一种高强度、低导热系数隔热管托及其制备工艺的制作方法

1.本发明涉及保温隔热材料技术领域，具体涉及一种高强度、低导热系数隔热管托及其制备工艺。


背景技术：

2.随着火电、核电领域的热电联产、集中供热和供汽项目不断快速发展，需要采用高温管道输送高温热能源，而且随着输送管线越来越长，对压降、温降的要求越来越高。随着新型高效保温材料的应用，保温结构的不断改进与完善，现有的高温管道结构的保温隔热水平大大提高。
3.管托是管道与支撑高温管道的钢结构或混凝土支架之间的连接件，起到支撑高温管道作用，之前的管托多是采用金属件，在施工现场直接将管托和钢管焊接成一体，这种结构的管托无法有效的对高温管道的支撑部位提供隔热保温措施，高温热能源输送时，热量沿管托钢结构直接导出，在空中形成较强的对流散热，使得高温管道的总体保温效果较差，经测定，对于长输架空热力管道来说，如果管托为直接外裸金属，管托对流散热损失占总热损在40％以上。
4.为了节约能源，避免热污染，减少热量散失，现在常用的管托一般采用具有保温隔热功能材料制成，其主要由陶粒、珍珠岩、氧化镁材料等通过粘结剂(高温水泥)混合固化形成，其抗折、抗压强度低、密度大、导热系数高，该管托的隔热保温效果差，能量散失大，满足不了工程的需要，而且在运输、装卸及使用过程中管托容易发生开裂或破碎，导致管线支撑失稳或失去保温隔热效果，对高温管道的长期运行形成不小的安全隐患。


技术实现要素：

5.为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明提供一种高强度、低导热系数隔热管托，其降低原料成本，并实现了废料再利用，并具有优异的隔热保温性能，密度小、重量轻，抗折抗压能力强，大幅度减少高温管道的热量散失。此外，本发明还提供一种上述高强度、低导热系数隔热管托的制备工艺。
6.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.本发明的第一方面，提供一种高强度、低导热系数隔热管托，包括如下重量份的原料组分：
8.微孔硅酸钙回收料15-20份；
9.钙质原料35-40份；
10.硅质原料50-60份；
11.增强纤维2-3份；
12.海泡石纤维1-2份；
13.水100-120份。
14.采用上述技术方案：
15.由于微孔硅酸钙在生产和使用过程中会产生一定比例的残次品及边角料，残次品及边角料的回收利用也是降低成本的有效手段。本技术中采用微孔硅酸钙生产残次品及边角料，将其经粉碎、筛分(100目粒径)处理，得到的微孔硅酸钙回收料结构稳定，密度小，导热系数低，是良好的绝热材料，具有优异的保温性能，也降低原料成本，并实现了废料再利用，解决了微孔硅酸钙边残次品及边角料回收利用问题。
16.体系中还加入有海泡石纤维，海泡石是一种具有层链状结构的含水镁铝硅酸盐矿物，其孔隙多、面积大、多孔道、有很强的吸附性能，其添加至体系中，它与体系中的钙质原料、硅质原料均匀混合，加水搅拌后，经过水化反应，其产生的晶型结构呈针状和板状，它们可相互交织成骨架，从而大幅度提高制品的强度，具有改善材料的抗折强度、抗压强度，降低导热系数的功效。
17.该体系中通过多种原料组分以特定比例进行复配，最终制得的隔热管托具有优异的隔热保温性能，密度小、重量轻，抗折抗压能力强，大幅度减少高温管道的热量散失。
18.具体地，所述钙质原料为氢氧化钙粉，其ca(oh)2含量≥95％。
19.具体地，所述硅质原料为硅藻土，其sio2含量≥65％。
20.具体地，所述增强纤维为耐碱玻璃纤维。
21.本发明的第二方面，提供一种上述高强度、低导热系数隔热管托的制备工艺，包括如下步骤：
22.s1、原料预处理：
23.将微孔硅酸钙生产残次品及边角料经粉碎、筛分处理，得到微孔硅酸钙回收料；
24.s2、原料混合：
25.将微孔硅酸钙回收料、钙质原料、硅质原料、增强纤维、海泡石纤维和水按照相应用量比例混合搅拌均匀，得到混合浆料；
26.s3、压制成型处理：
27.将混合浆料投入至模具中压制成型，成型压力为11-13mpa；
28.s4、包裹养护：
29.将压制成型的制品包裹塑料膜进行养护处理24h；
30.s5、蒸压养护：
31.将经包裹养护处理后的制品放置于蒸压釜中进行蒸压养护；
32.s6、干燥固化处理：
33.将蒸压养护后的制品进行干燥处理，即得成品。
34.具体地，蒸压养护过程，控制温度在170-190℃，蒸压釜内匀速升压，升压时间为6-8h，升压至1-1.2mpa，恒压时间≥4h，然后缓慢匀速降压，降压时间为6-8h。
35.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
36.本发明中采用微孔硅酸钙生产残次品及边角料，将其经粉碎、筛分(100目粒径)处理，得到的微孔硅酸钙回收料结构稳定，密度小，导热系数低，是良好的绝热材料，具有优异的保温性能，也降低原料成本，并实现了废料再利用，解决了微孔硅酸钙边残次品及边角料回收利用问题；
37.体系中还加入有海泡石纤维，海泡石是一种具有层链状结构的含水镁铝硅酸盐矿物，其孔隙多、面积大、多孔道、有很强的吸附性能，其添加至体系中，它与体系中的钙质原
料、硅质原料均匀混合，加水搅拌后，经过水化反应，其产生的晶型结构呈针状和板状，它们可相互交织成骨架，从而大幅度提高制品的强度，具有改善材料的抗折强度、抗压强度，降低导热系数的功效；
38.该体系中通过多种原料组分以特定比例进行复配，最终制得的隔热管托具有优异的隔热保温性能，密度小、重量轻，抗折抗压能力强，大幅度减少高温管道的热量散失。
附图说明
39.下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步详细说明。
40.图1为本发明中隔热管托的制备工艺流程图。
具体实施方式
41.为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
42.除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
43.除有特别说明，本发明中用到的各种试剂、原料均为可以从市场上购买的商品或者可以通过公知的方法制得的产品。
44.本发明提供一种高强度、低导热系数隔热管托，包括如下重量份的原料组分：
45.微孔硅酸钙回收料15-20份；
46.钙质原料35-40份；
47.硅质原料50-60份；
48.增强纤维2-3份；
49.海泡石纤维1-2份；
50.水100-120份。
51.其中，钙质原料为氢氧化钙粉，其ca(oh)2含量≥95％。
52.其中，硅质原料为硅藻土，其sio2含量≥65％。
53.其中，增强纤维为耐碱玻璃纤维。
54.上述高强度、低导热系数隔热管托的制备工艺，如图1所示，包括如下步骤：
55.s1、原料预处理：
56.将微孔硅酸钙生产残次品及边角料经粉碎、筛分(过100目筛)处理，得到微孔硅酸钙回收料；
57.s2、原料混合：
58.将微孔硅酸钙回收料、钙质原料、硅质原料、增强纤维、海泡石纤维和水按照相应用量比例混合搅拌均匀，得到混合浆料；
59.s3、压制成型处理：
60.将混合浆料投入至模具中压制成型，成型压力为11-13mpa；
61.s4、包裹养护：
62.将压制成型的制品包裹塑料膜进行养护处理24h；
63.s5、蒸压养护：
64.将经包裹养护处理后的制品放置于蒸压釜中进行蒸压养护，蒸压养护过程，控制温度在170-190℃，蒸压釜内匀速升压，升压时间为6-8h，升压至1-1.2mpa，恒压时间≥4h，然后缓慢匀速降压，降压时间为6-8h；
65.s6、干燥固化处理：
66.将蒸压养护后的制品在110℃下进行干燥处理，即得成品。
67.实施例1
68.一种高强度、低导热系数隔热管托，包括如下原料组分：
69.微孔硅酸钙回收料15份；
70.氢氧化钙粉(ca(oh)2含量≥95％)37份；
71.硅藻土(sio2含量≥65％)60份；
72.耐碱玻璃纤维2份；
73.海泡石纤维1份；
74.水100份。
75.上述高强度、低导热系数隔热管托的制备工艺，包括如下步骤：
76.s1、原料预处理：
77.将微孔硅酸钙生产残次品及边角料经粉碎、筛分(过100目筛)处理，得到微孔硅酸钙回收料；
78.s2、原料混合：
79.将微孔硅酸钙回收料、氢氧化钙粉、硅藻土、耐碱玻璃纤维、海泡石纤维和水按照相应用量比例混合搅拌均匀，得到混合浆料；
80.s3、压制成型处理：
81.将混合浆料投入至模具中压制成型，成型压力为12mpa；
82.s4、包裹养护：
83.将压制成型的制品包裹塑料膜进行养护处理24h；
84.s5、蒸压养护：
85.将经包裹养护处理后的制品放置于蒸压釜中进行蒸压养护，蒸压养护过程，控制温度在180℃，蒸压釜内匀速升压，升压时间为6h，升压至1mpa，恒压时间≥4h，然后缓慢匀速降压，降压时间为6h；
86.s6、干燥固化处理：
87.将蒸压养护后的制品在110℃下进行干燥处理，即得成品。
88.实施例2
89.一种高强度、低导热系数隔热管托，包括如下原料组分：
90.微孔硅酸钙回收料18份；
91.氢氧化钙粉(ca(oh)2含量≥95％)40份；
92.硅藻土(sio2含量≥65％)54份；
93.耐碱玻璃纤维2份；
94.海泡石纤维2份；
95.水110份。
96.上述高强度、低导热系数隔热管托的制备工艺，包括如下步骤：
97.s1、原料预处理：
98.将微孔硅酸钙生产残次品及边角料经粉碎、筛分(过100目筛)处理，得到微孔硅酸钙回收料；
99.s2、原料混合：
100.将微孔硅酸钙回收料、氢氧化钙粉、硅藻土、耐碱玻璃纤维、海泡石纤维和水按照相应用量比例混合搅拌均匀，得到混合浆料；
101.s3、压制成型处理：
102.将混合浆料投入至模具中压制成型，成型压力为11mpa；
103.s4、包裹养护：
104.将压制成型的制品包裹塑料膜进行养护处理24h；
105.s5、蒸压养护：
106.将经包裹养护处理后的制品放置于蒸压釜中进行蒸压养护，蒸压养护过程，控制温度在170℃，蒸压釜内匀速升压，升压时间为6h，升压至1.1mpa，恒压时间≥4h，然后缓慢匀速降压，降压时间为6h；
107.s6、干燥固化处理：
108.将蒸压养护后的制品在110℃下进行干燥处理，即得成品。
109.实施例3
110.一种高强度、低导热系数隔热管托，包括如下原料组分：
111.微孔硅酸钙回收料20份；
112.氢氧化钙粉(ca(oh)2含量≥95％)35份；
113.硅藻土(sio2含量≥65％)50份；
114.耐碱玻璃纤维3份；
115.海泡石纤维2份；
116.水120份。
117.上述高强度、低导热系数隔热管托的制备工艺，包括如下步骤：
118.s1、原料预处理：
119.将微孔硅酸钙生产残次品及边角料经粉碎、筛分(过100目筛)处理，得到微孔硅酸钙回收料；
120.s2、原料混合：
121.将微孔硅酸钙回收料、氢氧化钙粉、硅藻土、耐碱玻璃纤维、海泡石纤维和水按照相应用量比例混合搅拌均匀，得到混合浆料；
122.s3、压制成型处理：
123.将混合浆料投入至模具中压制成型，成型压力为13mpa；
124.s4、包裹养护：
125.将压制成型的制品包裹塑料膜进行养护处理24h；
126.s5、蒸压养护：
127.将经包裹养护处理后的制品放置于蒸压釜中进行蒸压养护，蒸压养护过程，控制温度在190℃，蒸压釜内匀速升压，升压时间为8h，升压至1.2mpa，恒压时间≥4h，然后缓慢
匀速降压，降压时间为8h；
128.s6、干燥固化处理：
129.将蒸压养护后的制品在110℃下进行干燥处理，即得成品。
130.对比例1
131.对比例1中的产品为常规隔热管托，其主要由陶粒、珍珠岩、铁黑粉、氧化镁通过粘结剂混合后而成。具体地，可选用沧州鸿闽管道有限公司生产的隔热管托。
132.实验例
133.将实施例1-3及对比例1中的隔热管托进行体积密度、耐压强度、抗折强度和导热系数性能测试，测试结果见表1。
134.表1
[0135][0136]
由表1中测试结果可知，与对比例1中常规隔热管托相比，本发明实施例1-3中制得的隔热管托导热系数低，具有具有优异的隔热保温性能，而且密度小、重量轻，抗折抗压能力强，大幅度减少高温管道的热量散失。
[0137]
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

技术特征：
1.一种高强度、低导热系数隔热管托，其特征在于，包括如下重量份的原料组分：微孔硅酸钙回收料15-20份；钙质原料35-40份；硅质原料50-60份；增强纤维2-3份；海泡石纤维1-2份；水100-120份。2.根据权利要求1所述的高强度、低导热系数隔热管托，其特征在于，所述微孔硅酸钙回收料源自微孔硅酸钙生产残次品及边角料，其经粉碎、筛分处理。3.根据权利要求1所述的高强度、低导热系数隔热管托，其特征在于，所述钙质原料为氢氧化钙粉，其ca(oh)2含量≥95％。4.根据权利要求1所述的高强度、低导热系数隔热管托，其特征在于，所述硅质原料为硅藻土，其sio2含量≥65％。5.根据权利要求1所述的高强度、低导热系数隔热管托，其特征在于，所述增强纤维为耐碱玻璃纤维。6.一种如权利要求1所述的高强度、低导热系数隔热管托的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：s1、原料预处理：将微孔硅酸钙生产残次品及边角料经粉碎、筛分处理，得到微孔硅酸钙回收料；s2、原料混合：将微孔硅酸钙回收料、钙质原料、硅质原料、增强纤维、海泡石纤维和水按照相应用量比例混合搅拌均匀，得到混合浆料；s3、压制成型处理：将混合浆料投入至模具中压制成型，成型压力为11-13mpa；s4、包裹养护：将压制成型的制品包裹塑料膜进行养护处理；s5、蒸压养护：将经包裹养护处理后的制品放置于蒸压釜中进行蒸压养护；s6、干燥固化处理：将蒸压养护后的制品进行干燥处理，即得成品。7.根据权利要求6所述的高强度、低导热系数隔热管托的制备工艺，其特征在于，蒸压养护过程，控制温度在170-190℃，蒸压釜内匀速升压，升压时间为6-8h，升压至1-1.2mpa，恒压时间≥4h，然后缓慢匀速降压，降压时间为6-8h。

技术总结
本发明公开了一种高强度、低导热系数隔热管托及其制备工艺，包括如下重量份的原料组分：微孔硅酸钙回收料15-20份；钙质原料35-40份；硅质原料50-60份；增强纤维2-3份；海泡石纤维1-2份；水100-120份。本发明中采用微孔硅酸钙生产残次品及边角料，将其经粉碎、筛分得到的微孔硅酸钙回收料结构稳定，密度小，导热系数低，是良好的绝热材料，具有优异的保温性能，也降低原料成本，并实现了废料再利用，解决了微孔硅酸钙边残次品及边角料回收利用问题；该体系中通过多种原料组分以特定比例进行复配，最终制得的隔热管托具有优异的隔热保温性能，密度小、重量轻，抗折抗压能力强，大幅度减少高温管道的热量散失。温管道的热量散失。温管道的热量散失。


技术研发人员：张玉婷 陈冬 王洪海 桑伟 闵国伟 董西岳 郭铭 马泽昊
受保护的技术使用者：江苏德新管道科技有限公司
技术研发日：2023.05.10
技术公布日：2023/8/14