專利名稱：一種玻璃纖維短切氈、制備方法和用于真空絕熱板的芯材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玻璃纖維短切原絲氈，以及該短切氈的制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
玻璃纖維短切原絲氈是一種主要的玻璃纖維無紡增強(qiáng)材料，它是將連續(xù)玻璃纖維短切成50_左右，無定向均勻分布，以粉末或乳液為粘接劑，經(jīng)沉降鋪氈而成。其特點是價廉，但在大面積施工時易造成斷裂，因而成為玻璃纖維增強(qiáng)聚合物手糊工藝中用量最大的增強(qiáng)材料，也被大量使用于纏繞、模壓等機(jī)械成型工藝之中。
真空絕熱板是保溫材料的升級換代產(chǎn)品，其芯材多種多樣，一般選擇具有優(yōu)異熱阻性能的纖維或多孔介質(zhì)材料。根據(jù)芯材材質(zhì)的不同，分別有玻璃纖維(玻纖VIP)、開孔聚氨酯泡沫(開孔PU-VIP)、開孔聚苯乙烯泡沫(開孔PS-VIP)、開孔酚醛泡沫(開孔PF-VIP)、氣相二氧化硅粉末(硅粉VIP)、氣凝膠(氣凝膠VIP)。目前，已有多個專利提出了不同的方案，如專利號為 ZL 200410058742. 6、ZL00106049. X、ZL 200710031196. O 等。在真空絕熱板中，其芯材的選擇非常重要，它除了作為支撐材料外，還可以限制殘余在真空絕熱板中的一些氣體分子的運(yùn)動空間，因而可以阻止對流以及氣體傳導(dǎo)這兩種傳熱。此外它還可以起到對紅外輻射進(jìn)行吸收、散射的作用。近年開發(fā)成功并大規(guī)模商業(yè)化的是以超細(xì)玻璃棉為芯材的真空絕熱板，真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)一般在3. 5 4 mW/m*K。超細(xì)玻璃棉屬于玻璃纖維中的一個類別，是一種將熔融狀玻璃液用火焰噴吹法制成的人造無機(jī)纖維。超細(xì)玻璃棉纖維平均直徑不大于4微米(制品不大于6微米)，容易被人體吸入，且吸入后在肺里面不能夠自行分解，因而國際上對纖維直徑小于4 μ m的玻璃纖維已經(jīng)禁止使用。中國專利號為ZL 200410058742. 6《用于真空絕熱材料的芯材料的生產(chǎn)方法》的專利中，所用的無機(jī)纖維平均直徑為3 5 μ m，處于纖維直徑4 μ m的邊緣，也不太適合環(huán)保的要求。如今，世界各國都在努力建設(shè)節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，因而在各國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的同時，對環(huán)境保護(hù)、資源循環(huán)利用方面越來越重視。在生產(chǎn)制備長短玻璃纖維過程中、制備各種玻璃纖維制品的過程中，往往會產(chǎn)生不良品、邊角廢料。如何使用邊角廢料、提高材料利用率以減少對環(huán)境的二次污染，如何降低企業(yè)處理生產(chǎn)垃圾的成本，成為各國企業(yè)所關(guān)注的焦點。綜上，尋找或開發(fā)一種新型材料，既能滿足國際國內(nèi)對環(huán)保的要求，又能有效利用資源，提高綜合利用率，甚至變廢為寶，開拓應(yīng)用領(lǐng)域，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)和社會效益，成為必然的趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在針對上述問題，開發(fā)出了一種玻璃纖維短切氈，提供了一種玻璃纖維短切氈制備方法，并開辟了玻璃纖維短切氈的新的應(yīng)用領(lǐng)域，即用于真空絕熱板的芯材，進(jìn)一步提供了一種真空絕熱板。
本發(fā)明所述的玻璃纖維短切租選用玻璃纖維，優(yōu)選長度在4 25mm,纖維直徑在5 15 μ m，通過加入增稠劑、分散劑、消泡劑，制成漿料，經(jīng)脫水、烘干制成，其厚度為O. I
2.Omm ;上述玻璃纖維是玻璃纖維生產(chǎn)企業(yè)的邊角廢料。本發(fā)明提供的玻璃纖維短切氈的制備方法，明顯區(qū)別于現(xiàn)有的利用表面氈設(shè)備制備玻璃纖維氈的方式，即利用造紙工藝中的抄造工藝制備玻璃纖維短切氈，可稱本發(fā)明為濕法制備方式，包括以下步驟(I)將優(yōu)選的長度在4 25mm，纖維直徑在5 15 μ m的玻璃纖維短切絲與增稠齊U、分散劑、消泡劑，經(jīng)配料后投入到打漿機(jī)中，進(jìn)行打漿分散；(2)將料漿通過輸送設(shè)備均勻布置在單網(wǎng)成型機(jī)的過濾網(wǎng)上，然后進(jìn)行強(qiáng)制負(fù)壓脫水定型后得到濕的連續(xù)玻璃纖維短切氈； (3)將濕的連續(xù)玻璃纖維短切氈輸送至烘箱中，在100-250°C的溫度下烘干，并輸送到裁切區(qū)進(jìn)行裁切，得到符合尺寸要求的片狀芯材；(4)將相同尺寸的連續(xù)玻璃纖維短切氈堆放整齊備用。其中，步驟(3)中提到的成型的芯材定型后，其厚度為O. I 2. Omm ;本發(fā)明開辟的玻璃纖維短切氈的新的應(yīng)用領(lǐng)域是指本發(fā)明產(chǎn)品用于真空絕熱板的芯材，進(jìn)一步提供了一種真空絕熱板。本發(fā)明提供了一種真空絕熱板，由本發(fā)明提供的芯材和吸氣劑或吸附劑、封閉的高阻隔包裝袋所構(gòu)成，所述的芯材由多層片狀的玻璃纖維短切氈層疊組成。此類真空絕熱板是按如下步驟制備的首先將采用濕法制備的玻璃纖維短切氈置于熱處理爐中并加溫，最高溫度為120-220°C ;當(dāng)溫度升至設(shè)定的數(shù)值120-220°C后保溫30-240min，然后打開熱處理爐將玻璃纖維短切氈取出；按照厚度要求將層疊的玻璃纖維短切氈裝入高阻隔包裝袋，并將吸氣劑放置到特定位置，然后將放有玻璃纖維短切氈的高阻隔包裝袋放入到預(yù)先設(shè)置好的真空封口機(jī)中進(jìn)行封口，得到真空絕熱板，最后打開真空封口機(jī)，取出真空絕熱板。與現(xiàn)有的真空絕熱板相比，將本發(fā)明所述的玻璃纖維短切氈用于真空絕熱板的芯材，在采用相同生產(chǎn)方式前提下，芯材生產(chǎn)成本明顯降低，降幅可達(dá)10% 50% ;而由此所制得的真空絕熱板的導(dǎo)熱系數(shù)，則降低了 25 % 65 %。與現(xiàn)有的玻璃纖維氈相比，將本發(fā)明所述的玻璃纖維短切氈和現(xiàn)有的玻璃纖維氈同樣用于真空絕熱板的芯材，由此所制得的真空絕熱板的導(dǎo)熱系數(shù)有明顯差異。主要在于本發(fā)明的玻璃纖維短切氈原料中玻璃纖維短切絲為無捻度玻璃纖維長紗(由無數(shù)漏板拉制而成的單絲經(jīng)集束形成)經(jīng)裁切機(jī)切成一定長度制得，因此短切絲的長徑比是穩(wěn)定的，可以獲得較均一芯材結(jié)構(gòu)；而現(xiàn)有的玻璃纖維氈原料中玻璃纖維常為火焰法吹制而成或離心法甩制而成，這兩種方法制得的玻璃纖維長徑比波動很大，是不穩(wěn)定的，得到的芯材結(jié)構(gòu)相對無序、無規(guī)律。另外，傳統(tǒng)的玻璃纖維短切原絲氈是無法用做真空絕熱板芯材的，因為其制備過程普遍采用了施膠工藝增加氈的強(qiáng)度，所用的膠大多在真空下極易放氣，嚴(yán)重影響了 VIP的阻熱性能；而本發(fā)明的玻璃纖維短切氈采用的是增稠劑做為氈成型劑，該增稠劑特點在于真空下很少放氣，且又起到定型作用，所得真空絕熱板在不加吸氣劑的情況下仍能獲得較好的初始值和保持性。
具體實施例方式以下以實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實施例I本發(fā)明所述的新型玻璃纖維短切氈，濕法制備過程如下(I)將優(yōu)選的長度6mm，纖維直徑9 μ m的的玻璃纖維短切絲與增稠劑、分散劑、消泡劑、進(jìn)行配料投入到打漿機(jī)中，進(jìn)行打漿分散；(2)將適合于一定質(zhì)量的料漿通過輸送設(shè)備均勻布置在單網(wǎng)成型機(jī)的過濾網(wǎng)上，然后進(jìn)行強(qiáng)制負(fù)壓脫水定型后得到濕的連續(xù)玻璃纖維短切氈；(3)將濕的連續(xù)玻璃纖維短切氈輸送至100-250°C的烘箱中烘干，并輸送到裁切區(qū)進(jìn)行裁切，得到符合尺寸要求的片狀芯材；(4)將相同尺寸的連續(xù)玻璃纖維短切氈堆放整齊備用。其中，步驟(3)中提到的成型的芯材，其厚度為O. 2mm ；實施例2本發(fā)明所述的玻璃纖維短切氈，用于真空絕熱板的芯材，其真空絕熱板的制備過程如下(I)將實施例I中的新型玻璃纖維短切氈置于熱處理爐中并加溫，最高溫度為170 0C ；(2)當(dāng)溫度升至設(shè)定的數(shù)值170°C后保溫60min，打開熱處理爐將新型玻璃纖維短切氈取出；(3)按照厚度要求將層疊的玻璃纖維短切氈裝入高阻隔包裝袋，并將吸氣劑放置到特定位置；(4)將放有玻璃纖維短切氈的高阻隔包裝袋放入到預(yù)先設(shè)置好的真空封口機(jī)中進(jìn)行封口，得到真空絕熱板；(5)打開真空封口機(jī)，取出真空絕熱板。本實施例真空絕熱板關(guān)鍵指標(biāo)-導(dǎo)熱系數(shù)及成本對比如下對比I :
權(quán)利要求
1.一種玻璃纖維短切租，選用玻璃纖維長度在4 25mm,纖維直徑在5 15 μ m,通過加入增稠劑、分散劑、消泡劑，制成漿料，經(jīng)脫水、烘干制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種玻璃纖維短切氈，其特征在于所述的玻璃纖維為玻璃纖維生產(chǎn)企業(yè)的邊角廢料。
3.如權(quán)利要求I所述的一種玻璃纖維短切氈，其特征在于用于真空絕熱板的芯材。
4.如權(quán)利要求3所述的一種玻璃纖維短切氈，其特征在于真空絕熱板的芯材由權(quán)利3制得的芯材和吸氣劑或吸附劑、封閉的高阻隔包裝袋所構(gòu)成，所述的芯材由多層片狀的玻璃纖維短切氈層疊制成。
5.一種玻璃纖維短切氈的制備方法，其特征在于利用造紙工藝中的抄造工藝通過強(qiáng)制負(fù)壓脫水定型制備，包括以下步驟 (1)將優(yōu)選的長度在4 25mm，纖維直徑在5 15μ m的玻璃纖維短切絲與增稠劑、分散劑、消泡劑，進(jìn)行配料投入到打漿機(jī)中，進(jìn)行打漿分散； (2)將料漿通過輸送設(shè)備均勻布置在單網(wǎng)成型機(jī)的過濾網(wǎng)上，然后進(jìn)行強(qiáng)制負(fù)壓脫水定型后得到濕的連續(xù)玻璃纖維短切氈； (3)將濕的連續(xù)玻璃纖維短切氈輸送至100-250°C的烘箱中烘干。
6.如權(quán)利要求5所述的一種玻璃纖維短切氈的制備方法，其特征在于經(jīng)所述步驟(3)成型的芯材，其厚度為O. I 2. Omm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種玻璃纖維短切氈，其選用玻璃纖維長度在4～25mm，纖維直徑在5～15μm，通過加入增稠劑、分散劑、消泡劑，制成漿料，經(jīng)脫水、烘干制成，其厚度為0.1～2.0mm；上述玻璃纖維是玻璃纖維生產(chǎn)企業(yè)的邊角廢料。本發(fā)明提供的玻璃纖維短切氈的制備方法，即利用造紙工藝中的抄造工藝制備玻璃纖維短切氈。在采用相同生產(chǎn)方式前提下，本發(fā)明芯材生產(chǎn)成本明顯降低，降幅可達(dá)10％～50％；而由此所制得的真空絕熱板的導(dǎo)熱系數(shù)則降低了25％～65％。
文檔編號F16L59/065GK102953230SQ20111024218
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者楊勝利, 洪國瑩, 陳桂花 申請人:福建賽特新材股份有限公司