專利名稱：一種新型玻璃纖維真空絕熱板芯材及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空絕熱板填充芯材，具體涉及一種新型玻璃纖維真空絕熱板芯材及制備方法。
背景技術(shù)：
真空絕熱板(Vacuum Insulation Panel,簡(jiǎn)稱VIP)是一種新型的保溫絕熱材料，具有導(dǎo)熱系數(shù)低、絕熱保溫效果好、所占的空間比例小，廣泛應(yīng)用于冰箱、冷藏車、潛艇、飛船、衛(wèi)星等各個(gè)保溫絕熱領(lǐng)域，環(huán)保、節(jié)能效果明顯。真空絕熱板芯材的選用和制作方法對(duì)真空絕熱板性能具有重要影響，真空絕熱板芯材在抽真空密封制作過(guò)程和使用過(guò)程中都會(huì)有少量的空氣(包括氮?dú)?、氧氣、水蒸汽?進(jìn)入；若芯材中玻璃纖維硼含量較高，則很容易與進(jìn)入其中的空氣發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生揮發(fā)性氣體，導(dǎo)致芯材二次放氣，使真空絕熱板內(nèi)部真空度變小，保溫效果變差。普通玻璃常加入一定量的B2O3以提高性能，但是B2O3揮發(fā)性大，在火焰法制備玻璃纖維過(guò)程中，大部分B2O3會(huì)在熔化時(shí)揮發(fā)進(jìn)入大氣，形成硼酸，造成環(huán)境污染。此外，常用玻璃纖維堿金屬含量高，在潮濕的環(huán)境易吸收水分，逐漸喪失強(qiáng)度。低硼玻璃纖維的紅外透射率較低，傳熱能力差，能夠起到良好地保溫效果。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種保溫性能好、環(huán)保無(wú)污染的新型玻璃纖維真空絕熱板芯材，本發(fā)明還提供一種制備這種芯材的方法。本發(fā)明公開了一種新型玻璃纖維真空絕熱板芯材，所述真空絕熱板芯材由硼的質(zhì)量百分含量小于0.5%的直徑為0.5 1.0um的玻璃纖維棉制成。
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進(jìn)一步，所述芯材按質(zhì)量份計(jì)由以下物質(zhì)組成=SiO2:68-71份，Al2O3:1.5-2.5份，CaO:2-3 份，MgO:1~2 份，K2O:1~2 份，Na2O:9_10 份，B2O3:0-0.5 份，BaO:3_4 份。本發(fā)明還公開了一種制備所述玻璃纖維真空絕熱板芯材的方法，包括以下步驟:I)按配比選取硼的質(zhì)量百分含量小于0.5%的直徑為0.5 1.0um的玻璃纖維棉；2)將所選原材料加入到硫酸水溶液中打漿分散20 30分鐘得到漿料，控制漿料質(zhì)量濃度為4% 4.5%, PH=3.5 4.0 ;3)加水稀釋步驟2)所得漿料至質(zhì)量濃度為0.3% 0.5% ；4)用離心除渣機(jī)對(duì)步驟3)稀釋后的漿料進(jìn)行除渣，并在斜網(wǎng)成型造紙機(jī)上進(jìn)行濕法成型，得到玻璃纖維濕紙；5)抽吸脫水處理步驟4)所得濕紙，使?jié)窦埖暮瑵衤?lt; 20%，脫水真空度為0.1 0.5MPa ；6)將步驟5)的濕紙通過(guò)200-300° C的烘房干燥處理，使?jié)窦埡康陀?.03%。進(jìn)一步，所述步驟I)中低硼玻璃纖維棉由以下方法制得:首先將低硼或無(wú)硼玻璃熔化，然后在孔徑為3.7 4.5mm的拉絲機(jī)上拉絲，拉絲直徑為10 20 μ m,拉絲速度為2.5 3m/min，最后在燃燒室內(nèi)用1600 1800°C的火焰將玻璃絲進(jìn)一步牽引拉伸成直徑為0.5-1 μ m的玻璃纖維。進(jìn)一步，所述步驟4)濕法成型分六段進(jìn)行，第一段脫水量為8m3/min.m，第二段脫水量為8m3/min.m,第二段脫水量為8m3/min.m,第四段脫水量為7m3/min.m,第五段脫水量為7m3/min.m,第六段脫水量為5m3/min.m。進(jìn)一步，所述步驟5)中抽吸脫水分三段真空抽吸，第一段真空度為0.01 0.02MPa，第二段真空度為0.02 0.03MPa，第三段真空度為0.03 0.05MPa。進(jìn)一步，所述步驟6)中干燥處理五段進(jìn)行，第一段溫度為280 300°C，第二段溫度為260 280°C，第三段溫度為250 270°C，第四段溫度為220 250°C，第五段溫度為200 220°C，干燥至最終產(chǎn)品含水量低于0.03%。本發(fā)明采用低硼玻璃纖維制備真空絕熱板芯材，具有以下有益效果:I)本發(fā)明玻璃纖維含硼量低，可以避免使用時(shí)硼與殘余在芯材中的空氣反應(yīng)生成揮發(fā)性氣體造成的二次放氣，從而使芯材保溫能力穩(wěn)定，使用壽命更長(zhǎng)；2)本發(fā)明低硼玻璃堿金屬含量低，不易吸潮，保溫性能更持久；3)本發(fā)明低硼玻璃纖維由低硼玻璃火焰法制得，可以減少熔化過(guò)程中B2O3氣體的排放，減少了環(huán)境污染，并且低硼玻璃成本更低，有助于降低生產(chǎn)成本。采用本發(fā)明的方法所制備的VIP芯材表面平整、結(jié)構(gòu)均勻、導(dǎo)熱系數(shù)低；4)本發(fā)明成型時(shí)采用六段脫水，各段單獨(dú)的控制脫水成型流量，充分滿足了纖維的低濃度抄造要求，也為良好勻度及橫幅定量創(chuàng)造良好工藝條件保證；5)本發(fā)明抽吸脫水分 三段進(jìn)行，通過(guò)控制抽吸真空度能有效保證產(chǎn)品的致密性；6)本發(fā)明干燥處理分五段進(jìn)行，通過(guò)控制溫度使產(chǎn)品在干燥過(guò)程中收縮均勻，強(qiáng)度高。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)比進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明加以說(shuō)明，以下所述份數(shù)均為質(zhì)量份。實(shí)施例1本實(shí)施例制備高抗水核級(jí)玻璃纖維空氣過(guò)濾紙的方法包括以下步驟:I)首先將低硼或無(wú)硼玻璃熔化，然后在孔徑為3.7 4.5mm的拉絲機(jī)上拉絲，拉絲直徑為10 20 μ m，拉絲速度為2.5 3m/min，最后在燃燒室內(nèi)用1600 1800°C的火焰將玻璃絲進(jìn)一步牽引拉伸成直徑為0.5-1 μ m的玻璃纖維；其中，最終制得的玻璃纖維各組分配比為 SiO2:70 份，Al2O3:2 份，CaO:2.5 份，MgO:1.5 份，K2O:1.5 份，Na2O:9.5 份，B2O3:
0.4 份，BaO:3.5 份；2)選取直徑為0.Sum的低硼玻璃纖維棉，將所選原材料加入到硫酸水溶液中打漿分散得到漿料，控制漿料質(zhì)量濃度為4%，PH=3.5，分散時(shí)間為30分鐘；3)加水稀釋步驟2)所得漿料至質(zhì)量濃度為0.3% ；4)用離心除渣機(jī)對(duì)步驟3)稀釋后的漿料進(jìn)行除渣，并在斜網(wǎng)成型造紙機(jī)上進(jìn)行濕法成型，得到玻璃纖維濕紙；5)處理步驟4)所得濕紙，分六段進(jìn)行，第一段脫水量為8m3/min.m,第二段脫水量為8m3/min.m,第三段脫水量為8m3/min.m,第四段脫水量為7m3/min.m,第五段脫水量為7m3/min.m,第六段脫水量為5m3/min.m,得到濕紙；再對(duì)濕紙進(jìn)行抽吸脫水，分三段真空抽吸，第一段真空度為0.0lMPa，第二段真空度為0.02MPa，第三段真空度為0.05MPa，最終濕紙含水率< 20% ；6)將步驟5)的濕紙通過(guò)烘房分五段進(jìn)行干燥處理，第一段溫度為300°C，第二段溫度為280°C，第三段溫度為250°C，第四段溫度為220°C，第五段溫度為200°C，最終濕紙含水量〈0.03%。下面結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:表I反映本發(fā)明實(shí)施低硼VIP芯材與普通普通含硼VIP芯材性能對(duì)比。表I本發(fā)明實(shí)施低硼VIP芯材與普通普通含硼VIP芯材性能對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種新型玻璃纖維真空絕熱板芯材，其特征在于:所述真空絕熱板芯材由硼的質(zhì)量百分含量小于0.5%的直徑為0.5 1.0um的玻璃纖維棉制成。
2.如權(quán)利要求1所述玻璃纖維真空絕熱板芯材,其特征在于:所述芯材按質(zhì)量份計(jì)由以下物質(zhì)組成=SiO2:68-71 份，Al2O3:1.5-2.5 份，CaO:2_3 份，MgO:1~2 份，K2O:1~2 份，Na2O:9-10 份，B2O3:0-0.5 份，BaO:3_4 份。
3.一種制備如權(quán)利要求1或2所述玻璃纖維真空絕熱板芯材的方法，其特征在于:包括以下步驟: O按配比選取硼的質(zhì)量百分含量小于0.5%的直徑為0.5 1.0um的玻璃纖維棉； 2)將所選原材料加入到硫酸水溶液中打漿分散20 30分鐘得到漿料，控制漿料質(zhì)量濃度為 4% 4.5%, PH=3.5 4.0 ; 3)加水稀釋步驟2)所得漿料至質(zhì)量濃度為0.3% 0.5% ； 4)用離心除渣機(jī)對(duì)步驟3)稀釋后的漿料進(jìn)行除渣，并在斜網(wǎng)成型造紙機(jī)上進(jìn)行濕法成型，得到玻璃纖維濕紙； 5)抽吸脫水處理步驟4)所得濕紙，使?jié)窦埖暮瑵衤?lt;20%，脫水真空度為0.1 0.5MPa ； 6)將步驟5)的濕紙通過(guò)200-300°C的烘房干燥處理，使?jié)窦埡康陀?.03%。
4.如權(quán)利要求3所述制備玻璃纖維真空絕熱板芯材的方法，其特征在于:所述步驟O中低硼玻璃纖維棉由以下方法制得:首先將低硼或無(wú)硼玻璃熔化，然后在孔徑為3.7 4.5mm的拉絲機(jī)上拉絲,拉絲直徑為10 20 μ m,拉絲速度為2.5 3m/min,最后在燃燒室內(nèi)用1600 1800°C的火焰將玻璃絲進(jìn)一步牽引拉伸成直徑為0.5-1 μ m的玻璃纖維。
5.如權(quán)利要求3所述制備玻璃纖維真空絕熱板芯材的方法，其特征在于:所述步驟4)濕法成型分六段進(jìn)行，第一段脫水量為8m3/min.m，第二段脫水量為8m3/min.m，第三段脫水量為8m3/min.m，第四段脫水量為7m3/min.m，第五段脫水量為7m3/min.m，第六段脫水量為5m3/min.m。
6.如權(quán)利要求3所述制備玻璃纖維真空絕熱板芯材的方法，其特征在于:所述步驟5)中抽吸脫水分三段真空抽吸，第一段真空度為0.01 0.02MPa,第二段真空度為0.02 0.03MPa，第三段真空度為0.03 0.05MPa。
7.如權(quán)利要求3所述制備玻璃纖維真空絕熱板芯材的方法，其特征在于:所述步驟6)中干燥處理五段進(jìn)行，第一段溫度為280 300°C，第二段溫度為260 280°C，第三段溫度為250 270°C，第四段溫度為220 250°C，第五段溫度為200 220°C，干燥至最終 產(chǎn)品含水量低于0.03%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型玻璃纖維真空絕熱板芯材，該真空絕熱板芯材由硼的質(zhì)量百分含量小于0.5%的直徑為0.5～1.0um的低硼玻璃纖維棉制成；本發(fā)明還公開了一種制備上述真空絕熱板芯材的方法，包括以下步驟1)選取低硼玻璃纖維棉；2)打漿分散所選低硼玻璃纖維棉得到漿料；3)稀釋漿料；4)除渣處理步驟3)漿料并用濕法成型制得濕紙；5)脫水處理步驟4)濕紙；6)干燥處理步驟5)濕紙。本發(fā)明玻璃纖維空氣過(guò)濾紙綜合性能優(yōu)異，制備過(guò)程無(wú)污染，使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)D21J1/00GK103244793SQ2013102131
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月31日
發(fā)明者郭茂, 秦大江 申請(qǐng)人:重慶再升科技股份有限公司