[发明专利]一种用于热力管道的纳米多级孔硅基保温材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于热力管道的纳米多级孔硅基保温材料及其制备方法，具体涉及一种毫米‑微米‑纳米多级孔硅基材料及其制备方法，所述毫米‑微米‑纳米多级孔硅基材料的原料组成包括：超细胶凝材料5～55wt%；微米级填料10～42wt%、发泡剂1～5wt%、固泡剂0.1～5wt%、外加剂1～8wt%、水25～50wt%，各组分含量为100wt%；所述超细胶凝材料选自纯硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中的至少一种，所述超细胶凝材料的平均粒径≤5微米；所述微米级填料为惰性填料或/和活性填料，平均粒径为5～100微米；所述外加剂为固相外加剂或/和液相外加剂。

技术领域

本发明涉及一种用于热力管道的纳米多级孔硅基保温材料及其制备方法，具体涉及一种毫米-微米-纳米多级孔硅基材料及其制备方法和在热力管道保温中的应用，属于热力管道保温材料领域。

背景技术

热力管道是指用于输送热水或蒸汽的管道。热力管道通常有几公里甚至数十公里长，导致热能在输送过程中不可避免地出现损耗和流失，给企业的经济利益带来直接影响。如何提高热力管道的热能输送效率，做好管道的保温措施，是当前热力企业亟待解决的重要问题，也是当前国家节能减排战略的重要组成部分。

目前热力管道保温常用材料包括：玻璃棉、岩棉、聚氨酯泡沫塑料、硅酸铝纤维毡、气凝胶保温毡、微孔硅酸钙等，这些材料各有优劣势。如聚氨酯泡沫隔热效果好，但不耐高温；玻璃棉、岩棉等耐高温，导热系数良好，但易吸水、易粉化；气凝胶保温毡导热系数最低，且耐高温不粉化，但价格昂贵。因此，新型管道保温材料研发是当前该领域的热点。中国专利(申请号201910124831.2)公开了一种以海泡石和膨胀珍珠岩为保温填料、以玄武岩纤维蜂窝织物为增强材料的聚氨酯泡沫，具有较好的保温隔热、低密度、阻燃、抗拉等特点，但聚氨酯的存在限制了其最高使用温度。中国专利(申请号201810791718.5)公开了一种以氧化铝气凝胶、闭孔膨胀珍珠岩、火山灰、改性坡缕石等为主要成分的管道保温材料，具有较好的强度，但导热系数偏高。中国专利(申请号201810372389.0)公开了一种基于花岗岩纤维与气凝胶的高强稳定型管道保温材料，但由于采用硅烷偶联剂原料，价格昂贵，且力学性能不高。中国专利(申请号201711357899.2)公开了一种基于硅铝复合凝胶及高炉矿渣的耐高温管道保温材料，但由于采用有机金属原料及高温工艺，价格较昂贵。中国专利(申请号201510367815.8)公开了一种基于石英粉、生石灰、赤泥和膨润土的超轻管道保温材料，具有良好的隔热、力学性能，但高温高压蒸养导致成本较高。而且，普通级别的硅酸盐水泥只能最高耐受300℃的温度，高温下稳定性很差，其一般只在200℃以下使用，300℃以上强度会大幅度下降，且同时存在开裂、腐蚀等各种问题，无法用于热力管道保温管壳应用场景。总体而言，目前市场上的管道保温材料难以做到高效隔热、耐高温、高强度、低密度、低成本等方面的协调，开发新型的热力管道保温材料与技术非常必要。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是开发一种适用于高温热力管道保温的同时具有高强度、低密度、高效隔热及耐高温特性且成本低廉的无机保温材料及其制备方法。

一方面，本发明提供了一种毫米-微米-纳米多级孔硅基材料，所述毫米-微米-纳米多级孔硅基材料的原料组成包括：超细胶凝材料5～55wt％；微米级填料10～42wt％、发泡剂1～5wt％、固泡剂0.1～5wt％、外加剂1～8wt％、水25～50wt％，各组分含量为100wt％；所述超细胶凝材料选自纯硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中的至少一种，所述超细胶凝材料的平均粒径≤5微米，优选平均粒径≤2微米；

所述微米级填料为惰性填料或/和活性填料，平均粒径为5～100微米；

所述外加剂为固相外加剂或/和液相外加剂。