CN102942305B - 矿物棉真空绝热板芯材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型矿物棉VIP芯材的制备方法，包括以下步骤：1）将岩棉纤维加入疏解机，然后加入硫酸及清水进行分散，将岩棉纤维分散至直径小于1.5μm；然后将分散后的岩棉纤维送入贮存搅拌池，再加入硫酸及清水调节为PH值3.5~4.5，质量浓度3%~4%的浆料；2）将步骤1）得到的浆料稀释至质量浓度为0.2%~0.4%，再进行除渣处理；然后将浆料输送至斜网成型器上进行湿法成型，得到湿纸；再在真空度为0.01～0.05MPa的条件下对湿纸进行抽吸脱水；3）将步骤2）得到的湿纸在200~300℃下进行干燥处理。本发明制备的VIP芯材导热系数低，价格也更便宜，并且产品纤维分布均匀、产品平整。

Description

矿物棉真空绝热板芯材的制备方法
技术领域
本发明涉及一种真空绝热板填充芯材的制作方法，具体涉及一种矿物棉真空绝热板芯材的制备方法。
背景技术
真空绝热板(VacuumInsulation Panel，简称VIP)是真空保温材料中的一种，是由填充芯材与真空保护表层复合而成，它有效地避免空气对流引起的热传递，因此导热系数可大幅度降低，并且不含有任何OD材料，具有环保和高效节能的特性，是目前世界上最先进的高效保温材料。与传统隔热材料相比，VIP芯材可在满足相同保温技术要求时，具有层薄、体积小、重量轻的优点，适用于节能要求高、保温材料空间小、重量要轻的冰箱、冰柜、冷藏车、潜艇、飞船、卫星等领域。
现有技术主要采用玻璃纤维棉生产VIP芯材，但是其生产成本太高，并且其导热系数仍不完全满足受空间限制和外观要求高的高性能保温隔热需求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种新型矿物棉VIP芯材的制备方法，能大大降低生产成本，并且优化降低导热系数。
本发明的新型矿物棉VIP芯材的制备方法，包括以下步骤：
1)分散制浆：将岩棉纤维加入疏解机，然后加入硫酸及清水进行分散，将岩棉纤维分散至直径小于1.5μm；然后将分散后的岩棉纤维送入贮存搅拌池，再加入硫酸及清水调节为PH值3.5～4.5，质量浓度3％～4％的浆料；
2)成型：将步骤1)得到的浆料稀释至质量浓度为0.2％～0.4％，再进行除渣处理；然后将浆料输送至斜网成型器上进行湿法成型，得到湿纸；再在真空度为0.01～0.05MPa的条件下对湿纸进行抽吸脱水，使湿纸的含水率＜20％；
3)干燥：将步骤2)得到的湿纸在200～300℃下进行干燥处理，得产品。
进一步，所述步骤2)中湿法成型时，分六段脱水成型，第一段脱水量为8m3/(min.m)，第二段脱水量为8m3/(min.m)，第三段脱水量为8m3/(min.m)，第四段脱水量为7m3/(min.m)，第五段脱水量为7m3/(min.m)，第六段脱水量为5m3/(min.m)。
进一步，所述步骤2)中抽吸脱水时，分三段真空抽吸，第一段真空度为0.01～0.02MPa，第二段真空度为0.02～0.03MPa，第三段真空度为0.03～0.05MPa。
进一步，所述步骤3)中干燥处理时，分五段干燥，第一段温度为280～300℃，第二段温度为260～280℃，第三段温度为250～270℃，第四段温度为230～250℃，第五段温度为200～220℃，干燥至最终产品含水量低于0.03％。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明采用岩棉纤维生产VIP芯材，并且将岩棉纤维分散至直径小于1.5μm，由此制得的VIP芯材比表面积大、阻热面积大，因此导热系数低、保温隔热效果好，并且耐高温性比其它保温材料更好，价格也更便宜；
(2)岩棉纤维由于其自身是由二氧化硅、三氧化二铁、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、氧化钛等矿物原料组成，在经过熔化、拉丝、成型过程中内部分子链接发生改变，但其物理特性未发生变化，因此在使用后在空气放置一段时间后，材料会自然风化，不会造成环境污染，属环保产品；
(3)本发明采用湿法成型工艺，将纤维充分分解，添加分散助剂，然后采用低浓度上浆方式，因此产品纤维分布均匀、产品平整；
(4)本发明在斜网成型器上湿法成型，并且采用六段脱水成型，各段设定单独的脱水成型流量，充分满足了岩棉纤维的低浓度抄造要求，也为良好匀度及横幅定量创造良好工艺条件保证。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明中成型过程的示意图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1
本实施例的新型矿物棉VIP芯材的制备方法，包括以下步骤：
1)分散制浆：将岩棉纤维加入疏解机，然后加入硫酸及清水进行分散，将岩棉纤维分散至直径小于1.5μm；然后将分散后的岩棉纤维送入贮存搅拌池，再加入硫酸及清水调节为PH值4.0，质量浓度3.5％的浆料；
2)成型：将步骤1)得到的浆料稀释至质量浓度为0.3％，再进行除渣处理；然后将浆料输送至斜网成型器上进行湿法成型，分六段脱水成型，第一段脱水量为8m3/(min.m)，第二段脱水量为8m3/(min.m)，第三段脱水量为8m3/(min.m)，第四段脱水量为7m3/(min.m)，第五段脱水量为7m3/(min.m)，第六段脱水量为5m3/(min.m)，得到湿纸；再对湿纸进行抽吸脱水，分三段真空抽吸，第一段真空度为0.01MPa，第二段真空度为0.02MPa，第三段真空度为0.05MPa，使湿纸的含水率＜20％；成型过程如图1所示；
3)干燥：将步骤2)得到的湿纸进行干燥处理，分五段干燥，第一段温度为300℃，第二段温度为270℃，第三段温度为260℃，第四段温度为240℃，第五段温度为200℃，干燥至最终产品含水量低于0.03％。
将实施例1制备的矿物棉VIP芯材与其它保温材料进行比较检测，结果如下表所示：
由上表可知，实施例1制备的矿物棉VIP芯材的导热系数较其它保温材料都低，且耐高温温性比其它保温材料都高，价格上也比玻璃纤维棉便宜，完全可替代玻璃纤维VIP芯材。
岩棉又称岩石棉，是矿物棉的一种，是以天然岩石如玄武岩、辉长岩、白云石、铁矿石、铝矾土等为主要原料，经高温熔化、纤维化而制成的无机质纤维，20世纪70年代广泛用于冶金、机械、建材、石油、化工工业；其制备方法为：将天然岩、矿石等原料，在冲天炉或其它池窑内熔化(温度2000℃以下)，用50个大气压的压力强吹、骤冷成纤维状；或用甩丝法，将熔融液流脱落在多级回转转子上，借离心力甩成纤维，直径一般3～9μm，容重50～200kg/m3，常温下导热系数0.029～0.046W/(m.k)，在600℃以下为0.111～0.145W/(m.k)，不燃、不霉、不蛀。本发明采用岩棉纤维生产VIP芯材，并且将岩棉纤维分散至直径小于1.5μm，通过纤维之间的微小孔隙消耗热分子在材料内层中的能耗，降低分子间的热转递，由此制得的VIP芯材比表面积大、阻热面积大，因此导热系数低、保温隔热效果好，并且耐高温性比其它保温材料更好，价格也更便宜。
另外，本发明采用低浓度上浆方式(质量浓度为0.2％～0.4％)，在斜网成型器上湿法成型，因此产品纤维分布均匀、产品平整。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (2)

1.一种矿物棉真空绝热板芯材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)分散制浆：将岩棉纤维加入疏解机，然后加入硫酸及清水进行分散，将岩棉纤维分散至直径小于1.5μm；然后将分散后的岩棉纤维送入贮存搅拌池，再加入硫酸及清水调节为pH值3.5～4.5，质量浓度3％～4％的浆料；
2)成型：将步骤1)得到的浆料稀释至质量浓度为0.2％～0.3％，再进行除渣处理；然后将浆料输送至斜网成型器上进行湿法成型，得到湿纸；再在真空度为0.01～0.05MPa的条件下对湿纸进行抽吸脱水，使湿纸的含水率＜20％；
3)干燥：将步骤2)得到的湿纸在200～300℃下进行干燥处理，得产品；
其中，步骤2)中抽吸脱水时，分三段真空抽吸，第一段真空度为0.01～0.02MPa，第二段真空度为0.02～0.03MPa，第三段真空度为0.03～0.05MPa；
步骤3)中干燥处理时，分五段干燥，第一段温度为280～300℃，第二段温度为260～280℃，第三段温度为250～270℃，第四段温度为230～250℃，第五段温度为200～220℃，干燥至最终产品含水量低于0.03％。
2.根据权利要求1所述的矿物棉真空绝热板芯材的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中湿法成型时，分六段脱水成型，第一段脱水量为8m3/(min.m)，第二段脱水量为8m3/(min.m)，第三段脱水量为8m3/(min.m)，第四段脱水量为7m3/(min.m)，第五段脱水量为7m3/(min.m)，第六段脱水量为5m3/(min.m)。
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