CN103542234A - 一种干法超细玻璃棉真空绝热板芯材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干法超细玻璃棉真空绝热板芯材及其制备方法，该芯材完全由离心法制备的超细玻璃纤维组成，替代了传统真空绝热板芯材必须加入火焰法制备的玻璃纤维才能达到低导热系数，并且该芯材在超细玻璃棉离心生产过程中直接瞬时热压成型，具有导热系数低、结构稳定、生产成本低的特点。

Description

一种干法超细玻璃棉真空绝热板芯材及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种真空绝热板芯材及其制备方法，特别涉及一种干法超细玻璃棉真空绝热板芯材及其制备方法。

背景技术

真空绝热板是基于真空绝热原理，通过最大限度的提高板内真空度并填充多孔低导热系数的材料而实现高效绝热，被广泛应用在冰箱、冷柜、冷藏集装箱、建筑保温等领域，是目前保温绝热性能最好的材料。真空绝热板主要由芯材、封装膜材和气体吸附材料组成，其中芯材是真空绝热板的支撑体，具有孔隙率高、导热系数低等特点，是真空绝热板的核心结构。因此芯材质量的优劣已成为真空绝热板保温性能的决定性因素之一。

中国专利CN102062277B公开了一种湿法超细玻璃棉真空绝热板及其制备方法。该发明所述的真空绝热板芯材为湿法超细玻璃棉，该芯材经过将玻璃纤维打浆-采棉-热压-裁剪-干燥制备出湿法超细玻璃棉芯材。

中国专利CN201487481U公开了一种真空隔热板。该发明所述的真空隔热板采用湿法超细玻璃纤维棉做芯材。

中国专利CN102330871A公开了一种真空绝热板芯材及其制作方法。该专利采用30％离心法生产的玻璃纤维棉和70％火焰法生产的玻璃纤维棉作为真空绝热板芯材原料，经过打浆、稀释、上网、脱水成型压辊定型、真空负压脱水、烘干、冷却、裁剪制备出真空绝热板芯材。

目前国内以玻璃棉为主体的真空绝热板芯材均采用湿法工艺成型，此工艺与造纸工艺类似，都要在酸性溶液中将纤维打成浆料，再经过收集、脱水、干燥等一系列工序后才能成型。过程复杂、繁冗，并且生产成本高。因此制备具有保温性能优良、稳定性能好、节能环保并且生产成本低的真空绝热板芯材具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术的不足，提供了一种干法超细玻璃棉真空绝热板芯材及其制备方法，该干法芯材在超细玻璃棉离心生产过程中直接成型，具有导热系数低、结构稳定、生产成本低的特点。

为实现本发明的目的采用的技术方案是：提供了一种干法超细玻璃棉真空绝热板芯材，其特征在于该干法芯材完全由离心法制备的超细玻璃纤维组成，并且该干法芯材在超细玻璃棉离心生产过程中直接热压成型。

上述干法芯材，其特征在于导热系数为0.025W/(m·K)(20℃)～0.04W/(m·K)(20℃)；含水率≤0.8％；孔隙率≥80％；干法芯材内玻璃棉纤维分布均匀。

上述超细玻璃棉，其特征在于纤维直径为1μm～4μm；纤维长径比为1000～2000。

本发明还公开了一种制备上述真空绝热板芯材的方法，其特征在于包括下述顺序的步骤：

(1)原料准备：废玻璃、长石、白云石、纯碱、硼砂，并化验分析原料成分；

(2)上述原料的成分要求如下：废玻璃中：SiO₂为65％～75％、Al₂O₃为1％～3％、CaO为6％～10％、MgO为2％～5％、Na₂O与K₂O之和为9％～18％；长石中：SiO₂为65％～78％、Al₂O₃为10％～20％、Na₂O与K₂O之和为5％～20％；白云石中：CaO为25％～35％、MgO为15％～25％；纯碱中：Na₂O为45％～65％；硼砂中：Na₂O为10％～25％、B₂O₃为30％～60％；

(3)原料配比：按废玻璃70％～80％、长石10％～15％、白云石6％～10％、纯碱4％～5％、其余为硼砂进行原料称量、机械搅拌混合，搅拌功率为：6～15KW，混合搅拌时间为：20～60min，混合料颗粒度为0.1mm～15mm；

(4)将上述配合料在窑炉中熔融得到玻璃液，熔融温度为1300℃～1450℃；

(5)将上述玻璃液通过漏板、离心机料道导入高速旋转的离心盘中，经过离心盘侧壁孔隙甩出一次纤维，玻璃液流量为150kg/h～300kg/h，离心盘转速为2000rad/min～2600rad/min，离心盘侧壁孔隙为0.6mm～0.8mm；

(6)上述一次纤维经过高速高温气流牵引作用拉丝形成二次纤维(离心玻璃纤维)，气流速度为450m/s～550m/s，气流温度为700℃～800℃，纤维直径为1μm～4μm，纤维长径比为1000～2000；

(7)上述离心玻璃纤维在向下的引力风机作用下均匀的飘落到集棉机上，集棉机电动功率为15Hz～25Hz；

(8)上述集棉机带动离心玻璃纤维至干法芯材层压设备中热压成型，上、下压板作用时间为5s～10s，瞬时温度为500℃～700℃，此时芯材表层玻璃纤维微融，冷却后形成平整的边角，由于超细玻璃棉芯材导热系数较低，热压时，芯材内部的玻璃纤维发生轻微弯曲但未熔融，延长了芯材的导热路径，提高了芯材的绝热性能。

(9)将芯材冷却至室温，并进行裁切，得到干法超细玻璃棉真空绝热板芯材。

应用效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

(1)完全采用离心玻璃棉作为干法芯材，避免了传统方法必须加入火焰棉才能达到低导热的途径，避免了火焰棉制造成本高、耗能大的缺点，避免了因火焰棉中粉末化纤维含量过高造成的微孔堵塞导致的保温隔热性能降低的缺点，有效地降低了产品成本。

(2)干法芯材在超细玻璃棉离心过程中直接瞬时热压成型，避免了湿法工艺过程复杂、繁冗的缺点，并且生产成本降低。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。

实施例

以560kg废玻璃、96kg长石、56kg白云石、32kg纯碱、56kg硼砂为原料，经过搅拌功率为6KW，混合搅拌时间为30min的机械搅拌混合后，得到颗粒度为0.1mm～15mm的混合料。混合料经1380℃窑炉熔融成玻璃液后，以250kg/h的流量导入转速为2500rad/min、侧壁孔隙为0.7mm的离心盘中离心形成一次纤维。一次纤维经过气流速度为500m/s，气流温度为750℃的高速高温气流牵引作用拉丝形成纤维直径为2μm～4μm，纤维长径比为1000～1500的离心玻璃纤维。离心玻璃纤维在向下的引力风机作用下均匀的飘落到功率为20Hz的集棉机上，并由集棉机传动至层压设备中热压成型，成型瞬时温度为650℃，作用时间为8s。成型后冷却至室温，并进行裁切。

上述仅为本发明的单个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种干法超细玻璃棉真空绝热板芯材，其特征在于该干法芯材完全由离心法制备的超细玻璃纤维组成，并且该干法芯材在超细玻璃棉离心生产过程中直接热压成型。

2.根据权利要求书1所述的芯材，其特征在于该芯材导热系数为0.025W/(m·K)(20℃)～0.04W/(m·K)(20℃)；含水率≤0.8％；孔隙率≥80％；干法芯材内玻璃棉纤维分布均匀。

3.根据权利要求书1所述的超细玻璃棉，其特征在于纤维直径为1μm～4μm；纤维长径比为1000～2000。

4.本发明还公开了一种制备上述芯材的方法，其特征在于包括下述顺序的步骤：

(1)原料准备：废玻璃、长石、白云石、纯碱、硼砂，并化验分析原料成分；

(2)上述原料的成分要求如下：废玻璃中：SiO₂为65％～75％、Al₂O₃为1％～3％、CaO为6％～10％、MgO为2％～5％、Na₂O与K₂O之和为9％～18％；长石中：SiO₂为65％～78％、Al₂O₃为10％～20％、Na₂O与K₂O之和为5％～20％；白云石中：CaO为25％～35％、MgO为15％～25％；纯碱中：Na₂O为45％～65％；硼砂中：Na₂O为10％～25％、B₂O₃为30％～60％；

(3)原料配比：按废玻璃70％～80％、长石10％～15％、白云石6％～10％、纯碱4％～5％、其余为硼砂进行原料称量、机械搅拌混合，搅拌功率为：6～15KW，混合搅拌时间为：20～60min，混合料颗粒度为0.1mm～15mm；

(4)将上述配合料在窑炉中熔融得到玻璃液，熔融温度为1300℃～1450℃；

(5)将上述玻璃液通过漏板、离心机料道导入高速旋转的离心盘中，经过离心盘侧壁孔隙甩出一次纤维，玻璃液流量为150kg/h～300kg/h，离心盘转速为2000rad/min～2600rad/min，离心盘侧壁孔隙为0.6mm～0.8mm；

(6)上述一次纤维经过高速高温气流牵引作用拉丝形成二次纤维(离心玻璃纤维)，气流速度为450m/s～550m/s，气流温度为700℃～800℃，纤维直径为1μm～4μm，纤维长径比为1000～2000；

(7)上述离心玻璃纤维在向下的引力风机作用下均匀的飘落到集棉机上，集棉机电动功率为15Hz～25Hz；

(8)上述集棉机带动离心玻璃纤维至干法芯材层压设备中热压成型，上、下压板作用时间为5s～10s，瞬时温度为500℃～700℃，此时芯材表层玻璃纤维微融，冷却后形成平整的边角，由于超细玻璃棉芯材导热系数较低，热压时，芯材内部的玻璃纤维发生轻微弯曲但未熔融，延长了芯材的导热路径，提高了芯材的绝热性能。

(9)将芯材冷却至室温，并进行裁切，得到干法超细玻璃棉真空绝热板芯材。