一种高效金属反射式保温材料制造技术

本发明专利技术公开了一种高效金属反射式保温材料，包括多层平行排设的不锈钢箔，各所述不锈钢箔均具有凹凸结构且相邻两所述不锈钢箔的凹凸结构错位设置，所述不锈钢箔至少一面具有高反射多孔涂层，所述高反射多孔涂层具有从涂层内部延伸至涂层表面的开孔结构，所述高反射多孔涂层热反射率≥0.9。据热量扩散原理，本发明专利技术通过设计不锈钢箔表面高反射涂层的多孔结构，能有效阻止热量从不锈钢箔之间的间隙进行传播。且高反射多孔涂层能有效反射热辐射，其热反射率≥0.9，能起到隔热保温的效果。能起到隔热保温的效果。能起到隔热保温的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种高效金属反射式保温材料


[0001]本专利技术涉及核电保温的
，具体涉及一种高效金属反射式保温材料。

技术介绍

[0002]核电站是利用原子核裂变反应释放出的热量进行发电的，核电站用管道内储存有大量热能。为减少热量损失并降低核岛内工作环境温度，需要在核管道外安装保温装置或保温结构。目前，国内自主研制和设计的第三代核电站主设备保温层全部采用金属保温层。
[0003]专利技术人在专利号CN212455977U的专利中，披露了一种核管道用保温装置，其特征在于：包括至少两个形状、尺寸一一对应且拼接式包覆在核管道外壁上的保温块；各所述保温块均包括内板、外板及固定封装在所述内板与所述外板之间的两轴向挡板、两径向挡板，所述内板的内表面沿轴向均匀分布有多个齿形支撑板，所述齿形支撑板顶撑设置在所述内板与核管道外壁之间；所述内板、所述外板及两所述轴向挡板、两所述径向挡板之间填设有可降低热传导的金属反射型保温结构。
[0004]该核管道用保温装置，使用寿命长、拆装便捷且保温效果佳。随着专利技术人进一步研究发现：该金属反射型保温结构由不锈钢箔构成，其反射热辐射效果不佳且由于是金属材质隔热性能也一般，最重要的是，多层不锈钢箔虽然能一定程度阻止热量沿横向扩散，但是不能阻止热量从不锈钢箔之间的间隙中进行扩散。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种高效金属反射式保温材料，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
[0006]本专利技术提供一种高效金属反射式保温材料，包括多层平行排设的不锈钢箔，各所述不锈钢箔均具有凹凸结构且相邻两所述不锈钢箔的凹凸结构错位设置，所述不锈钢箔至少一面具有高反射多孔涂层，所述高反射多孔涂层具有从涂层内部延伸至涂层表面的开孔结构，所述高反射多孔涂层热反射率≥0.9。
[0007]在一些实施方式中，所述高反射多孔涂层的厚度为20
‑
45μm。
[0008]在一些实施方式中，所述开孔结构的体积占涂层体积的5％
‑
90％，所述开口结构的深度范围为涂层厚度的1％
‑
100％，所述的开孔深度为相同或不同。
[0009]在一些实施方式中，所述高反射多孔涂层由以下步骤制备而成：
[0010]在反应罐中，加入羟基丙烯酸树脂、有机溶剂、助剂，搅拌均匀，然后加入热反射颜料、多孔SiO2颗粒以及发泡剂，搅拌均匀后，制得A组分；
[0011]将有机溶剂加入反应罐中，然后加入多异氰酸酯，搅拌均匀，得到B组分；
[0012]将所述A组分和所述B组分，按质量份比10∶3
‑
10∶1混合并搅拌，涂覆于不锈钢箔的表面，在100
‑
350℃下烘干使涂层中的发泡剂分解产生挥发性气体。
[0013]在一些实施方式中，所述羟基丙烯酸树脂重均分子量为4000
‑
5000，固体含量为55
‑
60wt％，羟基含量为2.3
‑
2.6wt％，所述有机溶剂为二甲苯、环己酮、丁酮、甲基异丁基酮
或乙酸乙酯中的一种或多种，所述助剂为润湿分散剂、消泡剂、流平剂、防沉剂或抗流挂剂中的一种或几种，所述热发射颜料为钛白粉，所述发泡剂为碳酸盐、亚硝酸盐、碱金属的硼氢化物、偶氮化合物发泡剂、亚硝基化合物发泡剂或酰肼类发泡剂中的一种或多种，所述多异氰酸酯为多异氰酸酯为HDI缩二脲、HDI三聚体或IPDI三聚体固化剂中的一种或多种。
[0014]在一些实施方式中，所述多孔SiO2颗粒中Cl离子含量＜50PPM，SO
42
‑
离子含量＜50PPM。
[0015]在一些实施方式中，所述多孔SiO2颗粒通过以下步骤制得：
[0016]将泡花碱进行离子交换，得到pH为2
‑
3的第一硅酸；将第一硅酸经过阴离子交换树脂，得到pH为5
‑
6的第二硅酸；将第二硅酸经过阳离子交换树脂，得到pH为3
‑
4的第三硅酸；将第三硅酸加入反应釜，同时加入KOH溶液，在100
‑
120℃下加热40
‑
60h，得到固含量为40
‑
45％的SiO2溶液，将所述SiO2溶液烘干、研磨后得到所述多孔SiO2颗粒。
[0017]在一些实施方式中，所述钛白粉为高晶化度的金红石型氧化钛。
[0018]在一些实施方式中，所述钛白粉通过以下步骤制得：
[0019]将TiO2·
nH2O和KOH二者摩尔比为0.5，加入适量的水均匀的在研钵里研磨，然后再马弗炉中烧结至880℃后保温2h，慢冷至室温，得到中间产物K6Ti2O7；
[0020]将分散好的中间产物投入到少量水中水合7天，然后将水合产物投入适量水中强磁力搅拌，不断滴加0.5M的盐酸，用酸度计控制溶液的pH值为2.0；
[0021]抽滤出中间产物，用水洗至中性并干燥至恒重得到产物钛酸，分别在马弗炉中以10℃
·
min
‑1的速度烧结至1000℃
‑
1200℃，保温2h，慢冷至室温，得到高晶化度的金红石型氧化钛。
[0022]在一些实施方式中，所述不锈钢箔采用1Cr13不锈钢，所述1Cr13不锈钢包括0.10％
‑
0.15％的C元素、0.50％
‑
0.75％的Mn元素、≤0.015％的P元素、≤0.010％的S元素、0.40％
‑
0.50％的Ni元素、＜0.005％的O元素、0.25％
‑
0.50％的Si元素、12％
‑
13％的Cr元素、≤0.0020％的B元素、≤0.05％的Co元素、＜0.015％的B元素、＜0.20％的Cu元素以及余量为Fe元素。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]据热量扩散原理，本专利技术通过设计不锈钢箔表面高反射涂层的多孔结构，能有效阻止热量从不锈钢箔之间的间隙进行传播。
[0025]且高反射多孔涂层能有效反射热辐射，其热反射率≥0.9，能起到隔热保温的效果。其中，使用的钛白粉颜料为高晶化度的金红石型氧化钛，其对红外光谱区即波长＞0.76μm的光线反射率高，可以使涂层的热反射效果显著提高；选用的多孔SiO2颗粒质量轻、粒径小、导热系数低，用它可以有效填充粒子间的孔隙，减小漆膜空隙率，尽可能减少空隙的黑体吸收效应，从而有效提高涂层的发射率和反射率，使涂层具有密度小、体积固含高、隔热保温效果好的特点；因此，高反射多孔涂层厚度为20
‑
45μm能明显提高整个涂层的热反射隔热效果并且使用寿命长。
[0026]且由于该涂层用于核电领域，涂层中不能含有Cl
‑
、SO
42
‑
等容易产生腐蚀性的离子，涂层中选用的多孔SiO2颗粒是经过三次离子交换制成的，第三方检测后不含有Cl
‑
和SO
42...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效金属反射式保温材料，其特征在于，包括多层平行排设的不锈钢箔，各所述不锈钢箔均具有凹凸结构且相邻两所述不锈钢箔的凹凸结构错位设置，所述不锈钢箔至少一面具有高反射多孔涂层，所述高反射多孔涂层具有从涂层内部延伸至涂层表面的开孔结构，所述高反射多孔涂层热反射率≥0.9。2.根据权利要求1所述的一种高效金属反射式保温材料，其特征在于，所述高反射多孔涂层的厚度为20
‑
45μm。3.根据权利要求1所述的一种高效金属反射式保温材料，其特征在于，所述开孔结构的体积占涂层体积的5％
‑
90％，所述开口结构的深度范围为涂层厚度的1％
‑
100％，所述的开孔深度为相同或不同。4.根据权利要求1所述的一种高效金属反射式保温材料，其特征在于，所述高反射多孔涂层由以下步骤制备而成：按质量份数计，在反应罐中，加入30
‑
50份的羟基丙烯酸树脂、10
‑
15份的有机溶剂、2
‑
6份的助剂，搅拌均匀，然后加入35
‑
45份的热反射颜料、4
‑
8份的多孔SiO2颗粒以及2
‑
8份的发泡剂，搅拌均匀后，制得A组分；将10
‑
25份的有机溶剂加入反应罐中然后加入75
‑
80份的多异氰酸酯，搅拌均匀，得到B组分；将所述A组分和所述B组分，按质量份比10：3
‑
10∶1混合并搅拌，涂覆于不锈钢箔的表面，在100
‑
350℃下烘干使涂层中的发泡剂分解产生挥发性气体。5.根据权利要求4所述的一种高效金属反射式保温材料，其特征在于，所述羟基丙烯酸树脂重均分子量为4000
‑
5000，固体含量为55
‑
60wt％，羟基含量为2.3
‑
2.6wt％，所述有机溶剂为二甲苯、环己酮、丁酮、甲基异丁基酮或乙酸乙酯中的一种或多种，所述助剂为润湿分散剂、消泡剂、流平剂、防沉剂或抗流挂剂中的一种或几种，所述热发射颜料为钛白粉，所述发泡剂为碳酸盐、亚硝酸盐、碱金属的硼氢化物、偶氮化合物发泡剂、亚硝基化合物发泡剂或酰肼类发泡剂中的一种或多种，所述多异氰酸酯为多异氰酸酯为HDI缩二脲、HDI三聚体或IPDI三聚体固化剂中的一种或多种。6.根据权利要求4所述的一种高效金...

【专利技术属性】
技术研发人员：李龙，章征宝，吴晔，蒋超，顾万建，尚鸣，周鹏达，黄林涛，
申请(专利权)人：江苏金环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：