【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于隔熱材料，具體涉及一種中高壓蒸汽管道用自修復保溫材料及其制備方法。
技術介紹
1、在鋼鐵和石油化工企業日常生產中，蒸汽是最常見的能源介質，作為輸送通道，要求蒸汽管道具有較好的保溫性能。特別是針對中高壓蒸汽管道，由于壓力和溫度高(380～545℃，2.50～8.83mpa)，蒸汽的品質直接影響機組的發電效率和發電量，管道隔熱防護更為重要。然而，目前暫未見專門針對中高壓蒸汽管道的保溫材料。
2、現有技術中仍然以硅酸鋁針刺毯多層加厚結構為主，少部分采用氣凝膠絕熱氈進行隔熱強化。如專利cn114738548a公布了一種高壓蒸汽管線保溫結構及施工方法，外部保溫層采用氣凝膠絕熱氈、第一鋁箔玻纖布、第一硅酸鋁絕熱毯、第二鋁箔玻纖布和第二硅酸鋁絕熱毯的多層結構，提高蒸汽管道隔熱層的隔熱性能以滿足高壓蒸汽管線更高的隔熱保溫需求，但是多層包裹的方式導致施工步驟多、拼接部位處理難、實際層間熱阻大等問題，且避免不了長期服役周期中防水性能差、松垮下沉等問題。此外，現有專利和文獻報道中均尚未對蒸汽管道保溫材料在服役周期中出現開裂破損的自動修復問題提出解決方案。
技術實現思路
1、本專利技術的主要目的在于，提供一種中高壓蒸汽管道用自修復保溫材料及其制備方法，解決現有中高壓蒸汽管道(蒸汽溫度380～545℃，2.50～8.83mpa)隔熱防護中存在的保溫材料種類單一、隔熱性能不足以及長時間使用過程中存在的結構和材料性能劣化、脫落破損、熱損失大等問題，具有隔熱結構整體性好、熱阻隔和熱反射性
2、為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案為：
3、一種中高壓蒸汽管道用自修復保溫材料，包括如下重量百分比的原料：自修復復合粉料10～15％，氣相納米二氧化硅3～5％，鈦白粉2～3％，六鈦酸鉀晶須2～3％，改性廢棄硅酸鋁耐火短纖維20～32％，輕質漂珠8～12％，促凝劑6～9％，結合劑23～33％，復合減水劑1.5～3.5％，緩凝劑0.1～0.2％；所述改性廢棄硅酸鋁耐火纖維通過對廢棄硅酸鋁耐火纖維進行振動篩分，并利用聚乙二醇溶液進行表面改性得到，且包含1～1.5mm和3～5mm兩種尺寸；所述自修復復合粉料的原料包含自交聯丙烯酸酯乳液、高聚磷酸銨、雙季戊四醇、三聚氰胺、硅鋁氧化物隔熱填料粉和水。
4、上述方案中，所述中高壓蒸汽管道用自修復保溫材料中，3～5mm改性廢棄硅酸鋁耐火短纖維的含量為8～15％，1～1.5mm改性廢棄硅酸鋁耐火短纖維的含量為15～28％。
5、進一步地，所述廢棄硅酸鋁耐火纖維為不含鋯廢棄硅酸鋁耐火纖維或含鋯廢棄硅酸鋁耐火纖維。
6、進一步地，所述不含鋯廢棄硅酸鋁耐火纖維取自工作環境為氧化性氣氛且中長期工作溫度低于900℃，或還原性氣氛且中長期工作溫度低于700℃的工業廢棄物；含鋯廢棄硅酸鋁耐火纖維取自工作環境為氧化性氣氛中長期工作溫度低于1100℃或還原性氣氛中長期工作溫度低于900℃的工業廢棄物。
7、進一步地，所述振動篩分步驟包括：將廢棄硅酸鋁耐火纖維剪切成3～5mm的短纖維，再采用孔徑3mm的振動篩進行篩分，將由于高溫結晶變脆、粉化的劣化耐火纖維去除，取篩上部分得3～5mm的廢棄硅酸鋁耐火短纖維；然后取部分廢棄硅酸鋁耐火短纖維繼續剪切成1～1.5mm的短纖維，采用孔徑1mm的振動篩進行篩分，取篩上部分得到1～1.5mm的廢棄硅酸鋁耐火短纖維。
8、進一步地，所述振動篩為超聲波振動篩，振動篩電機開啟的同時，耦合利用超聲波發生器產生的超聲波(超聲功率0.55～1.1kw，振動頻率20～30khz，振幅15～20um，振動時間3～5min)，將高溫結晶變脆、粉化的劣化耐火纖維震斷篩除。
9、進一步地，所述聚乙二醇溶液的濃度為0.7～0.8g/100ml。
10、進一步地，所述表面改性步驟包括：將廢棄硅酸鋁耐火短纖維通過傳送帶送入封閉的噴霧操作室，噴霧操作室內頂部設置有旋轉噴霧器進行聚乙二醇溶液的噴灑，傳送帶下部設置有噴嘴，通過噴吹壓縮空氣將廢棄硅酸鋁耐火纖維噴吹至空中與聚乙二醇噴霧充分接觸，噴霧結束后通過傳送帶送出噴霧操作室，靜置(15～20min)。
11、進一步地，針對單位用量的廢棄硅酸鋁耐火纖維(1kg)，聚乙二醇溶液的噴灑量為100～150ml。
12、進一步地，所述自修復復合粉料中，各原料及其所占質量百分比包括：自交聯丙烯酸酯乳液20～35％，高聚磷酸銨10～15％，雙季戊四醇3～6％，三聚氰胺4～8％，硅鋁氧化物隔熱填料粉20～35％，水18～28％。
13、上述方案中，所述自修復復合粉料通過將自交聯丙烯酸酯乳液、高聚磷酸銨、雙季戊四醇、三聚氰胺、硅鋁氧化物隔熱填料粉和水按比例進行攪拌處理(10～20min)，烘干(110～130℃)，打散、研磨得到。
14、上述方案中，所述自修復復合粉料的粒徑為1200目以下。
15、上述方案中，所述自交聯丙烯酸酯乳液為陰離子性，主要合成單體為丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，固含量≥40％，平均粒子直徑為0.2～0.4um，ph值為6.0～8.0。
16、進一步地，所述高聚磷酸銨的聚合度≥1000。
17、上述方案中，所述硅鋁氧化物隔熱填料粉粒度為1600目以下。
18、進一步地，所述硅鋁氧化物隔熱填料粉采用1～1.5mm廢棄硅酸鋁耐火短纖維進行高能球磨處理得到。
19、進一步地，所述高能球磨處理采用行星式高能球磨機，轉速為450-550轉/min，球磨時間為3～6h，介質填充率為0.3～0.45，球料比為(3～5):1。
20、進一步地，所述高能球磨處理引入助磨劑，其用量為占1～1.5mm廢棄硅酸鋁耐火短纖維質量百分數的3～6％；具體可選用無水乙醇等。
21、優選地，所述輕質漂珠的粒度為80～200目，容重≤0.43g/cm3。
22、優選地，所述氣相納米二氧化硅密度≤0.05g/cm3，比表面積≥600m2/g，粒度為7～40nm，sio2含量≥99.8％。
23、優選地，所述鈦白粉為金紅石型，粒度≤300目，tio2含量≥94wt％。
24、優選地，所述六鈦酸鉀晶須直徑2～4μm，長徑比為10～20。
25、優選地，所述促凝劑為燒結鎂砂粉，mgo含量≥98wt％，粒度為300目以下。
26、上述方案中，所述結合劑包括硅溶膠和水性有機硅樹脂。
27、進一步地，所述硅溶膠中，sio2含量為30～40％，ph值為9.0～9.5；所述水性有機硅樹脂為離子型水性有機硅樹脂，耐溫≥600℃，固含量≥45％，ph值為6.0～8.0。
28、進一步地，所述硅溶膠與水性有機硅樹脂的質量比為(2～5):1。
29、上述方案中，所述復合減水劑包括聚羧酸高效減水劑和三聚磷酸鈉。
30、進一步地，所述聚羧酸高效減本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種中高壓蒸汽管道用自修復保溫材料，其特征在于，包括如下重量百分比的原料：自修復復合粉料10～15％，氣相納米二氧化硅3～5％，鈦白粉2～3％，六鈦酸鉀晶須2～3％，改性廢棄硅酸鋁耐火短纖維20～32％，輕質漂珠8～12％，促凝劑6～9％，結合劑23～33％，復合減水劑1.5～3.5％，緩凝劑0.1～0.2％；所述改性廢棄硅酸鋁耐火纖維通過對廢棄硅酸鋁耐火纖維進行振動篩分，并利用聚乙二醇溶液進行表面改性得到，且包含1～1.5mm和3～5mm兩種尺寸；所述自修復復合粉料的原料包含自交聯丙烯酸酯乳液、高聚磷酸銨、雙季戊四醇、三聚氰胺、硅鋁氧化物隔熱填料粉和水。
2.根據權利要求1所述的中高壓蒸汽管道用自修復保溫材料，其特征在于，各原料及其所占質量百分比包括：自交聯丙烯酸酯乳液20～35％，高聚磷酸銨10～15％，雙季戊四醇3～6％，三聚氰胺4～8％，硅鋁氧化物隔熱填料粉20～35％，水18～28％。
3.根據權利要求2所述的中高壓蒸汽管道用自修復保溫材料，其特征在于，所述自交聯丙烯酸酯乳液為陰離子性，主要合成單體為丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，固含量≥40％，平
4.根據權利要求1所述的中高壓蒸汽管道用自修復保溫材料，其特征在于，所述振動篩分步驟包括：將廢棄硅酸鋁耐火纖維剪切成3～5mm的短纖維，再采用孔徑3mm的振動篩進行篩分，得3～5mm的廢棄硅酸鋁耐火短纖維；然后取部分所得3～5mm廢棄硅酸鋁耐火短纖維繼續剪切成1～1.5mm的短纖維，采用孔徑1mm的振動篩進行篩分，得到1～1.5mm的廢棄硅酸鋁耐火短纖維。
5.根據權利要求1所述的中高壓蒸汽管道用自修復保溫材料，其特征在于，所述表面改性步驟包括：對廢棄硅酸鋁耐火短纖維噴霧噴灑聚乙二醇溶液。
6.根據權利要求1所述的中高壓蒸汽管道用自修復保溫材料，其特征在于，所述氣相納米二氧化硅密度≤0.05g/cm3，比表面積≥600m2/g，粒度為7～40nm，SiO2含量≥99.8％；鈦白粉為金紅石型，粒度≤300目，TiO2含量≥94wt％。
7.根據權利要求1所述的中高壓蒸汽管道用自修復保溫材料，其特征在于，所述六鈦酸鉀晶須直徑2～4μm，長徑比為10～20。
8.根據權利要求1所述的中高壓蒸汽管道用自修復保溫材料，其特征在于，所述結合劑包括硅溶膠和水性有機硅樹脂。
9.根據權利要求1所述的中高壓蒸汽管道用自修復保溫材料，其特征在于，所述復合減水劑包括聚羧酸高效減水劑和三聚磷酸鈉。
10.權利要求1～9任一項所述中高壓蒸汽管道用自修復保溫材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種中高壓蒸汽管道用自修復保溫材料，其特征在于，包括如下重量百分比的原料：自修復復合粉料10～15％，氣相納米二氧化硅3～5％，鈦白粉2～3％，六鈦酸鉀晶須2～3％，改性廢棄硅酸鋁耐火短纖維20～32％，輕質漂珠8～12％，促凝劑6～9％，結合劑23～33％，復合減水劑1.5～3.5％，緩凝劑0.1～0.2％；所述改性廢棄硅酸鋁耐火纖維通過對廢棄硅酸鋁耐火纖維進行振動篩分，并利用聚乙二醇溶液進行表面改性得到，且包含1～1.5mm和3～5mm兩種尺寸；所述自修復復合粉料的原料包含自交聯丙烯酸酯乳液、高聚磷酸銨、雙季戊四醇、三聚氰胺、硅鋁氧化物隔熱填料粉和水。
2.根據權利要求1所述的中高壓蒸汽管道用自修復保溫材料，其特征在于，各原料及其所占質量百分比包括：自交聯丙烯酸酯乳液20～35％，高聚磷酸銨10～15％，雙季戊四醇3～6％，三聚氰胺4～8％，硅鋁氧化物隔熱填料粉20～35％，水18～28％。
3.根據權利要求2所述的中高壓蒸汽管道用自修復保溫材料，其特征在于，所述自交聯丙烯酸酯乳液為陰離子性，主要合成單體為丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，固含量≥40％，平均粒子直徑為0.2～0.4um，ph值為6.0～8.0；所述高聚磷酸銨的聚合度≥1000。
4.根據權利要求1所述的中高壓蒸汽管道用自修復保溫材料，其特征在于，所述振動篩分步...
【專利技術屬性】
技術研發人員：羅巍，操加元，丁翠嬌，胡翰，朱善合，易祥，
申請(專利權)人：武漢鋼鐵有限公司，
類型：發明
國別省市：
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