阅读说明：本技术 一种应用于换热器的保温填料及其制备方法 (A kind of heat preservation filler and preparation method thereof applied to heat exchanger ) 是由 陈晨 孙积文 彭加华 陈祥顺 胡宝义 陈文政 于 2019-04-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种应用于换热器的保温填料及其制备方法,包括矿渣棉绒6-8份,无机硅酸盐颗粒9-12份,聚丙烯纤维4-6份,无机磷酸盐颗粒10-12份,聚酯多元醇30-36份,阻燃剂10-20份,聚碳酸酯10-12份,耐火粘土8-10份,热稳定剂14-16份,尿醛树脂15-17份,聚苯颗粒20-22份,发泡催化剂10-18份,发泡剂4-8份,固化剂7-8份,水80-100份。本发明能够耐高温,隔热效果好,保温率高,具有耐火性质,化学性质稳定。将本发明的保温填料填充于换热器壳体内部,可有效减少余热与外部的热交换,增加换热器内部的保温效果,进而增加换热器的换热效率。(The heat preservation filler and preparation method thereof that the invention discloses a kind of applied to heat exchanger, including 6-8 parts of slag velveteen, 9-12 parts of inorganic silicate particles, 4-6 parts of polypropylene fibre, 10-12 parts of inorganic phosphate salt particle, 30-36 parts of polyester polyol, 10-20 parts of fire retardant, 10-12 parts of polycarbonate, 8-10 parts of fire clay, 14-16 parts of heat stabilizer, 15-17 parts of pollopas, 20-22 parts of granular polystyrene, 10-18 parts of kicker, 4-8 parts of foaming agent, 7-8 parts of curing agent, 80-100 parts of water.The present invention can high temperature resistant, good heat-insulation effect, heat preservation rate is high, has refractory properties, and chemical property is stablized.Heat preservation filler of the invention is filled in inside heat exchanger shell, waste heat and external heat exchange can be effectively reduced, increases the heat insulation effect inside heat exchanger, and then increase the heat exchange efficiency of heat exchanger.)

一种应用于换热器的保温填料及其制备方法

技术领域

本发明属于换热器保温材料的技术领域，具体涉及一种应用于换热器的保 温填料及其制备方法。

背景技术

在硅铁炉在冶炼生产过程中，产生大量夹带微细尘粒的高温烟气。生产1 吨75％硅铁，理论上大约产生1500～2000Nm³炉气，烟气中主要成分是N₂、O₂、 CO₂、H₂O，由于空气过剩系数很大，因此基本接近空气成分。

硅铁炉在冶炼产生的烟气热含量大，1吨75％硅铁烟气中含热量相当于输入 的电量，因此回收余热的潜在能量很大。现有工业大多使用换热器进行热量的 回收利用，然而在换热器进行余热回收利用时，由于换热器壳体为金属材质， 其保温效果不佳，相当大一部分热量会从换热器壳体流失。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种应用于换热器的 保温填料及其制备方法，以解决或改善上述的问题。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种应用于换热器的保温填料及其制备方法，其包括以下质量份组份：

矿渣棉绒6-8份，无机硅酸盐颗粒9-12份，聚丙烯纤维4-6份，无机磷酸 盐颗粒10-12份，聚酯多元醇30-36份，阻燃剂10-20份，聚碳酸酯10-12份， 耐火粘土8-10份，热稳定剂14-16份，尿醛树脂15-17份，聚苯颗粒20-22份， 发泡催化剂10-18份，发泡剂4-8份，固化剂7-8份，水80-100份。

优选地，无机硅酸盐颗粒为12份硅酸二钙或10份硅酸三钙颗粒。

优选地，热稳定剂包括钙锌稳定剂和稀土钙锌稳定剂组成的混合物，钙锌 稳定剂和稀土钙锌稳定剂质量份的组份比为4:3。

优选地，无机磷酸盐为正磷酸盐。

一种保温填料的制备方法，包括：

S1、将聚丙烯纤维和水按照重量比导入搅拌机内，在800～1500rpm转速下 搅拌10～20min，直至聚丙烯纤维搅拌至网状结构，再依次加入矿渣棉绒、聚酯 多元醇、聚碳酸酯、发泡催化剂和耐火粘土，并在800～1500rpm转速下搅拌1～ 1.5小时，使物料混合均匀，得到混合组份A；

S2、将无机硅酸盐颗粒、无机磷酸盐颗粒、热稳定剂、尿醛树脂、聚苯颗 粒、发泡剂、固化剂和阻燃剂按照重量比导入研磨机中，在研磨过程中加入水， 并在1200～1500rpm研磨转速、温度90℃～120℃研磨温度下，研磨1～1.5小 时，得到混合组份B；

S3、将混合组份A和B导入搅拌机中，在800～1500rpm转速、60℃～90℃ 温度下搅拌0.5～1.0小时，使物料混合均匀，得到混合组份C；

S4、将混合组份C放入离子去水机中，在频率为3000～4000HZ下进行去 水处理20～30min，去除水分，得到保温填料。

优选地，步骤S2中混合组份在研磨过程中，每次间隔10～12min加入5～6 份水。

优选地，步骤S3中具体包括：将混合组份A和B导入搅拌机中进行搅拌， 当混合物搅拌至粘稠状时，加入10份高级脂肪酸继续搅拌。

优选地，步骤S4还可将混合组份C放入烘烤室，在150℃～200℃下烘烤 40min～50min，得到保温填料。

本发明提供的应用于换热器的保温填料及其制备方法，具有以下有益效果：

本发明能够耐高温，隔热效果好，保温率高，具有耐火性质，化学性质稳 定。将本发明的保温填料填充于换热器壳体内部，可有效减少余热与外部的热 交换，增加换热器内部的保温效果，进而增加换热器的换热效率。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理 解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的 普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精 神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保 护之列。

根据本申请的一个实施例，本方案的应用于换热器的保温填料及其制备方 法，包括以下质量份组份：

矿渣棉绒6-8份，无机硅酸盐颗粒9-12份，聚丙烯纤维4-6份，无机磷酸 盐颗粒10-12份，聚酯多元醇30-36份，阻燃剂10-20份，聚碳酸酯10-12份， 耐火粘土8-10份，热稳定剂14-16份，尿醛树脂15-17份，聚苯颗粒20-22份， 发泡催化剂10-18份，发泡剂4-8份，固化剂7-8份，水80-100份。

其中，矿渣棉绒能增加换热器外壳壳体的隔热热阻，降低传热系数，减少 热量与壳体外部空气的热交换，增加保温效果。

耐火粘土选用具有耐高温的铝土矿，由于硅铁炉冶炼过程产生的烟气温度 高于500摄氏度，故选用可做耐火材料的耐火粘土，增加保温填料的耐火温度。

无机硅酸盐颗粒为12份硅酸二钙或10份硅酸三钙颗粒，无机磷酸盐为正 磷酸盐，选用无机硅酸盐和无机磷酸盐作为填料的基本材料，即使在高于600 摄氏度时，其依然具有较高的硬度，且具有一定的保温功能，应用于换热器的 外壳内，非常契合。

聚丙烯纤维密度小，质量轻，电阻率高(7×10¹⁹Ω.cm)，导热系数小，可有 效保温。除此，本发明的保温填料利用聚丙烯纤具有好分散和强度高的特性， 将其作为首要材料投入第一道工艺中，当将其搅拌至网状结构时，再加入其它 材料，利用聚丙烯纤的好分散特性，便于与其它材料混合，增加搅拌效果。

聚酯多元醇具有较好的相溶性，可作为本保温填料的胶粘剂，增加保温填 料的胶粘性能。

聚碳酸酯，主要利用其具有耐热、阻燃、和耐磨的特性，增加保温填料的 耐高温和耐磨特性。

尿醛树脂，其分子结构中含有极性氧原子，对物面具有较强的附着力，利 用该特性，使得保温填料具有一定的附着能力，更能附着于壳体或其它材质表 面，进而使得保温填料能够直接与物面作用，增大填料的保温效果。

聚苯颗粒，主要利用其膨胀和保温功能，利用其膨胀功能使整个保温填料 具有一定膨胀和疏松特性，更易充满整个外壳；利用其保温功能，减少热量损 失。

阻燃剂，如硅系阻燃剂，由于混合材料内有些高分子材料燃点较低，如聚 苯颗粒和聚丙烯纤维，故加入适量的阻燃剂赋予易燃聚合物难燃性的特性。

热稳定剂，热稳定剂包括钙锌稳定剂和稀土钙锌稳定剂组成的混合物，钙 锌稳定剂和稀土钙锌稳定剂质量份的组份比为4:3，用于防止或延缓混合材料的 热老化。

发泡剂，选择物理发泡剂，增加保温填料的疏松特性，使其更易于充满整 个换热器外壳内。

发泡催化剂，与发泡剂功能相同。

固化剂，用于加快保温填料的固化。

根据本申请的一个实施例，一种保温填料的制备方法，包括：

S1、将聚丙烯纤维和水按照重量比导入搅拌机内，在800～1500rpm转速下 搅拌10～20min，直至聚丙烯纤维搅拌至网状结构，再依次加入矿渣棉绒、聚酯 多元醇、聚碳酸酯、发泡催化剂和耐火粘土，并在800～1500rpm转速下搅拌1～ 1.5小时，使物料混合均匀，得到混合组份A；

S2、将无机硅酸盐颗粒、无机磷酸盐颗粒、热稳定剂、尿醛树脂、聚苯颗 粒、发泡剂、固化剂和阻燃剂按照重量比导入研磨机中，在研磨过程中加入水， 并在1200～1500rpm研磨转速、温度90℃～120℃研磨温度下，研磨1～1.5小 时，得到混合组份B；

S3、将混合组份A和B导入搅拌机中，在800～1500rpm转速、60℃～90℃ 温度下搅拌0.5～1.0小时，使物料混合均匀，得到混合组份C；

S4、将混合组份C放入离子去水机中，在频率为3000～4000HZ下进行去 水处理20～30min，去除水分，得到保温填料。

步骤S2中混合组份在研磨过程中，每次间隔10～12min加入5～6份水。

步骤S3中具体包括：将混合组份A和B导入搅拌机中进行搅拌，当混合 物搅拌至粘稠状时，加入10份高级脂肪酸继续搅拌。

其中，高级脂肪酸选择带支链的高级脂肪酸，其具有高的热稳定性；

步骤S4还可替换为混合组份C放入烘烤室，在150℃～200℃下烘烤 40min～50min，得到保温填料。

根据本申请的一个实施例，本发明的保温填料可以应用于硅铁炉冶炼中烟 气余热热量的回收利用，由于烟气温度属于高温，为避免或减少相当一部分烟 气热量通过换热器壳体与外界空气发生热交换，将本发明的保温填料填充于换 热器的外壳内，较少热量损失。

本发明能够耐高温，隔热效果好，保温率高，具有耐火剧院性质，化学性 质稳定。将本发明的保温填料填充于换热器壳体内部，可有效减少余热与外部 的热交换，增加换热器内部的保温效果，进而增加换热器的换热效率。

虽然对发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的 保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性 劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。