乙炔瓶用无石棉硅酸钙填料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及到一种乙炔瓶用无石棉硅酸钙填料，其特征在于：所述填料由下述物质组成：生石灰、硅藻土、石英粉、玻璃纤维、凝胶剂和水，其中各物质的湿料重量为：生石灰７～１０ｗｔ％、硅藻土０～１０ｗｔ％、石英粉４～１２ｗｔ％、玻璃纤维１～２ｗｔ％、凝胶剂０～１．５ｗｔ％，其余为水；其中，所述的生石灰为在１２００～１３００℃条件下煅烧２～４ｈ制得的生石灰块体。其制备方法为先将生石灰块体与室温水混合，形成完全消化的消石灰浆，然后加上在搅拌的状态下加入上述其它的物料制成均匀一致的填料料浆；静置一段时间后获得稳定的填料料浆。与目前已公开的无石棉硅酸钙填料及其制备方法相比较，本发明专利技术所提供的填料配方添加剂少，降低了成本，制备工艺简单，制得的填料性能优良。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种多孔硅酸钙填料及其制备方法，特别指一种乙炔瓶用无石棉硅酸 钙填料及其制备方法。
技术介绍
由于乙炔和氧气充分燃烧得到的氧炔焰炬最高温度可以达到3150"，乙炔气已被 广泛应用于金属的焊接、切割过程中；然而乙炔气是不稳定的，如果未做适当的稳定化 处理，通常在很低的压力下，也极易发生分解和聚合作用，具有易爆性。因此，为安全 贮存乙炔气体，根据乙炔的溶解特性，必须将其压縮充入溶剂中，并被储存于多孔填料 的钢瓶内。丙酮作为一种极好的溶剂，在钢瓶内被填料吸附用于溶解和释放乙炔，它的 作用是增大钢瓶的有效容积和降低乙炔气的爆炸性能。整体硅酸钙多孔填料的作用是利 用填料中相互贯通的毛细孔来均匀地吸附丙酮和阻止乙炔分解爆炸的传播。这样，乙炔 就可在高压状态下安全地贮存和运输，既方便使用和提高工效，又改善环境，降低在现 场进行乙炔发生操作的危险性，因此，溶解乙炔气瓶在工业生产中已得到了迅速的推广， 国家专门为此出台GB 11638-2003《溶解乙炔气瓶》强制技术标准，以规范溶解乙炔气 瓶的制造、运输与使用。溶解乙炔的气瓶，是先用多孔填料块充满气瓶，再将溶剂注入气瓶，然后将乙炔加 压充入气瓶，使乙炔在溶剂中溶解分布于多孔材料的所有毛细管系统中。这样，能确保 安全地贮存溶解的乙炔量，通常乙炔的充填量按体积最高可达乙炔瓶容量的8倍。硅酸钙填料是目前应用最广泛的乙炔瓶用多孔填料。该硅酸钙填料通常是由石灰、硅藻土、石英粉、增强剂等材料，混入一定量的水制成浆体，后经固化、结晶干燥制备 形成高孔隙率填料块。填料块含有互相连通的微孔毛细管系统。通常情况下，硬化硅酸 钙填料孔隙率约为88wt% 91wt%，而体积密度仅为260 310g/L，为溶剂和乙炔之间 达到最大程度的接触提供了足够的表面积，其吸收乙炔的比例接近每千克溶剂0.58千克 乙炔。但从另一方面，硅酸钙填料的高孔隙率特性使得整个固化填料块结构强度不高， 这往往会造成气瓶在长期的运输、反复充装使用过程中，由于填料溃散、下沉而影响乙 炔瓶的安全运行。传统的硅酸钙填料制备工艺在制造过程中需要向料浆中添加一些石棉 纤维，其作用之一在于吸收游离水并起促进悬浮作用，而另一个重要作用就在于起填料结构增强的作用，有助于保持填料块结构的整体性。然而，众所周知，石棉纤维是一种高抗张强度、高挠性、高耐火性、耐化学以及电 绝缘的天然矿物纤维材料，在自然环境中具有长期稳定性。但会对人体健康产生一定危 害，因此限制甚至全面禁止这种有害物质在民用、工业上的应用是未来的发展趋势，以 降低其对卫生和污染的潜在不利影响。目前，世界部分发达国家已经全面禁止使用这种 危险性物质，包括含有石棉的硅酸钙填料乙炔瓶。我国在1980年开始推广硅酸钙填料 乙炔瓶的应用，所有乙炔瓶全部为含石棉的硅酸钙填料，目前每年仅40L规格乙炔瓶仍 有近40万只的产量。2003年在修订GB 11638《溶解乙炔气瓶》标准时，对石棉的使用 进行了限制，即强制推广应用无石棉填料乙炔瓶。因此，需要开发研制出工艺简单、成 本低且技术水平高的无石棉硅酸钙填料。目前国内已有厂家在开发生产以耐碱玻璃纤维取代石棉纤维的整体式多孔硅酸转 填料，其填料的技术指标和基本性能与含有石棉的填料相当，应该说，这是国内开发新 型硅酸钙填料料块的重要方向。申请号为200710119792.4 (公告号为CN101125967A)的中国专利技术专利申请公开了 《一种用消石灰制备的乙炔瓶无石棉硅酸钙填料及制备方法》，其在硅酸f5填料的制造 过程中使用铝的可溶盐为凝胶剂、玻璃纤维或硅酸铝纤维为悬浮剂、硅酸钠或水玻璃为 无机增稠剂，通过添加专用无机盐(纤维)达到控制料浆稳定、均匀与一定稠度的目的； 添加剂的种类较多，尤其是无机盐的添加，额外增加了与制造多孔硅酸转填料无关的成 分，这不仅增加了填料的制造成本，使制造工艺相对复杂化，而且料浆中加入的无机盐中的铝离子(凝胶剂、悬浮剂)与钠离子(增稠剂)共存时，会分别发生如下反应A13++0H-—A1(0H)3 Na+十OH^NaOH其中，起凝胶作用的Al(OH)3又名铝酸(H3A103)，是酸碱两性物质，在水中呈胶 状或白色沉淀状态，但当其在强碱环境中(如NaOH)中，Al(OH)3将表现为酸性，与 NaOH发生:Al(OH)3+NaOH—Na，这是一种易溶于水的水合偏铝酸盐，从而破 坏工艺中所需要的稳定胶状状态；同时Na又会由于水的存在容易析出Al(OH)3 沉淀(或胶状物)，如此胶状—澄清—胶状状态反复出现，破坏了料浆凝胶剂的稳定作 用。铝或钠盐物质本身不具有多孔性质，其一定量此类物质的存在会在一定程度上影响 硅酸钙填料产品的孔隙率；硫酸铝物质对人身健康有一定的危害性，对眼睛、粘膜有一 定的刺激作用；硅酸铝纤维是无机纤维，虽不像温石棉具有致癌性，但在生产使用过程 中会产生灰尘，吸入有害，同时容易引发过敏。总之，过多的无关无机盐物质的加入，对硅酸钙填料制造过程中料浆稳定性、产品 孔隙率、生产成本以及人身健康都有不利影响，因此应在保证硅酸牵丐填料产品标准性能的基础上尽量减少此类物质的添加，而尽可能利用填料必要配方本身的特性来达到控制 生产过程以及产品性能的要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种组分简单、填料产品安 全性更好且相对环保、成本低的乙炔瓶用无石棉硅酸钙填料。本专利技术所要解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状提供一种组分简单和制 备容易的乙炔瓶用无石棉硅酸钙填料的制备方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为该乙炔瓶用无石棉硅酸钙填料，其 特征在于所述填料由下述物质组成生石灰、硅藻土、石英粉、玻璃纤维、凝胶剂和 水，其中填料物质的湿料重量为生石灰7 10wt%、硅藻土 0 10 Wt%、石英粉4 12wt%、玻璃纤维l 2wt。/。、凝胶剂0 1.5wtM，其余为水；其中，所述的生石灰为在 1200 130(TC下煅烧2 4h制得的生石灰块体。上述物质湿料配比中，配方中的总水量 为干料重量的3 4倍上述的生石灰为在1200 130(TC温度下煅烧制得的块状产物，经该工艺烧制的生石 灰可以在消化过程和整个搅拌成浆过程中靠自身的特性保持较好的悬浮效果和均匀性， 而不需要额外添加悬浮剂。本专利技术提供的无石棉硅酸钙填料组分简单，环保性好。上述方案中，所述的凝胶剂可以选用羧甲基纤维素(CMC);所述的石英粉的细度为 3000 6000目，其二氧化硅含量大于等于98.5wt%;所述的硅藻土与石英粉的用量之和可以为8wt%~12wt%;所述的玻璃纤维可以选用束状短切纱，束状短切纱的长度可以为10~15mm，并且每束短切纱由150-250根纤维单丝构成，其中，纤维单丝的直径可 以为13 18nm，玻璃纤维中氧化锆的含量可以大于等于17wt%。一种如上所述的乙炔瓶用无石棉硅酸钙填料的制备方法，其特征在于包括下述步骤1) 、按比例称取7 10wto/。的生石灰、0 10wt。/。的硅藻土、4 12wt。/。的石英粉、l 2wt。/。的玻璃纤维、0 1.5 wt。/。的凝胶剂和余量的水；其中所述的生石灰为在1200~1300 'C下煅烧2 4h制得的生石灰块体；2) 、将7 10w本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙炔瓶用无石棉硅酸钙填料，其特征在于：所述填料包括下述物质：生石灰、硅藻土、石英粉、玻璃纤维、凝胶剂和水，其中填料各物质的湿料重量为：生石灰７～１０ｗｔ％、硅藻土０～１０ｗｔ％、石英粉４～１２ｗｔ％、玻璃纤维１～２ｗｔ％、凝胶剂０～１．５ｗｔ％，其余为水；其中，所述的生石灰为在１２００～１３００℃条件下煅烧２～４ｈ制得的生石灰块体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王竞雄，郑坚，陈虎，
申请(专利权)人：宁波美恪乙炔瓶有限公司，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]