耐热产品及其生产方法技术

一种耐热产品，包含陶瓷胶粘剂和蛭石，其中产品干重的３５％到９５％为蛭石，蛭石的粒径为６０％以上的蛭石不能通过１ｍｍ的筛。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。有许多应用场合要求绝热尤其是耐火。重要的例子包括建筑物和船只的防火墙和防火门，火车及其他交通工具的天花板、外墙和内板，以及用于高性能飞行器的隔热屏，例如机翼的前沿、机首和头锥。为了提高这类应用中的隔热性能，过去建议采用各种涂料等，但发现这些材料效率太低和/或无成本效果，因此，需要提供一种价格低廉得多而性能可靠的隔热制品。ZA-A-9701233(对应于WO-A-9730951)描述了一种不可燃性模制部件的生产方法，包括在高温时吹胀蛭石颗粒，然后将其与胶粘剂混合。在这一例子中，胶粘剂必须含磷，而在本专利技术与之有关的应用中这是不希望有的。根据本专利技术的第一个方面，一种耐热产品包含陶瓷胶粘剂和蛭石，其中产品干重的35％到95％为蛭石，蛭石的粒径为60％以上的蛭石不能通过1mm的筛。根据本专利技术的第二个方面，一种生产耐热产品的方法，包括将蛭石颗粒与陶瓷胶粘剂混合；将混合物进行干燥，其中产品干重的35％到95％为蛭石，蛭石的粒径为60％以上的蛭石不能通过1mm的筛。我们发现，通过使用蛭石颗粒和陶瓷胶粘剂的混合物可以得到一种具有高的成本效果的产品。这种产品可以与由造纸方法或其他方法制成的非常密实的云母板或云母面板相对照。该新产品的密度比这种板状材料更小，结果，其隔热性能由于密封在里面的空气而提高。而且，最终产品重量很轻，使其更易于加工处理，可以根据应用需要，以各种形式使用。我们认识到，已知产品中存在的一个问题是，使用研磨或过筛的颗粒制成的产品会导致过高的密度，结果使得包含密封空气的孔隙减少，产品的隔热性能因此而降低。另一方面，如果粒径太大，则会导致产品内出现从产品一边通向另一边的开放的空气通道，由此形成了热的传导。通过使用落入本专利技术范围内的颗粒，克服了以上两个问题，同时生产出重量相对轻的产品。我们还发现，最终产品还具有好的机械强度性能，例如，在250-300Kg/m3的密度范围内，可得到0.15-0.45MPa的抗弯强度。试验表明，在自承重的产品中，为了获得可接受的抗弯强度，产品密度优选不小于140Kg/m3。此外，蛭石所占的比例越大，产品的重量越轻。因此，我们发现，含95％干重蛭石的产品密度大约为730Kg/m3，而含35％干重蛭石的产品密度大约为350Kg/m3。优选的是，产品干重的50％-90％为蛭石，蛭石的粒径为60％以上的蛭石不能通过1mm的筛。一种形式为，产品大体上是坚硬的，可以象木材等诸如此类的材料一样加工，将其切割成要求的形状。产品相对较脆，此一般可以将其夹在与其粘附在一起的承重板层之间。这些承重板层可以包括纤维增强材料薄片、钢或其他任何可使板材起到结构或半结构组件作用的材料。在其他的应用中，该产品粘附在制品表面上。这样，大体坚硬的产品可以被生产出来然后粘附到制品上，或者更为方便地在制品上例如通过模制或者喷射到制品上现场形成产品。本产品的一个重要应用是应用于已知的夹层结构。这些结构一般包括芯层材料例如发泡金属、塑料、木材、端面纹理轻木或具有蜂窝状结构的金属，塑料或复合材料夹在平面构件如酚醛玻璃层压板或任何其他合适的材料之间。这种夹层结构在结构工程领域具有相当高的重要性，广泛地应用于航空和其他工业领域，这是因为，这种材料提供了优于传统材料的主要优点，包括极低的重量、高的刚性、耐久性和生产成本的节省。然而，这种夹层结构在高于170℃时却不能正常使用。如果将本专利技术的产品粘附到结构表面，则这种结构便可在较高的温度下使用。如果本产品作为芯层材料用于结构体中，则热传导性和耐火性将得到提高。产品可以制成各种不同的厚度和密度，可以粘附到大多数材料的表面，包括金属、木材和复合材料。本产品可以模制到具有复杂形状制品的外围，可以制成柔韧的非常薄的层。如果需要，可以使用玻璃纤维、纺织玻璃纤维或其他纤维材料来增强产品。这有赖于产品的厚度和使用的胶粘剂。原则上可以使用任何陶瓷胶粘剂，这种胶粘剂一般包含一种碱性硅酸盐，或者与一种填料如氧化铝、氧化镁、二氧化硅其他陶瓷的共混物。优选的胶粘剂含有双组分胶粘剂的粘结部分如基于硅酸钠的共混物。这种胶粘剂工业上的例子是由Fortafix Limited制造的Al/CS和Aremco 571。这种Al/CS胶粘剂包括硅酸钠共混物的第一部分和氧化铝填料的第二部分。我们发现，通过只使用粘结部分(不使用填料)或者可能的话用粉状蛭石代替填料，可以得到很好的产品。干燥混合物的步骤可以通过加热或任何其他干燥方法，包括真空干燥，选择性地辅助使用微波辐射来完成。所用蛭石的用量依赖于产品所需要的密度和强度及其使用的方式。如果产品是夹在板层之间，则产品干重的至多95％可以为蛭石。在其他的应用中，较低的比例则更合适一些，优选的范围是50％-90％。本产品可以用各种不同方式制成。在优选的方式中，采用两步法完成，步骤1包括用陶瓷胶粘剂涂覆颗粒，然后固化/干燥胶粘剂。步骤2可以包括用陶瓷胶粘剂(可能的话与步骤1中所用胶粘剂不同)涂覆预涂覆的颗粒，然后在加压或不加压的条件下固化/干燥胶粘剂。干燥的步骤可以通过加热混合物而方便地完成，加热温度一般在40-120℃的范围内。但也可以采用其他的干燥形式，如不需要产生热的真空干燥。一般地，应对混合物进行搅拌以优化涂覆工艺。或者，也可以不进行搅拌，这意味着颗粒和胶粘剂将生成一个结实的物块，物块可以被破碎，生成单个的涂覆颗粒。如步骤1一样，步骤2的干燥部分可以通过加热混合物或者通过不涉及热的其他方法如真空干燥来完成。制成品具有耐热性能，可以用作防火墙等，优选还应有隔热性能。本专利技术的应用实例列举如下1．建筑物和船只的防火墙和防火门。2．靠近热源的保护面，如轿车和卡车上的排气管。3．电缆工业，过去使用的是石棉材料。4．电动机，换向器，绝缘体。5．飞行器上的客舱和货舱。6．火车的天花板，外墙和内板。7．高性能飞行器上的阻热屏，即机翼的前沿、机首和头锥。8．防太阳或其他热辐射的设施。试验显示，根据本专利技术的隔热产品具有许多重要的性能1．耐热性能，该产品可以经受高达1000℃的高温。2．耐火而不燃烧。3．低的热传导性，此性能依赖于产品密度。4．电绝缘性好于24kV/mm。5．透微波性。6．好的耐电弧和电弧腐蚀的性能。7．蛭石对于大多数化学物质呈惰性。8．很好的机械性能，尤其是抗压性。9．好的拉伸和弯曲强度。以上性能加上密度和机械强度可以根据蛭石和胶粘剂的特殊混合物以及所用处理方法的不同而变化，这些性能可根据不同的应用进行选择。本专利技术的耐热产品及其制造方法的一些例子，参考附图给予说明，其中附图说明图1是结合到蜂窝状结构上的产品实例的截面简图；图2表示对图1中所示结构进行耐火测试的结果；图3为产品的另一个例子的照片；以及图4图示说明厚度为25mm，跨长120mm以及加载率为2mm/min的样品的抗弯强度和密度的关系。图1表示了由传统方法制成的铝质蜂窝状芯层1。该芯层插在一对酚醛面层2、3之间，酚醛面层2、3粘附在芯层1上。如前所述，这种夹层结构并不具有显著的耐火性，因此，为提高其耐火性能，在酚醛面层2上提供一蛭石隔热层4。这可以由以下方法得到。选择常规双组分陶瓷胶粘剂Al/CS，将120克粘合部分(即硅酸钠的共混物)与2克蛭石粉末和26克蛭石颗粒混合。蛭石粉末取代本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐热产品，包含陶瓷胶粘剂和蛭石，其中产品干重的３５％到９５％为蛭石，蛭石具有的粒径为６０％以上的蛭石不能通过１ｍｍ的筛。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：PM伯林格，
申请(专利权)人：焊接研究院，
类型：发明
国别省市：GB[英国]