CN103572644A - 一种多组分纤维混杂的复合材料毡及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多组分纤维混杂的复合材料毡及其制作方法，其特征在于由玻璃棉纤维和低熔点可熔融的纤维组成，且包括70～90％的孔隙率，其中超细玻璃棉纤维所占重量比为70～90％，低熔点可熔融纤维所占重量比为10～30％。其中，超细玻璃棉纤维直径为2～7μm，低熔点可熔融纤维直径在1～10μm之间。本发明所述的芯材不仅有更低的密度，还有更高的撕裂强度，更高的孔隙率，克服了纯玻璃纤维材料毡或芯材压缩后回弹性大的缺点。该多组分纤维混杂的复合材料芯材可以用作真空绝热板的芯材，也可用作建筑、机械、热能等领域的隔热元件或隔热填料。

Description

一种多组分纤维混杂的复合材料毡及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种复合材料毡及其制作方法，特别是涉及一种多组分纤维混杂的复合材料毡及其制作方法。

背景技术

近年来，石油、煤炭等化石能源价格高涨，二氧化碳排放量居高不下，这些对人类高质量的生存环境构成了很大威胁，社会对隔热、保温、节能、降耗材料提出了越来越高的要求。真空绝热板(VIP板)导热系数可达0.008W/(m·K)以下，是常规绝热材料导热系数的1/4左右，也是世界上热阻最大的绝热材料。真空绝热板具有A级不燃、优异的保温性能、质轻、绿色环保等众多独特的优点，将真空绝热板应用于建筑保温领域，将对节约能耗、保护环境具有重要意义。

芯材是真空绝热板中的支撑体，是一种多孔毡，具有高的孔隙率，且不能被无限压缩，是决定真空绝热板漏气后能否保持原状长期服役的关键。多孔材料毡应用在真空绝热板中，被阻气阻热薄膜包装后，一般被称为芯材。尽管毡的结构、形状有多种多样，但其材质均为低导热系数材料。

目前毡或芯材技术主要是以玻璃棉为主体。但是，单纯由玻璃纤维构成的材料毡或芯材中，玻璃纤维之间的抓取力完全由长的玻璃纤维之间的缠绕作用实现。因此，玻璃纤维芯材的撕裂强度有限。另外，单纯由玻璃纤维构成的材料毡或芯材的回弹率过大，一旦高效阻隔膜刺破，真空绝热板内的隔热纤维材料会产生空鼓现象，严重地影响了真空绝热板的使用性能。另外，玻璃纤维材料的价格普遍偏高，限制了它的广泛应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有的材料毡及其制作方法的缺点，提供一种多组分纤维混杂的复合材料毡及其制作方法，该复合材料毡可用作建筑、机械、热能等领域的隔热元件或隔热填料，也可以用作真空绝热板的芯材。

为解决上述问题，本发明提供一种多组分纤维混杂的复合材料毡，其特征在于包括玻璃纤维材料和低熔点可熔融纤维材料，两种材料以一定比例混杂，其中玻璃纤维材料所占重量比为70～90％，低熔点可熔融纤维材料所占重量比为10～30％。

低熔点可熔融纤维材料特征在于选自聚乙烯纤维、聚酯纤维、涤纶纤维或它们的组合。低熔点可熔融纤维材料的熔点在250℃以下，并有很好的粘性。玻璃纤维与低熔点可熔融纤维均匀分布，两者共同作为骨架支撑整块毡。玻璃纤维与部分熔化的低熔点可熔融的纤维材料点接触粘合，不仅使得芯材或毡的撕裂等强度提升了，而且抑制了玻璃纤维回弹的现象。

本发明所述的多组分纤维混杂的复合材料毡的特征在于是由两种或两种以上材质的纤维材料组成的复合结构。玻璃纤维和低熔点可熔融纤维之间组成细小的孔隙，整块毡或芯材保持70～90％的孔隙率。

为了解决上述问题，本发明还提供一种上述多组分纤维混杂的复合材料毡的制作方法，其特征在于包括下述顺序的步骤：

(1)将一定量的玻璃棉和低熔点可熔融纤维加入打浆机中进行分散，以水为分散剂和溶剂，把玻璃棉纤维或矿物棉纤维原料离解成棉浆，搅拌均匀并将其稀释，稀释后料浆中固液比控制在1～3％之间；

(2)将搅拌均匀的混合料浆输送至双网挤浆机的过滤网上进行抄造，厚度控制在5～32mm之间，将抄造所得物进行真空抽吸除水并压榨后制得毡坯；

(3)将毡坯裁切加工，或打孔、或切角、或平整；

(4)进入烘箱烘干，烘箱长度10～30米，烘箱中心温度在250～400℃之间，烘箱入口和烘箱出口半封闭，整个烘箱内，温度按照长度方向呈现中间高两边低的特征，烘干时间控制在10～20min之间；

(5)将干燥后的毡进行分切，即获得不同规格和型号的复合材料成品毡。

本发明中所述的玻璃棉纤维直径为2μm～7μm，低熔点可熔融纤维的直径在1～10μm之间。制备出来的多组分纤维混杂的复合材料毡的厚度为3mm～30mm，常温下毡的导热系数为0.02W/(m·K)～0.07W/(m·K)。

与现有材料芯材或毡及其制作方法相比，本发明的优点在于：(1)本发明所述的多组分纤维混杂的复合材料毡的密度比同类产品低，撕裂强度又比同类产品高；(2)孔隙率比同类产品高，保证了芯材的低导热系数、高热阻的性质；(3)克服了纯玻璃纤维材料毡或芯材压缩后回弹性大的缺点。

具体实施方法

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1

将70份玻璃棉和30份聚酯纤维加入打浆机，同时加入水和白水进行分散制浆，用机械和化学的方法把玻璃棉纤维原料离解成本色料浆，该处所述白水即抄造工段废水，白水主要含有细小纤维、填料、涂料和溶解了的木材成分，以及添加剂等；

将混合浆液输送至配浆池中进行搅拌均匀成浆，加入白水对其进行稀释，稀释至浓度1～2％；

将搅拌均匀的混合浆液输送至双网挤浆机的过滤网上进行抄造，厚度控制在12mm，将抄造所得物进行真空抽吸除水并压榨后制得毡坯；

将毡坯裁切加工，或打孔、或切角、或平整；

将毡坯置于烘箱内烘干成型，烘箱中心温度控制在350℃，烘箱入口和烘箱出口半封闭，整个烘箱内温度是一个连续升高和连续降低的过程，烘干时间控制在15min；

将干燥后的毡半成品进行分切制成不同规格和型号的毡成品。

本实施例中，对废水进行回收利用，具有绿色环保的特点。制备出来的多组分纤维混杂的复合材料毡的气孔率为82％，孔隙小并均匀的分布在毡内部。

实施例2

将84份玻璃棉纤维、10份聚酯纤维、6份涤纶纤维加入打浆机，同时加入水和白水进行分散制浆；

将棉浆输送至配浆池中进行搅拌均匀成浆，加入白水对其进行稀释，稀释至浓度1.5～2.5％；

将搅拌均匀的混合浆液输送至双网挤浆机的过滤网上进行抄造，厚度控制在17mm，将抄造所得物进行真空抽吸除水并压榨后制得毡坯；

将毡坯裁切加工，或打孔、或切角、或平整；

将毡坯置于烘箱内烘干成型，烘箱中心温度控制在300℃，烘箱入口和烘箱出口半封闭，整个烘箱内温度是一个连续升高和连续降低的过程，烘干时间控制在10min；

将干燥后的毡半成品进行分切制成不同规格和型号的毡成品。

实施例3

将90份玻璃棉纤维、4份聚乙烯纤维、4份聚酯纤维和2份涤纶纤维加入打浆机，同时加入水和白水进行分散制浆；

将棉浆输送至配浆池中进行搅拌均匀成浆，加入白水稀释至浓度1～1.5％；

将搅拌均匀的混合浆液输送至双网挤浆机的过滤网上进行抄造，厚度控制在22mm，将抄造所得物进行真空抽吸除水并压榨后制得毡坯；

将毡坯裁切加工，或打孔、或切角、或平整；

将毡坯置于烘箱内烘干成型，烘箱中心温度控制在370℃，烘干时间为20min；

将干燥后的毡半成品进行分切制成不同规格和型号的毡成品。

上述仅为本发明的几个具体实施方式，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。

Claims (6)

1.一种多组分纤维混杂的复合材料毡，其特征在于由玻璃纤维材料和低熔点可熔融的纤维材料组成，且包括70～90％的孔隙率，其中玻璃纤维材料所占重量比为70～90％，低熔点可熔融纤维材料所占重量比为10～30％。

2.依据权利要求书1所述，其特征在于低熔点可熔融纤维材料为聚乙烯纤维、聚酯纤维、涤纶纤维或它们的组合。

3.根据权利要求书1所述，其特征在于玻璃棉纤维直径为2μm～7μm，低熔点可熔融纤维的直径在1～10μm之间。

4.依据权利要求书1所述，其特征在于低熔点可熔融纤维材料的熔点在250℃以下，并有很好的粘性。

5.依据权利要求书1所述，其特征在于玻璃纤维与部分熔化的低熔点可熔融的纤维材料点接触粘合。

6.一种多组分纤维混杂的复合材料毡的制作方法，其特征在于包括下述顺序的步骤：

(1)将一定量的玻璃棉和低熔点可熔融纤维加入打浆机中进行分散，以水为分散剂和溶剂，把玻璃棉纤维或矿物棉纤维原料离解成棉浆，搅拌均匀并将其稀释，稀释后料浆中固液比控制在1～3％之间；

(2)将搅拌均匀的混合料浆输送至双网挤浆机的过滤网上进行抄造，厚度控制在5～32mm之间，将抄造所得物进行真空抽吸除水并压榨后制得毡坯；

(3)将毡坯裁切加工，或打孔、或切角、或平整；

(4)进入烘箱烘干，烘箱长度10～30米，烘箱中心温度在250～400℃之间，烘箱入口和烘箱出口半封闭，整个烘箱内，温度按照长度方向呈现中间高两边低的特征，烘干时间控制在10～20min之间；

(5)将干燥后的毡进行分切，即获得不同规格和型号的复合材料成品毡。