硅酸盐微孔保温板及其制备方法与流程

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来源：bob体育官方    发布时间：2025-09-12 20:11:23

　　本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及保温材料领域，尤其涉及一种硅酸盐微孔保温板，也可称为硅酸盐半硬质微孔保温板或半硬质微孔保温板。

　　微孔硅酸钙是市场上常用的一种硬质保温材料，产品形状为硬质瓦块或板状。其主要优点是强度高，耐温高，保温隔热效果比较好，和岩棉、玻璃棉等纤维类保温材料相比较，无刺痒的纤维粉尘，环保性优于纤维类材料，常规使用的寿命长。

　　1.产品无韧性，硬而脆，容易破碎。有两种情况：一种是冷热循环气流冲击下会破碎。比如，做好微孔硅酸钙保温的设备或管道，在比较高的工作时候的温度(350-600℃)下，如果频繁停机、开机，如不控制温升、温降速度，微孔硅酸钙受到冷热气流的交替冲击变化，会产生破碎。第二种情况是，修东西的人踩踏微孔硅酸钙制品容易破碎。制品破碎后，保温性能下降。

　　2.微孔硅酸钙虽然没有刺痒的纤维粉尘，但其表面有泥土性粉尘，且极易掉粉。这些粉尘像一层隔离剂，在保温安装时，很难用粘结材料将微孔硅酸钙瓦块与瓦块粘结，瓦块与设备粘结。保温瓦块之间缝隙的存在，形成大量热桥，散失大量热能，使保温层整体保温性能下降。

　　由于上述原因，微孔硅酸钙的常用施工方法是，在设备(反应釜、储罐等)上需预先焊接支撑圈或钩钉，用铁线捆扎的方法来固定保温瓦块，保温瓦块初步固定后，保温层外再用铁丝网固定，之后，用石棉水泥抹面。抹面层对保温与结构的整体性有正面作用，但对消除热桥作用不大。因为，瓦块之间的缝隙依然存在，石棉水泥抹面层保温效果有限，石棉水泥抹面层是涂抹在铁丝网上的，而不会涂抹到保温瓦块间隙中。所以，微孔硅酸钙施工复杂，工序多，整体保 温效果也不理想。

　　市场上还有泡沫石棉板、复合硅酸盐泡沫保温板或毡，密度30-70kg/m3，属于密度较小的软质保温材料，其材料组织为明显的泡沫结构，泡沫直径为毫米级，强度很低，耐温也低，不能踩踏，不能代替微孔硅酸钙。

　　有鉴于背景技术所述，有必要提供一种硅酸盐微孔保温板及其制备方法，既能保持微孔硅酸钙材料的优势，又改进其缺点。设计的基本要求是，密度160-200kg/m3，有一定强度，也有一定的韧性，耐冷热气流冲击，能承受修东西的人的踩踏；保温板表面无粉尘，便于粘贴施工，便于抹缝和抹面处理；保温效果好，导热系数比微孔硅酸钙低。

　　一种硅酸盐微孔保温板，其由100份的硅酸盐保温浆料和13.5-15份的密度为60-80kg/m3，颗粒度30-50目的膨胀珍珠岩做填料，混合均匀后加温烘干获得，烘干后的硅酸盐微孔保温板，其材料组织为微孔结构，微孔直径是微米至纳米级，密度为160-200kg/m3，强度为180-220Kpa左右。

　　S1、制作硅酸盐保温浆料，所述浆料的密度控制在680-720kg/m3；

　　S2、取所述浆料，加入一定量的无机轻质矿物填料，将所述浆料和所述填料混合均匀；

　　S3、将所述S2中获得的混合料注入模具中，连同模具放入烘窑中烘干：先小幅升温至55-65℃，保持该温度5-7小时，优选6小时，此为第一加热区段，；然后升温至80-90℃，保持该温度6-8小时，优选7小时，此为第二加热区段；最后升温至115-120℃，保持该温度5-7小时，优选6小时，此为第三加热区段，烘干后即为成品。

　　烘干的硅酸盐微孔保温板，材料组织为肉眼看不到的微孔结构，微孔直径是微米至纳米级，密度为160-200kg/m3，强度达到200Kpa左右。

　　根据硅酸盐微孔保温板的厚度不同，第三加热区段的时间需根据实际要 调整。

　　所述S2中，无机轻质矿物填料的掺加量不同，对最终产品的强度、韧性有不同影响：掺加量小，强度小，柔韧性好；掺加量大，强度大，韧性降低。考虑本发明产品的要求，并考虑填料的来源、价格、隔热效果等因素，选取密度为60-80kg/m3，颗粒度30-50目的膨胀珍珠岩做填料，所述浆料和所述填料的质量百分比为：100：13.5-15。

　　将上述各组分的物料在搅拌机中搅拌75-80分钟，物料搅拌均匀，发泡充分，再加入有机硅消泡剂0.25-0.35kg消泡。消泡的标准是：消泡后的浆体不允许有明显的毫米级以上气泡，但也不能过分消泡，需保持浆料是一种细小/细密的微孔组织状态，消泡后的浆料密度控制在680-720kg/m3为宜。

　　如果制作硅酸盐保温浆料时没有消泡，或消泡未达到要求，浆料密度比较低，生产出的保温板组织呈现泡沫结构，泡沫孔径比较大，显而易见；烘干后，保温板密度小，强度低，不符合本发明的设计的基本要求；如果过分消泡，保温板微孔率降低，密度增大，干密度会达到280kg/m3以上，保温效果也不好。所以，生产的全部过程中，必须控制各个工艺参数。

　　本发明的制备方法中，在烘烤的初始阶段，即第一加热区段，是保温材料的微孔结构定型阶段，低温烘烤，缓慢升温，有助于微孔定型；如果升温过快，水蒸汽分子会冲破材料的原本结构，产生蒸腾，形成大的气泡。所述第二加热 区段，是稳定定型阶段，也是逐步加快水汽蒸发阶段。所述第三加热区段，在保温材料结构已经基本定型后，为巩固定型阶段，加快水汽蒸发；根据保温材料的厚度不同，可相应延长或缩短第三加热区段的加热时间。

　　本发明专利的有益效果是，保持了微孔硅酸钙保温材料的几乎全部优点，改进了微孔硅酸钙保温材料的不足。尽管硅酸盐微孔保温板强度有所降低，但200Kpa的强度，能承受生产、修东西的人的踩踏。环保性提高，韧性提高，保温板表面不掉粉，容易实现抹缝、抹面处理，保温层的整体性好，保温效果大幅度的提升。具体来说，在油田的采油厂储油罐顶部，在化工厂反应釜顶部，通常会布置加料口或人孔，生产或检修人员需要经常到罐顶工作，在罐顶保温材料选择上，软质的岩棉、玻璃棉、复合硅酸盐保温板/毡等材料经受不住人的踩踏而变形破坏，微孔硅酸钙又容易被踩碎，在类似的工况下，硅酸盐微孔保温板是一种难以代替的理想选择。

　　为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

　　本实施例提供一种硅酸盐微孔保温板，其由100份的硅酸盐保温浆料和13.5-15份(优选13.5份)的密度为60-80kg/m3(优选60kg/m3)，颗粒度为30–50的膨胀珍珠岩做填料，混合均匀后加温烘干获得，烘干后的硅酸盐微孔保温板，材料组织为肉眼看不到的微孔结构，微孔直径是微米至纳米级，密度为160-200kg/m3，强度达到200Kpa左右。

　　将上述各组分的物料在搅拌机中搅拌75-80分钟(优选75分钟)，物料搅拌均匀，发泡充分，再加入有机硅消泡剂0.25-0.35份消泡。消泡的标准是：消泡后的浆体不允许有明显的毫米级以上气泡，但也不能过分消泡，需保持浆料是一种细小/细密的微孔组织状态，消泡后的浆料密度控制在680-720kg/m3为宜，以680kg/m3为较好的效果；

　　S2、取所述浆料100份，加入一定量的无机轻质矿物填料，将所述浆料和所述填料混合均匀：无机轻质矿物填料的掺加量不同，对最终产品的强度、韧性有不同影响：掺加量小，强度小，柔韧性好；掺加量大，强度大，韧性降低；考虑本发明产品的要求，并考虑填料的来源、价格、隔热效果等因素，选 取密度为60-80kg/m3，优选60kg/m3，颗粒度30-50目的膨胀珍珠岩做填料，掺加数量控制在13.5-15份，优选13.5份；

　　S3、将所述S2中获得的混合料注入模具中，连同模具放入烘窑中烘干：先小幅升温至55-65℃，优选55℃，即第一加热区段，保持该温度6小时左右；然后升温至80-90，优选85℃，即第二加热区段，保持该温度7小时左右；最后升温至115-120℃，优选120℃，即为第三加热区段，保持该温度6小时左右，即为成品。根据硅酸盐微孔保温板的厚度不同，第三加热区段的时间需根据实际要调整；在烘烤的初始阶段，即第一加热区段不允许升温过快，否则，会破坏保温材料的微孔结构。

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