CN102898053B

CN102898053B - 改性胶粘剂及一种硅酸铝纤维纸板的制备方法

Info

Publication number: CN102898053B
Application number: CN201210392493.9A
Authority: CN
Inventors: 赵传山; 吴朝军; 于冬梅; 李荣刚; 逄锦江; 李全鹏
Original assignee: Shandong Institute of Light Industry
Current assignee: Shandong Institute of Light Industry
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2032-10-17
Also published as: CN102898053A

Abstract

本发明涉及硅酸铝纤维纸板制备技术领域，特别涉及一种改性胶粘剂，原料中含有硅酸钠和改性剂，改性剂为磷酸氢二钠、四硼酸钠和硅溶胶按照质量比1:1:1组成，硅酸钠与改性剂的质量比为（8～12）：(1～5)。硅酸铝纤维纸板的制备方法，将硅酸铝纤维添加到权利要求1或2所述的改性胶粘剂中得到硅酸铝纤维浆料，混合时间为10～30分钟；成型、整饰、干燥即得；硅酸铝纤维与改性胶粘剂的质量比为（1～2）：（8～12）。本发明制备得到了低密度、低热导率的硅酸铝纤维纸板；生产工艺清洁，无废水排放。

Description

改性胶粘剂及一种硅酸铝纤维纸板的制备方法

技术领域

本发明涉及硅酸铝纤维纸板制备技术领域，特别涉及一种用于硅酸铝纤维纸板中的改性胶粘剂，还涉及使用改性胶粘剂的硅酸铝纤维纸板的制备方法。

背景技术

在社会高速进步和发展的今天，能量消耗日益增加，出现能源危机，解决能源问题主要是开源和节流，开发新的能源，如：风力、太阳能、地热能、潮汐；节流就是要减少能源的损失、杜绝浪费。在开发新能源的技术上，节能是关乎人类生存和发展的大事，保温隔热是节能技术中容易实现而且应用很广的一种技术。

硅酸铝纤维是以焦宝石、工业氧化铝和硅石为主要原料经电阻炉熔融甩丝或电弧炉熔融喷吹工艺制备而成，直径约2～17um,长度约2～25mm，主要成分中Al₂O₃含量大于46%，Al₂O₃+SiO₂含量大于99%，其它成分小于1%，由于其具有热导率低和耐高温等特点，因此，广泛被用作保温板和毡等保温隔热产品的原料。

传统硅酸铝纤维板制备采用聚乙烯醇（PVA）、羧甲基纤维素（CMC）、羧基丁苯胶乳（SBR）和聚酰胺多胺环氧氯丙烷（PAE）等有机胶粘剂，经过湿法抄造工艺制备，这类产品耐高温性能差；而采用传统无机胶粘剂制备的硅酸铝纤维板虽然耐高温性能好，但密度高、易溃散，限制了其应用。

发明内容

为了解决以上现有技术中硅酸铝纤维板使用有机胶粘剂耐高温性能差、使用无机胶粘剂密度高、易溃散的问题，本发明提供了一种用于硅酸铝纤维纸板中的改性胶粘剂。

本发明还提供了使用上述改性胶粘剂的低密度、低热导率硅酸铝纤维纸板的制备方法。

本发明是通过以下措施实现的：

一种改性胶粘剂，原料中含有硅酸钠和改性剂，改性剂为磷酸氢二钠、四硼酸钠和硅溶胶按照质量比1:1:1组成，硅酸钠与改性剂的质量比为（8～12）：（1～5）。其中所使用的硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液，硅溶胶中SiO₂有很多种，市售的硅溶胶也有很多种固含规格，比如SiO₂含量为25%、35%等，在此改性胶粘剂中，使用的是硅溶胶的通性，因此硅溶胶的固含对改性胶粘剂的改性效果并没有影响。

所述的改性胶粘剂，优选硅酸钠与改性剂的质量比为12:1。

所述的改性胶粘剂，将原料在温度60-80℃，搅拌速度为80～120rpm搅拌90～180分钟。

一种硅酸铝纤维纸板的制备方法，将硅酸铝纤维添加到权利要求1或2所述的改性胶粘剂中得到硅酸铝纤维浆料，混合时间为10～30分钟；成型、整饰、干燥即得；

硅酸铝纤维与改性胶粘剂的质量比为（1～2）：（8～12）。

所述的制备方法，优选硅酸铝纤维与改性胶粘剂的质量比为1：9。

所述的制备方法，硅酸铝纤维质量浓度为1～2%，改性胶粘剂质量浓度为8～12%。

所述的制备方法，成型工艺条件为：将硅酸铝纤维浆料泵送到敞开流浆箱中，喷流上网，网目为40-60目，成型网下配有真空吸水箱，真空度控制为0.1～0.6MPa。

所述的制备方法，整饰工艺采用双压辊工艺，控制线压为10～80KN/m。

所述的制备方法，干燥工艺采用对流式烘箱，温度控制为105±2℃，时间为30～90分钟。

将改性处理后的水玻璃添加到硅酸铝纤维中，在配浆池内混合调浓后，用泵送至敞开式流浆箱中进行成型，再经整饰压榨处理后，经干燥后制备硅酸铝纤维纸板，成型部和整饰部的滤液回流到配浆池重复使用，通过此工艺制备的硅酸铝纤维纤维纸板密度低、热导率低，可作为优质保温隔热材料。

针对无机胶粘剂水玻璃在高温下易溃散的特点，通过硅溶胶、磷酸盐和硼酸盐复配对其改性处理，提高水玻璃的耐高温性和粘结强度，然后将改性后的水玻璃与硅酸铝纤维混合，泵送至敞开式流浆箱中进行成型，再经整饰压榨处理后，进一步降低纤维之间距离，成型部和整饰部的滤液回流到配浆池重复使用，胶粘剂无结块发生，只需补充消耗的改性胶粘剂即可，整饰后的湿纤维板经干燥后得到低密度、低热导率的硅酸铝纤维纸板。

本发明的有益效果：

（1）首先借助于复配的硅溶胶、磷酸盐和硼酸盐对水玻璃进行改性处理，提高水玻璃的耐高温性和粘结强度，再结合湿法成型-整饰-干燥工艺，制备了低密度、低热导率的硅酸铝纤维纸板；

（2）采用本发明所述工艺制备硅酸铝纤维纸板，生产工艺清洁，无废水排放；

（3）本发明的制备方法得到了低密度、低热导率的硅酸铝纤维纸板。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例来进一步说明。

实施例1：制备改性胶粘剂

将磷酸氢二钠、四硼酸钠和硅溶胶按照质量比1:1:1混合制得改性剂，将硅酸钠与改性剂混合，为了使改性剂的改性效果得到更好、更快的发挥，可以将混合物在温度60-80℃，搅拌速度为80～120rpm搅拌90～180分钟，制得改性胶粘剂。采用不同的混合比例，得到不同改性性能的改性胶粘剂。由于不可能穷举，以下就简单列举几种不同比例的改性胶粘剂。8～12：1～5

硅酸钠与改性剂按照质量比12:1混合经过加热搅拌制得改性胶粘剂a；

硅酸钠与改性剂按照质量比11:1混合经过加热搅拌制得改性胶粘剂b；

硅酸钠与改性剂按照质量比10:1混合经过加热搅拌制得改性胶粘剂c；

硅酸钠与改性剂按照质量比9:1混合经过加热搅拌制得改性胶粘剂d；

硅酸钠与改性剂按照质量比8:2混合经过加热搅拌制得改性胶粘剂e；

硅酸钠与改性剂按照质量比8:5混合经过加热搅拌制得改性胶粘剂f；

实施例2：

将硅酸铝纤维与改性胶粘剂混合均匀，混合时间约为10～30分钟，得到硅酸铝纤维浆料，经过成型、整饰、干燥即得硅酸铝纤维纸板。硅酸铝纤维与改性胶粘剂的质量比为（1～2）：（8～12）。

硅酸铝纤维与改性胶粘剂的质量比是影响最终得到的硅酸铝纤维板的重要因素，以下以长度范围为1.0～2.0mm,直径范围为2～6um的硅酸铝纤维举例说明。

采用实施例1中制备得到的改性胶粘剂a，与硅酸铝纤维混合制备得到硅酸铝纤维板。

其中，硅酸铝纤维与改性胶粘剂的质量比分别为1:12，1:9，1:8，1:6，1:4，得到的硅酸铝纤维纸板的密度分别为298kg/m³，287kg/m³, 276kg/m³，265kg/m³, 260kg/m³,；800℃时热导率分别为0.098W/(M·K)，0.085W/(M·K)，0.097W/(M·K)，0.104W/(M·K)，0.110W/(M·K)。

固定硅酸铝纤维与改性胶粘剂的质量比为1:9，分别选用上述实施例1中制备得到的改性胶粘剂a、b、c、d、e、f，得到的硅酸铝纤维纸板的密度分别为287kg/m³, 295kg/m³，301 kg/m³, 298kg/m³，325kg/m³，340kg/m³；800℃时热导率分别为0.085W/(M·K)，0.089W/(M·K)，0.097W/(M·K)，0.103W/(M·K) 0.113W/(M·K)。

使用长度范围为2.0～3.5mm,直径范围为10～17um的硅酸铝纤维，硅酸铝纤维与改性胶粘剂a的质量比为1:9时，得到硅酸铝纤维纸板的密度为238kg/m³, 800℃时热导率为0.095W/(M·K)，可用作优质保温隔热材料。同一批次的硅酸铝纤维与未经过改性的硅酸钠胶粘剂混合，采用相同的工艺及参数，得到的硅酸铝纤维纸板的密度为350kg/m³, 800℃时热导率为0.138W/(M·K) ，且易溃散。

为了使硅酸铝纤维更好的湿法成型，硅酸铝纤维浆料中硅酸铝纤维的质量浓度选择为1～2%，改性胶粘剂质量浓度为8～12%。

成型、整饰、干燥工艺操作，都是采用本领域惯用的操作，在本发明的方案中并没有特别之处，如成型工艺可以采用将调节好的硅酸铝纤维浆料泵送到敞开流浆箱中，喷流上网，网目为40目，成型网下配有真空吸水箱，真空度控制为0.4Mpa；整饰工艺可以采用双压辊工艺，控制线压为10～80KN/m；干燥工艺采用对流式烘箱，温度控制为105±2℃，时间为30～90分钟。但并不仅仅限于上述的成型、整饰、干燥工艺，只要能够达到将硅酸铝纤维浆料制成硅酸铝纤维板，都可以使用，在此就不一一列举了。

Claims

1.一种改性胶粘剂，其特征在于原料中含有硅酸钠和改性剂，改性剂为磷酸氢二钠、四硼酸钠和硅溶胶按照质量比1:1:1组成，硅酸钠与改性剂的质量比为（8～12）：（1～5）。

2.根据权利要求1所述的改性胶粘剂，其特征在于硅酸钠与改性剂的质量比为12:1。

3.根据权利要求1所述的改性胶粘剂，其特征在于将原料在温度60-80℃，搅拌速度为80～120rpm搅拌90～180分钟。

4.一种硅酸铝纤维纸板的制备方法，其特征是将硅酸铝纤维与权利要求1-3中任一项所述的改性胶粘剂混合均匀得到硅酸铝纤维浆料，经过成型、整饰、干燥即得硅酸铝纤维纸板；

硅酸铝纤维与改性胶粘剂的质量比为（1～2）：（8～12）。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于硅酸铝纤维与改性胶粘剂的质量比为1：9。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于硅酸铝纤维质量浓度为1～2%，改性胶粘剂质量浓度为8～12%。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于成型工艺条件为：将硅酸铝纤维浆料泵送到敞开流浆箱中，喷流上网，网目为40-60目，成型网下配有真空吸水箱，真空度控制为0.1～0.6MPa。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于整饰工艺采用双压辊工艺，控制线压为10～80KN/m。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于干燥工艺采用对流式烘箱，温度控制为105±2℃，时间为30～90分钟。

10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于硅酸铝纤维与改性胶粘剂混合时间为10～30分钟。