CN103274603A - 一种新型玻璃纤维和基于该玻璃纤维的真空绝热板芯材及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型玻璃纤维和由该玻璃纤维及粘结胶料制成的真空绝热板芯材，该玻璃纤维按照质量份计由以下组分组成：SiO2：65-70份；Al2O3：4.5-5.0份；CaO：1-2份；MgO：1-2份；K2O：0.5-1.5份；Na2O：9-10份；B2O3：5-7份；本发明还公开了一种制备上述芯材的方法，包括：1）按配比选原材料；2）熔化原材料；3）纤维化步骤2）溶液；4）火焰拉伸步骤3）纤维得玻璃纤维；5）铺装步骤4）玻璃纤维得芯材；6）在垫网上抽步骤5）芯材真空；7）在步骤6）芯材上施胶；8）干燥处理。本发明芯材防火等级高、绝热效果更好，可用于航空领域。

Description

一种新型玻璃纤维和基于该玻璃纤维的真空绝热板芯材及制备方法
技术领域
本发明涉及一种新型玻璃纤维，本发明还涉及一种基于该玻璃纤维的真空绝热板芯材及制备方法。 
背景技术
随着航天航空业的快速发展，为了能克服更加恶劣的气候和太空环境，并同时减轻航空设备自身重量，这就对航空设备所使用的材料提出更高要求。 
真空绝热板（简称VIP）是一种新型的保温绝热材料,具有导热系数低、绝热保温效果好、所占的空间比例小，具有节能、低碳、环保、安全等多项优点，广泛应用于航空航天等领域。真空绝热板芯材位于真空保护表层内部，对真空绝热板绝热性能有重要影响，目前已知的真空绝热板芯材普遍存在防火等级低，绝热能力差，受热易变性等缺点，因此，研制高防火等级、高绝热性能的玻璃纤维真空绝热板芯材具有重要意义。 
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种新型玻璃纤维和一种基于该玻璃纤维的真空绝热板芯材，本发明还提供一种制备该芯材的方法。 
本发明公开了一种新型玻璃纤维，所述玻璃纤维按照质量份计由以下组分组成：SiO2：65-70份；Al2O3：4.5-5.0份；CaO：1-2份；MgO：1-2份；K2O：0.5-1.5份；Na2O：9-10份；B2O3：5-7份。 
本发明还公开了一种由所述玻璃纤维制备的新型真空绝热板芯材，所述芯材由该新型玻璃纤维和粘结胶料制成。 
进一步，所述粘结胶料为硼酚醛树脂，其质量占芯材总质量的0.5-1.5%。 
本发明还公开了一种制备所述真空绝热板芯材的方法，包括以下步骤： 
1）按所述配比选取原材料； 
2）将步骤1）的原材料加入熔窑内熔化制得玻璃熔液； 
3）将步骤2）的玻璃熔液引入离心器并高速旋转，使玻璃熔液从离心器侧壁小孔甩出，形成玻璃细流，从而将玻璃熔液纤维化； 
4）用火焰牵引拉伸步骤3）的玻璃细流，达到一定长度后切断制得玻璃纤维； 
5）用气流将步骤4）的玻璃纤维送入铺装头进行初步铺装成型； 
6）将步骤5）初步成型的芯材转运到垫网上，然后沿垂直于垫网方向抽真空； 
7）在步骤6）的芯材上施加粘结胶料； 
8）干燥处理步骤7）的绝热板芯材。 
进一步，所述步骤1）的原材料为硅砂、纯碱、长石、白云石、石灰石、硼砂和芒硝。 
进一步，所述步骤3）的离心器侧壁小孔的数目为5000-12000个且大小均匀的。 
进一步，所述步骤6）抽真空由设置在垫网下的真空泵完成。 
进一步，所述步骤7）施加粘结胶料采用喷涂方法施加。 
进一步，所述步骤8）干燥处理分三段进行，每段烘房温度均为180～230℃，每段烘烤时间为5～7秒。 
本发明的有益效果在于：（1）本发明玻璃纤维中金属氧化物的含量高，非金属氧化物的含量低，绝热性能更好；（2）本发明制备方法所制备的玻璃纤维直径及长度接近，使得所制备的产品性能均一稳定；（3）本发明制备方法采用干法成型，所制备的绝热板芯材纤维排布整齐均匀，层次结构明显，孔隙细小，能有效减少辐射、对流和传导，增强绝热板绝热效果；（4）本发明制备方法所施胶料耐高温、粘结强度高、绝热效果好，使得所制备的绝热板芯材强度高、加工性能好，能满足各种加工需求；（5）本发明制备方法采用低温多段方式干燥，可以使高分子有机粘结剂充分粘结，确保产品的高强度并可以节省能源。 
具体实施方式
下面结合实施例对比进一步对本发明加以说明，以下所述份数均为质量份。 
实施例1 
本实施例制备高抗水核级玻璃纤维空气过滤纸的方法包括以下步骤： 
1）选取硅砂、纯碱、长石、白云石、石灰石和芒硝，使得上述原材料混合后满足以下配比：SiO2：67份；Al2O3：4.7份；CaO：1.5份；MgO：1.5份；K2O：1份；Na2O：9.5份；B2O3：6份； 
2）将步骤1）的原材料加入熔窑内熔化制得玻璃熔液； 
3）将步骤2）的玻璃熔液引入离心器，离心器高速旋转时，从离心器侧壁小孔甩出近万股玻璃细流，使玻璃熔液纤维化； 
4）用燃烧室产生的高温高速火焰进一步牵引拉伸步骤3）的玻璃细流，达到一定长度后切断制得玻特种璃纤维； 
5）将步骤4）的玻璃纤维用气流送入铺装头进行初步铺装成型； 
6）将步骤5）初步成型的芯材转运到垫网上，用设置在垫网下面的真空箱抽真空，使绝热板芯材更致密； 
7）在步骤6）的绝热板芯材上喷涂粘结胶料，所施胶料为硼酚醛树脂，其质量百分含量占芯材的1%。 
8）干燥处理步骤7）的绝热板芯材，干燥分三段进行，各段干燥温度均为180～230℃，干燥时间为5～7秒，制得成品。 
下面结合实验数据对本发明作进一步说明：将实施例1制备的航空专用保温材料与其它保温材料进行比较检测，结果如表1所示： 
表1本发明实施例真空绝热板芯材与其他芯材性能对比 
由表1可以得知，本发明玻实施例1的璃纤维真空绝热板芯材防火等级高、绝热效果更好、热荷重收缩温度和强度高、材质密度低，可用于航空工业等对芯材耐火等级、强度、材质、密度要求高的领域。 
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 (9)

1.一种新型玻璃纤维，其特征在于：所述玻璃纤维按照质量份计由以下组分组成：SiO2：65-70份；Al2O3：4.5-5.0份；CaO：1-2份；MgO：1-2份；K2O：0.5-1.5份；Na2O：9-10份；B2O3：5-7份。
2.一种由权利要求1所述玻璃纤维制备的新型真空绝热板芯材，其特征在于：所述芯材由所述玻璃纤维和粘结胶料制成。
3.如权利要求2所述真空绝热板芯材，其特征在于：所述粘结胶料为硼酚醛树脂，其质量占芯材总质量的0.5-1.5%。
4.一种制备如权利要求2或3所述真空绝热板芯材的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）按所述配比选取原材料；
2）将步骤1）的原材料加入熔窑内熔化制得玻璃熔液；
3）将步骤2）的玻璃熔液引入离心器并高速旋转，使玻璃熔液从离心器侧壁小孔甩出，形成玻璃细流，从而将玻璃熔液纤维化；
4）用火焰牵引拉伸步骤3）的玻璃细流，达到一定长度后切断制得玻璃纤维；
5）用气流将步骤4）的玻璃纤维送入铺装头进行初步铺装成型；
6）将步骤5）初步成型的芯材转运到垫网上，然后沿垂直于垫网方向抽真空；
7）在步骤6）的芯材上施加粘结胶料；
8）干燥处理步骤7）的绝热板芯材。
5.如权利要求4所述制备真空绝热板芯材的方法，其特征在于：所述步骤1）的原材料为硅砂、纯碱、长石、白云石、石灰石、硼砂和芒硝。
6.如权利要求4所述制备真空绝热板芯材的方法，其特征在于：所述步骤3）的离心器侧壁小孔的数目为5000-12000个且大小均匀的。
7.如权利要求4所述制备真空绝热板芯材的方法，其特征在于：所述步骤6）抽真空由设置在垫网下的真空泵完成。
8.如权利要求4所述制备真空绝热板芯材的方法，其特征在于：所述步骤7）施加粘结胶料采用喷涂方法施加。
9.如权利要求4所述制备真空绝热板芯材的方法，其特征在于：所述步骤8）干燥处理分三段进行，每段烘房温度均为180～230℃，每段烘烤时间为5～7秒。
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