一種環(huán)保彈性體高溫管道保溫材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)保彈性體高溫管道保溫材料的制備方法，屬于保溫材料制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)應(yīng)用中人們對設(shè)備與高溫管道系統(tǒng)的保溫質(zhì)量要求越來越高。高溫管道系統(tǒng)是船舶機艙內(nèi)的主要散熱源，管道保溫的質(zhì)量優(yōu)劣直接影響著設(shè)備以及管道內(nèi)介質(zhì)的穩(wěn)定運行。采用性能好的保溫材料和科學(xué)合理的包裹結(jié)構(gòu)能有效地降低熱量損耗，提高經(jīng)濟性;降低艙室溫度，改善船員工作生活環(huán)境;節(jié)約空間，增加整體外觀質(zhì)量，提高船舶的有效承載力，具有重要意義。如何將管道保溫工作做得既節(jié)約能源又保持美觀，需要研究人員不斷地進行探索與提高，采用更好的保溫材料和更合理的施工工藝來完成，研究管道保溫技術(shù)具有一定的現(xiàn)實意義。
[0003]在國內(nèi)，目前高溫管道系統(tǒng)保溫主要采用多種材料及結(jié)構(gòu)，如硅酸鋁纖維、超細(xì)玻璃棉等，外護層材料采用剛性涂層、鍍鋅鐵皮等。由于采用的材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，加上長期使用過程中環(huán)境溫度較高及管道運行中的頻繁振動，保溫層結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)開裂、下垂脫落等現(xiàn)象，造成保溫層使用壽命變短;玻璃棉、纖維透水并有較多接縫，水汽和氯離子容易滲透到金屬表面，導(dǎo)致包覆層下的管路、栗閥和設(shè)備等產(chǎn)生腐蝕，引起安全隱患，而且保溫材料吸水后導(dǎo)熱系數(shù)會增加影響保溫性能;外層鍍鋅鐵皮一般使用自攻螺釘固定，保溫層與外護層之間存在明顯的縫隙，難以起到預(yù)防保溫層松動、脫落的效果;剛性外護涂層韌性不足容易開裂脫落，裝飾性較差等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題:針對目前傳統(tǒng)高溫管道系統(tǒng)保溫材料多是使用硅酸鋁纖維、超細(xì)玻璃棉等，外護層材料采用剛性涂層、鍍鋅鐵皮等。由于采用的材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，加上長期使用過程中環(huán)境溫度較高及管道運行中的頻繁振動，保溫層結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)開裂、下垂脫落等現(xiàn)象，造成保溫層使用壽命變短的現(xiàn)狀，提供了一種利用聚氨酯彈性體作為基料，輔以二氧化硅水凝膠制成的環(huán)保彈性體保溫材料，本發(fā)明制得的保溫材料充分利用了聚氨酯彈性體的高強度、高彈性、耐磨耗、耐高溫和抗撕裂性的優(yōu)點，既解決了剛性外護涂層保溫材料韌性不足容易腐蝕，裝飾性較差的缺陷，又解決了玻璃棉等保溫材料由于長期使用過程中環(huán)境溫度較高及管道運行中的頻繁振動，保溫層結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)開裂、下垂脫落等問題，并且本發(fā)明采用的半預(yù)聚體法合成的聚氨酯彈性體減少了有毒游離異氰酸酯的產(chǎn)生，更加環(huán)保。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(I)取200?300mL聚醚二元醇倒入帶有攪拌器、溫度計和真空裝置的500mL三口燒瓶中，油浴升溫至110?120°C，抽真空使瓶內(nèi)真空度達(dá)到500?600Pa，進行脫水I?2h后，自然冷卻降溫至30?40°C，移入干燥容器中保存； (2)按質(zhì)量比為2:3將聚醚二元醇和異氰酸酯進行混合，用玻璃板攪拌10?15min自然反應(yīng)升溫至50?60°C時，移入水浴鍋中，對其加熱升溫至75?85°C，保溫反應(yīng)I?2h，即得聚氨酯半預(yù)聚體；
(3)稱取50?10g聚氨酯半預(yù)聚體裝入濃縮罐中，減壓至700?800Pa，脫泡處理25?35min后，加入I?3g乙二胺擴鏈劑和5?1g碳纖維，常溫下用磁力攪拌機以500?600r/min的轉(zhuǎn)速攪拌I?2h，制得聚氨酯彈性體混合液，備用；
(4)量取100?200mL無水乙醇倒入500mL燒杯中，向乙醇中加入50?60mL甲基三乙氧基硅烷，再加入30?50mL質(zhì)量濃度為30%的乙酸溶液，移入恒溫箱中在35?45 °C下靜置20?24h；
(5)向上述靜置后的混合液中，加入50?60mL質(zhì)量濃度為30%的氨水，于35?45°C下以300?400r/min的轉(zhuǎn)速攪拌25?35min，放入冰水浴中在4?6°C下的靜置待凝膠生成后，加入10?15mL濃度為0.5mo 1/L的正硅酸乙酯乙醇溶液，于50?60 °C水浴中老化20?24h，得老化二氧化硅水凝膠；
(6)取100?200g備用的聚氨酯彈性體混合液饒筑于10X 1cm的四氟乙稀平板模具中，使其自然延流平整，澆筑厚度5?8_，室溫固化5?7天后，在其表層均勻涂抹一層有機硅膠黏劑，將老化后的二氧化硅水凝膠繼續(xù)澆筑在膠黏劑上層，澆筑厚度為8?10mm，用高壓壓制機進行壓制定型，壓制壓力為0.5?0.6MPa，最后將復(fù)合材料放入烘箱中在105?110 °C下固化2?3h后即得一種環(huán)保彈性體高溫管道保溫材料。
[0006]本發(fā)明的具體應(yīng)用方法是:用蒸餾水將高溫管道外壁擦洗干凈后，自然晾干，將本發(fā)明制得的環(huán)保彈性體保溫材料的聚氨酯彈性體一面朝外管壁裹覆管壁一圈，用力擠壓使保溫材料和管壁緊密接觸，再用鋼絲纏緊固定住即可，與傳統(tǒng)的保溫材料相比，其使用年限增加了 I?2年。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明制得的環(huán)保彈性體高溫管道保溫材料具有高強度、高彈性、耐磨耗、耐高溫和抗撕裂性的優(yōu)點，不會出現(xiàn)因長期使用過程中環(huán)境溫度較高及管道運行中的頻繁振動，保溫層結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)開裂、下垂脫落等問題，同時材料環(huán)保，對環(huán)境無任何傷害。
【具體實施方式】
[0008]取200?300mL聚醚二元醇倒入帶有攪拌器、溫度計和真空裝置的500mL三口燒瓶中，油浴升溫至110?120°C，抽真空使瓶內(nèi)真空度達(dá)到500?600Pa，進行脫水I?2h后，自然冷卻降溫至30?40°C，移入干燥容器中保存;按質(zhì)量比為2:3將聚醚二元醇和異氰酸酯進行混合，用玻璃板攪拌10?15min自然反應(yīng)升溫至50?60 °(:時，移入水浴鍋中，對其加熱升溫至75?85°C，保溫反應(yīng)I?2h，即得聚氨酯半預(yù)聚體;稱取50?10g聚氨酯半預(yù)聚體裝入濃縮罐中，減壓至700?800Pa，脫泡處理25?35min后，加入I?3g乙二胺擴鏈劑和5?1g碳纖維，常溫下用磁力攪拌機以500?600r/min的轉(zhuǎn)速攪拌I?2h，制得聚氨酯彈性體混合液，備用；量取100?200mL無水乙醇倒入500mL燒杯中，向乙醇中加入50?60mL甲基三乙氧基硅烷，再加入30?50mL質(zhì)量濃度為30%的乙酸溶液，移入恒溫箱中在35?45 °C下靜置20?24h;向上述靜置后的混合液中，加入50?60mL質(zhì)量濃度為30%的氨水，于35?45°C下以300?400r/min的轉(zhuǎn)速攪拌25?35min，放入冰水浴中在4?6°C下的靜置待凝膠生成后，加入10?15mL濃度為0.5mo 1/L的正硅酸乙酯乙醇溶液，于50?60 °C水浴中老化20?24h，得老化二氧化娃水凝膠;取100?200g備用的聚氨酯彈性體混合液饒筑于10 X 1cm的四氟乙稀平板模具中，使其自然延流平整，澆筑厚度5?8mm，室溫固化5?7天后，在其表層均勻涂抹一層有機硅膠黏劑，將老化后的二氧化硅水凝膠繼續(xù)澆筑在膠黏劑上層，澆筑厚度為8?10mm，用高壓壓制機進行壓制定型，壓制壓力為0.5?0.6MPa，最后將復(fù)合材料放入烘箱中在105?110°C下固化2?3h后即得一種環(huán)保彈性體高溫管道保溫材料。
[0009]實例I
取200mL聚醚二元醇倒入帶有攪拌器、溫度計和真空裝置的500mL三口燒瓶中，油浴升溫至110°C，抽真空使瓶內(nèi)真空度達(dá)到500Pa，進行脫水Ih后，自然冷卻降溫至30°C，移入干燥容器中保存;按質(zhì)量比為2:3將聚醚二元醇和異氰酸酯進行混合，用玻璃板攪拌1min自然反應(yīng)升溫至50°C時，移入水浴鍋中，對其加熱升溫至75°C，保溫反應(yīng)lh，即得聚氨酯半預(yù)聚體;稱取50g聚氨酯半預(yù)聚體裝入濃縮罐中，減壓至700Pa，脫泡處理25min后，加入Ig乙二胺擴鏈劑和5g碳纖維，常溫下用磁力攪拌機以500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌lh，制得聚氨酯彈性體混合液，備用；量取10mL無水乙醇倒入500mL燒杯中，向乙醇中加入50mL甲基三乙氧基硅烷，再加入30mL質(zhì)量濃度為30%的乙酸溶液，移入恒溫箱中在35 °C下靜置20h;向上述靜置后的混合液中，加