复合反射绝热、阻尼减振降噪板及其制造工艺 【技术领域】
本发明涉及一种复合反射绝热、阻尼减振降噪板及其制造工艺，属于节能环保新材料和新工艺。
背景技术
低温绝热保冷的现有技术，在徐烈等人的《低温绝热与贮运技术》(机械工业出版社，1999年，P70-72)著作中和在苏振琴、陆燕静的《一种新型高效多层绝热系统(Gs-80多层绝热系统)的研制》(空间科学学报，第二卷，第三期)论文中，在金科的发明专利《复合绝热涂层》(01132719.7)中，主要采取镀铝薄膜和间隔物复合，也有采取铝箔和间隔物复合。其中间隔物主要采用玻璃纤维布、玻璃纤维纸、尼龙网、植物纤维纸、填炭绝热纸、SiO2微粉等；常温和中高温绝热保温的现有技术，在徐惠忠等人的《绝热材料生产及应用》(中国建材工业出版社，2001年8月，P202-223)著作中，在许晓海、冯改山的《耐火材料技术手册》(冶金工业出版社、2000年1月、P525-550)著作中，主要采用隔热耐火材料制成的保温砖，采用陶瓷纤维、矿物纤维制成的纤维硬板和纤维喷涂层。
白炭黑(SiO2·nH2O)材料应用的现有技术中，在王大全的《精细化工辞典》(化学工业出版社、1998年6月、P17)的著作中，在刘景春的《跨世纪高新科技纳米材料一员——纳米SiO2》(涂料工业，1998年第1期，P34-35)论文中，主要用于塑料、橡胶、涂料制品中的添加剂。纳米SiO2材料，在倪文、张丰收的《绝热材料的优化设计》(新型建筑材料，2001年第二期，P33)论文中和周立鸣、邓蔚的《纳米孔硅质绝热材料》(保温材料与节能技术，2000年第3期，P11-16)论文中提出作为新型绝热材料，在德国Siltronic公司用于生产WDS纳米微孔超级隔热材料。
多层阻尼减振降噪的现有技术，在周福霖的《工程结构减震控制》(地震出版社，1997年4月，P66)著作中，提出橡胶和夹层钢板分层叠合经高温流化粘接而成；在戴德沛的《阻尼技术的工程应用》(清华大学出版社，1991年10月，P74)著作中，提出复合型阻尼金属板材，其特征在于采用两块钢板或铝板之间夹有非常薄的粘弹性高分子材料。
在上述现有技术中，均没有提出将白炭黑和多孔Al2O3-SiO2复合纳米材料作为绝热材料与金属粉、纤维、互穿网络聚合物合成为纳米乳胶，再与金属箔(膜)、纤维纱复合，采取多层连续环绕涂布轧制新工艺，生产复合反射绝热、阻尼减振降噪板。
【发明内容】
本发明目的在于发展现有绝热技术，采用白炭黑、多孔Al2O3-SiO2复合纳米材料、金属粉、金属箔、有机和无机纤维作为主要绝热材料和补强材料，采用互穿网络聚合物作为主要结合剂，解决多孔纳米SiO2强度差不能单独作为绝热材料和红外热辐射的透明性问题。使绝热效果提高2-3倍，耐压强度提高10倍，阻尼比大于30％，隔声效果大于10dB。而且，复合反射绝热、阻尼减振降噪板具有粘弹性阻尼和弹塑性变形的特性，便于安装施工。
本发明的主要特征在于纳米乳胶夹嵌纤维纱与金属箔进行多层连续环绕轧制复合，底层采用纤维布，涂有压敏胶及覆盖隔离硅油纸。可以根据厚度要求，撕去硅油纸，将若干多层复合反射绝热、阻尼减振降噪板进行叠加粘合。
本发明中的纳米乳胶特征在于，对于低温、常温、中温的使用条件，主要采用沉淀法生产的白炭黑、纤维、金属粉、互穿网络聚合物和稀释剂进行混合；对于高温使用条件，主要采用多孔纳米Al2O3-SiO2、纤维、金属粉、互穿网络聚合物和稀释剂进行混合。上述材料的质量比为25-30∶8-12∶2-4∶27-32∶28-34。其中金属粉，可以采用商品铝粉(≥80目)；也可以利用生产铝箔胶带边角废料进行机械破碎，既可以得到纸纤维，又可以得到粒度7-30μm地金属粉；也可以采用其它金属粉。其中互穿网络聚合物，主要采用耐热聚丙烯酸酯溶液压敏胶或聚丙烯酸酯乳胶或聚醋酸乙烯脂乳胶，按质量比加入4％-6％的聚丙烯酰胺。在中高温使用条件下，有机纤维和互穿网络聚合物碳化后转变为碳纤维，成为补强和透光遮蔽材料。而且，部分碳纤维与吸附在碳纤维的纳米SiO2反应生成SiC成为红外辐射材料。由于金属粉与金属箔(膜)反射率高(ρ≥0.9)和碳纤维的存在，SiC成为定向红外辐射材料。
本发明中的纤维纱和纤维布，对于低温、常温使用条件，采用玻璃纤维纱和玻璃纤维布；对于中高温使用条件，采用矿物纤维纱、矿物纤维布或陶瓷纤维纱。层间夹嵌的纤维纱横向间距≤30mm，采取纵向布线或菱形布线型式。
本发明中的金属箔(膜)，对于低温、常温使用条件，采用喷镀金属薄膜；对于中温使用条件，采用铝箔，也可以采用铜箔；对于高温使用条件，采用不锈钢箔。
复合反射绝热阻尼减振降噪板制造工艺流程：
安装牵引带→牵引带连接金属箔(膜)复合纤维布或金属箔→进入涂布机→自动涂布纳米乳胶→进入烘箱烘烤→进入复合机→金属箔(膜)复合→牵引带退出→头尾连接→形成履带式叠层复合轧制→进入涂布机→自动涂布纳米乳胶→进入烘箱干燥→进入复合机→→进入涂布机→…→进入复合机→→定尺剪切→质检→包装→入库。
本发明与现有技术相比，在相同绝热厚度条件下，绝热效果提高2-3倍；在相同绝热效果下，可以减少绝热层厚度，从而增加了内部有效空间。本发明的复合反射绝热阻尼减振降噪板，抗折强度Rr≥1.5MPa，体积密度q≤550kg/m3，加热收缩率≤0.1％，耐压强度P≥15MPa，抗拉强度б≥50MPa，反射率ρ＞0.9，热辐射法向全发射率εn＞0.85。用于隔振板时，其阻尼比可以达到30％以上。用于隔声板时，在低频率条件下可降低10 dB以上。
【附图说明】
图1是复合反射绝热、阻尼减振降噪板结构示意图，其中：1硅油纸，2压敏胶，3纤维布，4金属箔(膜)，5纤维纱，6纳米乳胶。图2是图1局部放大图，其中7互穿网络聚合物和纤维材料，8金属粉，9多孔Al2O3-SiO2复合纳米材料或白炭黑材料。
【具体实施方式】
本发明的复合反射绝热、阻尼减振降噪板及其制造工艺，已经通过工业性生产试验。
包头钢铁(集团)有限公司炼钢厂90吨钢水罐、中间包
从2001年10月到目前为止，已经安装5毫米厚复合反射绝热、阻尼减振降噪板的钢水罐有27个。经过检测，结果表明钢水罐外壁温度下降42℃，钢水温降速度降低0.82℃/min，在LF炉冶炼时电极辐射噪音降低11dB，使用寿命高达18个罐役。间包有1个。经过检测，结果表明中间包外壁温度下降83℃，钢水温度提高12℃。
江阴兴澄钢铁有限公司钢水罐、中间包
从2002年1月到目前为止，已经安装15毫米厚复合反射绝热、阻尼减振降噪板的20吨钢水罐有2个。经过检测，结果表明，比安装25毫米厚多晶陶瓷纤维硬板的钢水罐外壁温度下降86.12℃。从2002年4月到目前为止，已经安装20毫米厚复合反射绝热、阻尼减振降噪板的40吨钢水罐有2个。经过检测，结果表明，比安装25毫米厚多晶陶瓷纤维硬板的钢水罐外壁温度下降96℃。
从2002年5月到目前为止，已经安装20毫米厚复合反射绝热、阻尼减振降噪板的100吨钢水罐有1个。经过检测，结果表明，比安装25毫米厚多晶陶瓷纤维硬板的钢水罐外壁温度下降141℃。
从2002年5月到目前为止，已经安装20毫米厚复合反射绝热、阻尼减振降噪板的中间包有1个。经过检测，结果表明，比安装25毫米厚多晶陶瓷纤维硬板的钢水罐外壁温度下降108℃。
复合反射绝热、阻尼减振降噪板的制造工艺
从2001年7月至今，本发明的复合反射绝热、阻尼减振降噪板的制造工艺在江阴月东保温材料有限公司试生产，最大生产规格长35m、宽1.2m，厚度3、4、5、6mm，层数8、12、15。