孔保溫板的厚度不同，第三加熱區(qū)段的時(shí)間需根據(jù)實(shí)際需要 調(diào)整。
所述S2中，無(wú)機(jī)輕質(zhì)礦物填料的摻加量不同，對(duì)最終產(chǎn)品的強(qiáng)度、韌性有不同影響：摻加量小，強(qiáng)度小，柔韌性好；摻加量大，強(qiáng)度大，韌性降低。綜合考慮本發(fā)明產(chǎn)品的要求，并考慮填料的來(lái)源、價(jià)格、隔熱效果等因素，選取密度為60-80kg/m3，顆粒度30-50目的膨脹珍珠巖做填料，所述漿料和所述填料的質(zhì)量百分比為：100：13.5-15。
所述S1中，所述漿料的制備方法如下：
提供以下組分的物料：
將上述各組分的物料在攪拌機(jī)中攪拌75-80分鐘，物料攪拌均勻，發(fā)泡充分，再加入有機(jī)硅消泡劑0.25-0.35kg消泡。消泡的標(biāo)準(zhǔn)是：消泡后的漿體不允許有明顯的毫米級(jí)以上氣泡，但也不能過(guò)分消泡，需保持漿料是一種細(xì)小/細(xì)密的微孔組織狀態(tài)，消泡后的漿料密度控制在680-720kg/m3為宜。
如果制作硅酸鹽保溫漿料時(shí)沒(méi)有消泡，或消泡沒(méi)有達(dá)到要求，漿料密度比較低，生產(chǎn)出的保溫板組織呈現(xiàn)泡沫結(jié)構(gòu)，泡沫孔徑比較大，明顯可見(jiàn)；烘干后，保溫板密度小，強(qiáng)度低，不符合本發(fā)明的設(shè)計(jì)要求；如果過(guò)分消泡，保溫板微孔率降低，密度增大，干密度會(huì)達(dá)到280kg/m3以上，保溫效果也不好。所以，生產(chǎn)過(guò)程中，必須控制各個(gè)工藝參數(shù)。
本發(fā)明的制備方法中，在烘烤的初始階段，即第一加熱區(qū)段，是保溫材料的微孔結(jié)構(gòu)定型階段，低溫烘烤，緩慢升溫，有助于微孔定型；如果升溫過(guò)快，水蒸汽分子會(huì)沖破材料的原有結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生蒸騰，形成大的氣泡。所述第二加熱 區(qū)段，是穩(wěn)定定型階段，也是逐步加快水汽蒸發(fā)階段。所述第三加熱區(qū)段，在保溫材料結(jié)構(gòu)已經(jīng)基本定型后，為鞏固定型階段，加快水汽蒸發(fā)；根據(jù)保溫材料的厚度不同，可相應(yīng)延長(zhǎng)或縮短第三加熱區(qū)段的加熱時(shí)間。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明專利的有益效果是，保持了微孔硅酸鈣保溫材料的幾乎全部?jī)?yōu)點(diǎn)，改進(jìn)了微孔硅酸鈣保溫材料的不足。盡管硅酸鹽微孔保溫板強(qiáng)度有所降低，但200Kpa的強(qiáng)度，可以承受生產(chǎn)、維修人員的踩踏。環(huán)保性提高，韌性提高，保溫板表面不掉粉，容易實(shí)現(xiàn)抹縫、抹面處理，保溫層的整體性好，保溫效果大大提高。具體來(lái)說(shuō)，在油田的采油廠儲(chǔ)油罐頂部，在化工廠反應(yīng)釜頂部，通常會(huì)布置加料口或人孔，生產(chǎn)或檢修人員需要經(jīng)常到罐頂工作，在罐頂保溫材料選擇上，軟質(zhì)的巖棉、玻璃棉、復(fù)合硅酸鹽保溫板/氈等材料經(jīng)受不住人的踩踏而變形破壞，微孔硅酸鈣又容易被踩碎，在類似的工況下，硅酸鹽微孔保溫板是一種難以代替的理想選擇。
下表是本發(fā)明硅酸鹽微孔保溫板和微孔硅酸鈣主要的性能對(duì)比：
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本實(shí)施例提供一種硅酸鹽微孔保溫板，其由100份的硅酸鹽保溫漿料和13.5-15份(優(yōu)選13.5份)的密度為60-80kg/m3(優(yōu)選60kg/m3)，顆粒度為30–50的膨脹珍珠巖做填料，混合均勻后加溫烘干獲得，烘干后的硅酸鹽微孔保溫板，材料組織為肉眼看不到的微孔結(jié)構(gòu)，微孔直徑是微米至納米級(jí)，密度為160-200kg/m3，強(qiáng)度達(dá)到200Kpa左右。
本實(shí)施例之硅酸鹽微孔保溫板的制備方法包括以下步驟：
S1、制作硅酸鹽保溫漿料：提供以下組分的物料：
將上述各組分的物料在攪拌機(jī)中攪拌75-80分鐘(優(yōu)選75分鐘)，物料攪拌均勻，發(fā)泡充分，再加入有機(jī)硅消泡劑0.25-0.35份消泡。消泡的標(biāo)準(zhǔn)是：消泡后的漿體不允許有明顯的毫米級(jí)以上氣泡，但也不能過(guò)分消泡，需保持漿料是一種細(xì)小/細(xì)密的微孔組織狀態(tài)，消泡后的漿料密度控制在680-720kg/m3為宜，以680kg/m3為較好的效果；
S2、取所述漿料100份，加入一定量的無(wú)機(jī)輕質(zhì)礦物填料，將所述漿料和所述填料混合均勻：無(wú)機(jī)輕質(zhì)礦物填料的摻加量不同，對(duì)最終產(chǎn)品的強(qiáng)度、韌性有不同影響：摻加量小，強(qiáng)度小，柔韌性好；摻加量大，強(qiáng)度大，韌性降低；綜合考慮本發(fā)明產(chǎn)品的要求，并考慮填料的來(lái)源、價(jià)格、隔熱效果等因素，選 取密度為60-80kg/m3，優(yōu)選60kg/m3，顆粒度30-50目的膨脹珍珠巖做填料，摻加數(shù)量控制在13.5-15份，優(yōu)選13.5份；
S3、將所述S2中獲得的混合料注入模具中，連同模具放入烘窯中烘干：先小幅升溫至55-65℃，優(yōu)選55℃，即第一加熱區(qū)段，保持該溫度6小時(shí)左右；然后升溫至80-90，優(yōu)選85℃，即第二加熱區(qū)段，保持該溫度7小時(shí)左右；最后升溫至115-120℃，優(yōu)選120℃，即為第三加熱區(qū)段，保持該溫度6小時(shí)左右，即為成品。根據(jù)硅酸鹽微孔保溫板的厚度不同，第三加熱區(qū)段的時(shí)間需根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整；在烘烤的初始階段，即第一加熱區(qū)段不允許升溫過(guò)快，否則，會(huì)破壞保溫材料的微孔結(jié)構(gòu)。