CN102659345A

CN102659345A - 一种耐高温绝热纸的制备方法

Info

Publication number: CN102659345A
Application number: CN2012101375994A
Authority: CN
Inventors: 刘艳新; 王玉珑
Original assignee: Changsha University of Science and Technology
Current assignee: Changsha University of Science and Technology
Priority date: 2012-05-07
Filing date: 2012-05-07
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2032-05-07
Also published as: CN102659345B

Abstract

本发明公开了一种耐高温绝热纸的制备方法，其采用硫酸钙晶须矿物纤维、针叶木CTMP浆及耐高温酚醛树脂胶为主要原料，通过打浆、配料、抄片、干燥、浸胶等步骤制备出耐高温绝热纸，可用于工业电器元件发热部位耐温隔热、蒸汽管道的夹层保温、建筑墙体的保温隔热等领域。本发明方法制得的绝热纸具有耐温绝热性能好，抗弯曲、震动能力强，松厚度高、纸质轻柔、成本低等特点；并且该耐高温绝热纸采用的矿物纤维为从工业石膏废渣中提取的硫酸钙晶须原料，可有效缓解我国工业石膏废渣污染，同时也拓展了硫酸钙晶须应用领域，提高了晶须附加值。

Description

一种耐高温绝热纸的制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐高温绝热纸的制备方法，属于造纸技术领域。

背景技术

耐高温绝热纸是一种在工业及建筑行业中广泛应用的特种纸，主要用于电器元件发热部位耐温隔热、高温设备及蒸汽管道的夹层保温、建筑墙体的保温层等。石棉具有良好的耐高温隔热性能，且价格便宜、结构疏松，曾经广泛用于生产耐高温绝热纸（又称“石棉纸”）。但由于石棉对环境存在严重污染，且会致癌，目前石棉的使用受到世界各国的严格限制。开发无石棉耐高温绝热纸已成为行业的重要需求。

中国发明专利CN02120854.9公开了一种“陶瓷纤维保温板及其制法”，其主要由陶瓷纤维、无机结合剂、有机结合剂和添加剂组成，制得的陶瓷纤维保温板具有良好的保温性能，且完全不含石棉；但该陶瓷纤维保温板为一种硬质保温材料，抗弯曲、震动、冲击能力差；且厚度很难降低，应用范围受到很大限制。中国专利CN200610155138.4公开了一种“无石棉耐高温隔热保温纸板”，其主要由耐高温纤维、矿物填料和粘合剂构成，其中所说耐高温纤维种类包括陶瓷纤维、芳纶纤维、玻璃纤维；所说矿物填料包括铝钒土、珍珠岩、硅酸盐；所说粘合剂包括合成乳胶、水玻璃。由上述方法制得的耐高温纸板耐温性能和抗弯曲性能较好，但该方法在制备过程中用到多种不同性能的有机和无机纤维材料，如芳纶纤维价格昂贵，玻璃纤维疏水性强、分散性能差，陶瓷纤维挺硬、脆性大等；并且加入的各种物料繁多，工艺相对比较复杂，产品稳定性较差。中国专利CN200610172087.6公开了一种“绝热纸板”的制备方法，其主要采用交联型纤维和加工型纤维素纤维，如柠檬酸交联型纤维、聚丙烯酸交联型纤维、聚马来酸交联型纤维、CTMP纤维、TMP纤维等制备绝热纸板，其制备的绝热纸板绝热性能差，仅可用于低档次的纸杯容器，难以满足高绝热性能要求的工业及建筑行业用纸要求。

硫酸钙晶须（又称石膏晶须，石膏纤维），是国内外近年来从脱硫石膏、磷石膏等工业石膏废渣或金属冶炼废渣中提取的一种新型无机材料。据统计，我国每年产生的工业石膏废渣约8000万吨，其中含有80%-95%的硫酸钙晶须，原料来源非常充足。与其他无机纤维材料相比，硫酸钙晶须具有低磨耗、耐高温、耐酸碱、绝缘性好、尺寸稳定等诸多优良理化性能，但由于应用技术开发及应用领域的局限，目前硫酸钙晶须除在塑料、橡胶行业中用作少量添加剂外，其他行业中没有得到工业化应用。如果能够利用硫酸钙晶须优良的耐高温性能和绝缘性用于制备耐高温绝热纸，用作工业用和建筑业用绝热保温材料，不仅可有效缓解我国工业石膏废渣污染，提高硫酸钙晶须附加值；而且制得的绝热纸不含石棉材料、成本低，也符合耐高温绝热纸的发展需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐高温绝热纸的制备方法，其利用可循环再生的资源丰富的硫酸钙晶须为矿物填料，木素含量高、强度及耐热性能好的马尾松CTMP浆为骨架纤维，耐高温酚醛树脂胶为粘合剂，制备出耐温绝热性能好、纸质轻柔、成本低的耐高温绝热纸。

本发明采用的技术方案是：一种耐高温绝热纸的制备方法，其特征在于：

1）纤维原料选择：高温绝热矿物纤维采用硫酸钙晶须原料，其中硫酸钙晶须纯度≥99%，白度≥88%ISO，粒径为5-150μm，结晶形态为半水、二水或者其混合物，晶须形状为片状、针状或菱形；木材纤维采用木素含量高、强度及耐热性能好的未漂或漂白马尾松CTMP浆，打浆度25-35°SR，湿重10-15g；

2）抄浆料组分重量配比：硫酸钙晶须：马尾松CTMP浆为（50-80）：（20-50）;

3）将混合好的浆料在纸页抄取器上抄取成型，抄造浓度1.5-2%，pH值6.0-7.5，抄纸网网目150-200目，定量80-250g/m²；

4）将抄取的成型纸样至于180-220℃下干燥30min，脱除游离水，并将硫酸钙晶须完全转变成半水结晶形态；

5）将干燥后的纸样置于耐高温酚醛树脂中浸胶处理，上胶量控制在纸样总重量的15%-20%左右，取出，干燥，即得到性能良好的耐高温绝热纸。

所述硫酸钙晶须原料主要来源于脱硫石膏、磷石膏、金属冶炼废渣及其它工业石膏废渣。

本发明制得的耐高温绝热纸的特性：

定量：80-250g/m² ；松厚度：0.9-1.2cm³/g；抗拉强度≥2.5MPa；耐温性：≤350℃；烧失量为在575℃ 1小时小于10%；可以用作工业电器元件发热部位耐温隔热、蒸汽管道的夹层保温、建筑墙体的保温隔热层等。

本发明具有如下优点：

（1）制得的耐高温绝热纸完全不含石棉纤维，且使用经济环保耐温的CTMP高得率浆为纤维骨架，环保性好；同时具有耐温绝热性能好，抗弯曲、震动能力强，松厚度高、纸质轻柔、成本低等特点，完全可以满足工业电器元件发热部位耐温隔热、蒸汽管道的夹层保温、建筑墙体的保温隔热的需求。

（2）采用的硫酸钙晶须矿物原料主要来源于脱硫石膏、磷石膏、金属冶炼废渣及其他工业石膏废渣，其来源广、条件宽；其应用可以有效缓解多种工业石膏废渣或金属废渣带来的固体污染，符合国家节能减排的政策。

（3）绝热纸中采用耐温绝热性好、尺寸稳定、结构疏松、水相中易分散的硫酸钙晶须矿物纤维完全替代石棉纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维等矿物纤维，有效解决了石棉纤维不环保，陶瓷纤维脆性高，玻璃纤维疏水性强，难分散等存在的问题；而且硫酸钙晶须原料来源广泛，成本低廉，可显著降低生产成本；同时也拓展了硫酸钙晶须应用领域，提高了晶须附加值。

具体实施方式

实施例1：

将脱硫石膏中提取的纯度≥99%，白度≥88%ISO，长度在5-150μm之间的硫酸钙晶须与经过轻度打浆的25°SR的马尾松未漂CTMP浆按50：50的比例充分混合；调整抄造浓度1.5%，pH值7.0-7.5，抄纸网目150目，在方形纸页抄片器上抄制85g/m²的湿纸样；将湿纸样置于180-220℃下贴缸干燥30min，取下；然后将纸样进行浸渍耐高温酚醛树脂胶处理，上胶量控制在15g/m²；干燥处理后，即可得到定量：100g/m² ；松厚度：1.1-1.2cm³/g；抗拉强度≥2.5MPa；耐温性：≤350℃；烧失量575℃ 1小时小于10%的耐高温绝热纸；可以用作工业电器元件发热部位耐温隔热、建筑墙体的保温层等。

实施例2：

将磷石膏中提取的纯度≥99%，白度≥88%ISO，长度在10-100μm之间的硫酸钙晶须与经过轻度打浆的30°SR的马尾松未漂CTMP浆按60：40的比例充分混合；调整抄造浓度1.5%，pH值7.0-7.5，抄纸网目150目，在方形纸页抄片器上抄制130g/m²的湿纸样；将湿纸样置于180-220℃下贴缸干燥30min，取下；然后将纸样进行浸渍耐高温酚醛树脂胶处理，上胶量控制在20g/m²；干燥处理后，即可得到定量：150g/m² ；松厚度：1.0-1.1cm³/g；抗拉强度≥2.5MPa；耐温性：≤350℃；烧失量575℃ 1小时小于10%的耐高温绝热纸；可用作工业电器元件发热部位耐温隔热、建筑墙体的保温层等。

实施例3：

将镍矿冶炼废渣中提取的纯度≥99%，白度≥88%ISO，长度在5-120μm之间的硫酸钙晶须与经过轻度打浆的35°SR的马尾松漂白CTMP浆按80：20的比例充分混合；调整抄造浓度2.0%，pH值7.0-7.5，抄纸网目200目，在方形纸页抄片器上抄制170g/m²的湿纸样；将湿纸样置于180-220℃下贴缸干燥30min，取下；然后将纸样进行浸渍耐高温酚醛树脂胶处理，上胶量控制在30g/m²；干燥处理后，即可得到定量：200g/m² ；松厚度：0.9-1.0m³/g；抗拉强度≥2.5MPa；耐温性：≤350℃；烧失量575℃ 1小时小于10%的耐高温绝热纸；可用于工业电器元件发热部位耐温隔热、蒸汽管道的夹层保温、建筑墙体的保温隔热层等。

Claims

1.一种耐高温绝热纸的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2）浆料组分重量配比：硫酸钙晶须：马尾松CTMP浆为（50-80）：（20-50）;

5)将干燥后的纸样置于耐高温酚醛树脂中浸胶处理，上胶量控制在纸样总重量的15%-20%左右，取出，干燥，即得到性能良好的耐高温绝热纸。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述硫酸钙晶须原料主要来源于脱硫石膏、磷石膏、金属冶炼废渣及其它工业石膏废渣。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述耐高温绝热纸的特性：定量：80-250g/m² ；松厚度：0.9-1.2cm³/g；抗拉强度≥2.5MPa；耐温性：≤350℃；烧失量为在575℃ 1小时小于10%；可以用作工业电器元件发热部位耐温隔热、蒸汽管道的夹层保温、建筑墙体的保温隔热层。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述耐高温绝热纸用作工业电器元件发热部位耐温隔热、蒸汽管道的夹层保温、建筑墙体的保温隔热层。