本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種多孔的硅酸鈣填料，更具體而言，本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種用消石灰制備無(wú)石棉的乙炔瓶硅酸鈣填料的方法。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)的無(wú)石棉乙炔瓶硅酸鈣填料是在高速攪拌狀態(tài)下，將粉狀消石灰用凝膠劑和水制成凝膠石灰漿，然后繼續(xù)攪拌，并加入石英粉、料漿流變劑、懸浮劑和無(wú)機(jī)增稠劑，隨后料漿經(jīng)磨細(xì)處理后，最后加入耐堿玻璃纖維，經(jīng)攪拌制成均勻一致的填料料漿，在真空狀態(tài)下將料漿注入乙炔瓶殼內(nèi)，然后經(jīng)固化、烘干制得乙炔瓶硅酸鈣填料。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)具有減少了石棉對(duì)環(huán)境的污染危害，且所形成的硅酸鈣填料孔隙率高、機(jī)械強(qiáng)度高、抗振動(dòng)、產(chǎn)品安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種多孔的硅酸4丐填料，更具體而言，本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種 用消石灰制備的無(wú)石棉乙炔瓶硅酸4丐填料及制備方法。背景4支術(shù)乙炔瓶全稱(chēng)為溶解乙炔氣瓶，專(zhuān)門(mén)用于乙炔氣的充裝、運(yùn)輸和儲(chǔ)存， 廣泛地應(yīng)用于金屬的焊接、切割、制藥、火焰分析等領(lǐng)域。由于乙炔的 分子極為活潑，通常在很低的壓力下，也極易發(fā)生分解和聚合作用，引 起爆炸事故的發(fā)生。因此，為了提高乙炔在儲(chǔ)存、運(yùn)輸過(guò)程的安全性， 必須將乙炔氣充裝于充滿(mǎn)硅酸鈣多孔填料的乙炔瓶殼內(nèi)，并在填料內(nèi)部 的毛細(xì)孔內(nèi)吸附了溶劑(一般為丙酮)，使乙炔氣溶解于溶劑之中。由于 多孔填料和溶劑對(duì)乙炔分子的隔離和分散作用，大幅度提高了乙炔氣的 穩(wěn)定性，阻止爆炸事故的發(fā)生。這樣，在15。C時(shí)，乙炔弁瓦內(nèi)的靜置壓力 可達(dá)l. 56MPa，并能保證乙炔在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中的安全性。乙炔瓶的硅酸鈣填料，通常是由石灰、硅藻土、石英粉、增強(qiáng)纖維 等材料，加入一定量水調(diào)和成漿狀，然后灌注到乙炔瓶殼內(nèi)，經(jīng)固化反 應(yīng)以及烘干后，形成多孔硅酸4丐填料。硅酸鉤填料的孔隙率高達(dá)88 92%, 體積密度僅有280~ 300g/L,這使得乙炔瓶具有較高的乙炔裝載率。但 是硅酸鈣填料這種高孔隙一低密度的特性使得其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低，在乙炔 瓶長(zhǎng)期的運(yùn)輸、使用過(guò)程中，可導(dǎo)致硅酸4丐填料的潰散、下沉，從而影響乙炔瓶的安全運(yùn)行。為了提高硅酸4丐填料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，通常在硅酸4丐 填料制造過(guò)程中加入一些石棉纖維，在填料固化后可起到明顯的增強(qiáng)作 用，較好的解決了填料潰散、下沉等不安全隱患，使乙炔瓶得以長(zhǎng)期的 安全運(yùn)4亍。然而，近年來(lái)的研究表明，石棉對(duì)人體具有致癌作用，世界各發(fā)達(dá) 國(guó)家已禁止使用石棉及其制品，包括含有石棉的硅酸鈣填料乙炔瓶。眾 所周知，石棉是一種耐酸、耐堿、耐高溫及耐候性極其優(yōu)良的礦物纖維， 可以說(shuō)石棉在自然環(huán)境中無(wú)論存放多長(zhǎng)時(shí)間也不會(huì)自行消失。對(duì)于乙炔 瓶而言，在其達(dá)到使用壽命周期報(bào)廢后，鋼質(zhì)瓶殼可以回收利用，而內(nèi) 部的石棉硅酸鈣填料必將廢棄到環(huán)境中。因此，填料中的石棉將對(duì)環(huán)境 和人類(lèi)健康帶來(lái)長(zhǎng)期的、不可估量的危害。我國(guó)于1980年開(kāi)始推廣應(yīng)用硅酸鈣填料乙炔瓶，目前年產(chǎn)40L乙炔 瓶30萬(wàn)只，社會(huì)保有量達(dá)400萬(wàn)只以上。這些乙炔瓶全部為含石棉的硅 酸鈣填料乙炔瓶，而且每年還將以30萬(wàn)只的幅度遞增，因此含石棉的硅 酸鈣填料乙炔瓶對(duì)環(huán)境造成了巨大的危害，需要開(kāi)發(fā)一種改進(jìn)的不包含 石棉成分的新型的儲(chǔ)存乙炔氣體的硅酸釣填料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決含石棉的硅酸4丐填料乙炔瓶對(duì)環(huán)境造成的影響，本專(zhuān)利申請(qǐng) 的專(zhuān)利技術(shù)人在經(jīng)過(guò)一系列試驗(yàn)的基礎(chǔ)上專(zhuān)利技術(shù)了 一種新型的不含石棉成分的 硅酸4弓填料。本專(zhuān)利技術(shù)第一個(gè)目的公開(kāi)了 一種用消石灰制備的乙炔瓶無(wú)石棉硅酸釣 填料。本專(zhuān)利技術(shù)另 一個(gè)目的是公開(kāi)了上述乙炔瓶無(wú)石棉硅酸鈣填料的制備方法。一種乙炔瓶無(wú)石棉硅酸4丐填料，所述的填料由下述物質(zhì)制成消石 灰、石英粉、流變劑、凝膠劑、懸浮劑、無(wú)機(jī)增稠劑和增強(qiáng)纖維，其中 各物質(zhì)的濕料重量比為消石灰8-13%、石英粉6-12%、流變劑1.0-5%、 凝膠劑1.0-5°/。、懸浮劑0. 5%-4%、無(wú)機(jī)增稠劑1.0~5%和增強(qiáng)纖維 0. 5-4%，其余為水。上述物質(zhì)濕料配比中，配方中的總水量為干料重量的3—4倍。 一種乙炔瓶無(wú)石棉硅酸4丐填料的制備方法，它包含以下步驟將所 述重量配比的物料在高速攪拌狀態(tài)下，將粉狀消石灰用凝膠劑和水制成 凝膠石灰漿，然后繼續(xù)攪拌，并加入石英粉、料漿流變劑、懸浮劑和無(wú) 機(jī)增稠劑，隨后料漿經(jīng)磨細(xì)處理后，最后在低速攪拌狀態(tài)下加入耐堿玻 璃纖維，經(jīng)攪拌制成均勻一致的填料料漿，在0. 07 ~ 0. 09MPa的真空狀態(tài) 下將料漿注入乙炔瓶?jī)?nèi)，充滿(mǎn)瓶殼，至于180 230。C溫度下，蒸養(yǎng)固化 30~50小時(shí)，最后于180 250。C下烘干2~6天，制得乙炔瓶硅酸4丐填 料。上述物質(zhì)中，所述的凝膠劑為鋁的可溶鹽，當(dāng)凝膠劑溶于水后，其 中的鋁離子(A廣)與堿性氫氧根離子(0H—)組成氫氧化鋁A1(0H)3凝膠 狀態(tài)，所述的流變劑為白炭黑，所述的懸浮劑為玻璃纖維或硅酸鋁纖維， 無(wú)機(jī)增稠劑為硅酸鈉或水玻璃，所述的增強(qiáng)纖維為耐^ 咸玻璃纖維。在本專(zhuān)利技術(shù)中，石英粉優(yōu)選二氧化硅含量在98%以上的石英粉，耐堿 玻璃纖維選用具有以下特征的耐堿玻璃纖維束狀短切紗，短切長(zhǎng)度約為12mm,每束中由大約200根纖維單絲構(gòu)成，纖維的單絲直徑約為13 ~ 18jum,氧化鋯含量應(yīng)在17%以上，上述原材料均為市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)。在本專(zhuān)利申請(qǐng)中高速攪拌是指主軸轉(zhuǎn)速為150 1200rpm，其目的在 于使無(wú)機(jī)懸浮劑得到徹底的分散，并將料漿經(jīng)磨細(xì)處理，磨細(xì)的作用可 以減緩料漿內(nèi)固體顆粒的沉降，抑制料漿分層；低速攪拌的主軸轉(zhuǎn)速一 般為50 150rpm,其目的是將增強(qiáng)纖維分散均勻。本專(zhuān)利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)1、 本專(zhuān)利技術(shù)采用粉狀消石灰作為鈣質(zhì)材料，相對(duì)于目前普遍采用的用 生石灰作為鈣原料的做法來(lái)說(shuō)，消石灰性質(zhì)較為穩(wěn)定，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸， 尤其是在空氣潮濕的環(huán)境中更能體現(xiàn)出其在生產(chǎn)無(wú)石棉硅酸鈣填料中作 為鈣原料的優(yōu)勢(shì)，為生產(chǎn)帶來(lái)極大的方便；2、 本專(zhuān)利技術(shù)采用耐堿玻璃纖維作為增強(qiáng)材料，以玻璃纖維或硅酸鋁纖 維作為料漿懸浮劑；而目前雖未發(fā)現(xiàn)有正式生產(chǎn)但有報(bào)導(dǎo)稱(chēng)生產(chǎn)乙炔瓶 硅酸4丐填料以纖維素纖維作為增強(qiáng)材料。兩種纖維分別屬于無(wú)機(jī)纖維和 有機(jī)纖維，前者具有較高的耐溫性，而后者在較高溫度下則容易發(fā)生收 縮和其他性能下降；3、 目前在生產(chǎn)無(wú)石棉乙炔瓶硅酸鈣填料工藝過(guò)程中為抑制料漿分 層，曾有報(bào)導(dǎo)稱(chēng)加入沉淀二氧化硅或合成二氧化硅，其作用主要用來(lái)抑 制料漿分層，但沉淀二氧化硅也是比較貴的一種原材料，造成制造成本 升高。而本專(zhuān)利技術(shù)沒(méi)有加入諸如沉淀二氧化硅或合成二氧化硅等抑制料漿 沉降的材料，而是采用高速攪拌和料漿磨細(xì)等工藝方法，較好解決了料 漿的分層問(wèn)題，使填料與瓶殼的間隙得到了較好的控制。 4、 本專(zhuān)利技術(shù)料漿的配制時(shí)間一般為1~1.5小時(shí)，相對(duì)于目前生產(chǎn)乙 炔瓶硅酸釣填料的其他工藝來(lái)說(shuō)生產(chǎn)效率較高；5、 本專(zhuān)利技術(shù)制造的無(wú)石棉的乙炔瓶硅酸4丐填料具有較好的安全性能， 其乙炔充裝量和丙酮充裝量之比可達(dá)到0.50 - 0.58，并通過(guò)了美國(guó)壓縮 氣體協(xié)會(huì)CGA-C12所規(guī)定模擬火災(zāi)、回火、跌落震動(dòng)及沖擊穩(wěn)定性試驗(yàn); 同時(shí)也通過(guò)了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 3807-2所規(guī)定的沖擊、回火、火燒及水浴升 溫試驗(yàn)。6、 本專(zhuān)利技術(shù)制備的硅酸鉤填料還具有孔隙率高、機(jī)械強(qiáng)度高、抗振動(dòng)、 產(chǎn)品安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:將8kg的硫酸鋁溶解于656kg的水中，在主軸轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分的高 速攪拌狀態(tài)下，加入消石灰粉(氧化鈣含量為72.6 %) 64kg,攪拌5分 鐘后加入細(xì)度為270目/吋的石英粉(二氧化硅含量為98. 7%) 48kg,隨 后加入白炭黑8kg,繼續(xù)攪拌加入懸浮劑硅酸鋁纖維4kg,最后加入硅酸 鈉8 kg,再攪拌30分鐘；然后經(jīng)磨細(xì)處理后轉(zhuǎn)入主軸轉(zhuǎn)速為80轉(zhuǎn)/分 的低速攪拌狀態(tài)，再加入增強(qiáng)纖維耐堿玻璃纖維4kg;攪拌10分鐘停止 攪拌。在真空度為0. 07MPa以及高頻振動(dòng)的狀態(tài)下，將料漿注入乙炔瓶殼 內(nèi)。然后將瓶口用恒壓裝置密封后置于加熱箱內(nèi)，立即升溫至180°C, 保溫2小時(shí)，再升溫至230。C,保溫35小時(shí)，完成填料固本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種乙炔瓶無(wú)石棉硅酸鈣填料，其特征在于：所述的填料由下述物質(zhì)制成：消石灰、石英粉、流變劑、凝膠劑、懸浮劑、無(wú)機(jī)增稠劑、耐堿玻璃纖維和水，其中各物質(zhì)的濕料重量比為：消石灰８－１３％、石英粉６－１２％、流變劑１．０－５％、凝膠劑１．０－５％、懸浮劑０．５％－４％、無(wú)機(jī)增稠劑１．０～５％和耐堿玻璃纖維０．５－４％，其余為水。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張保國(guó)，只建強(qiáng)，馬序東，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：北京天海工業(yè)有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：11[中國(guó)|北京]
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