CN104266040A - 一种生物可溶性玻璃纤维的真空绝热板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物可溶性玻璃纤维的真空绝热板，包括设置在高阻隔袋内的芯材和吸附剂，其特点是芯材由55~70wt%SiO2；0.5~3wt%Al2O3；13~18wt%Na2O+K2O；7~15wt%MgO+CaO；5~12wt%B2O3组份的离心、喷吹或火焰法制成直径在3um以下生物可溶性结构的超细玻璃纤维经湿法或热压法制作而成，芯材与吸附剂封装高阻隔袋内真空热封后经100~150℃温度进行热处理，制成生物可溶性玻璃纤维的真空绝热板。本发明与现有技术相比具有可溶性结构组份玻璃纤维的真空绝热板，为社会提供一种性能优良、保温效果好、使用寿命长、绿色环保的真空绝热板，作业时即使人体吸入超细玻璃纤维，也容易在人体内溶解和去除，实现真正绿色环保的产品和环境。

Description

一种生物可溶性玻璃纤维的真空绝热板
 
技术领域
本发明涉及建筑保温材料技术领域，具体地说是一种生物可溶性玻璃纤维的真空绝热板。
背景技术
随着国际能源标准的不断强化，为了提高家电及建筑的隔热效果，正在使用比一般隔热材料性能优秀的真空绝热板。真空绝热板比传统隔热材料(聚氨酯、EPS、玻璃棉)优秀8~10倍，并且材料的厚度也变薄，确保了较大内部空间。真空绝热板由隔热及保持形态的芯材，保持真空状态的高气密性阻隔膜，吸收可能渗透到内部的气体、水分及内部可能释放出的气体(outgassing)的吸附剂组成。芯材一般使用玻璃纤维(Vitreous Fiber)和二氧化硅(Fumed silica)，阻隔膜是含铝箔层或者蒸着铝的多层复合膜，吸附剂一般采用吸收水分的生石灰(CaO)和沸石（Zeolite）。芯材用玻璃纤维主要使用建筑上普遍采用的离心棉(Glass wool, 纤维直径 3~6um)和火焰棉(Micro fiber, 纤维直径3um以下)。离心棉和火焰棉都含有细微粉尘，有致癌的危险，国际上对此争论不断，特别是欧洲把玻璃纤维规定为致癌物并限制使用。
作为真空绝热板的芯材主要是玻璃纤维(Vitreous Fiber)为主，玻璃纤维是完全被高阻隔袋包住和切断，但是使用此类真空绝热板的家电产品或建筑物报废解体时发生的细微粉尘可能会被作业者吸入。玻璃纤维是把原料通过1700度以上的高温熔化并制成的直径10um以下的人造矿物纤维。玻璃纤维一般是碱、石灰、矾土、硼硅玻璃纤维， 通过离心盘(Spinner)或火焰(Flame)来纤维化。这样制成的玻璃纤维通过高温热压法或利用水的湿法工艺来制作成芯材，放进Nylon、PET、镀铝PET、铝箔、EVOH、PE等多层结构的复合膜袋子里，为了保证更长久的真空度再放吸附剂，吸附剂主要用吸收水分的生石灰或沸石（Zeolite），提高长期耐久性也会使用含金属粉末的吸附剂。真空绝热板芯材主要用离心棉(离心法玻璃纤维)和火焰棉(火焰法玻璃纤维)，真空绝热板的寿命角度去考虑的话选择孔径(pore size)小的火焰棉好，但是火焰棉被规定为致癌物限制使用，因此离心棉为芯材的真空绝热板为了提高产品耐久性使用价格昂贵的气体和水分吸附剂。
欧盟标准Directive 97/69/EC中可以看到，规定无机纤维的平均直径6um以下，不满足动物实验或特定成分的条件时有致癌危险。玻璃纤维的生物可溶性测定方法是利用KI Index或者溶解度常数值， KI Index : KI = (Na2O + K2O + CaO + MgO + B2O3+ BaO) – 2XAl2O3，一般KI指数是40以上为人体无害，但是满足此结构并达到真空绝热板芯材的物性是非常难的。
目前，用于真空绝热板的玻璃纤维结构组份为SiO2 50~70 wt%,；Al2O3 1~5wt%,；Na2O+K2O 5~10wt%,；CaO 5~15wt%,；MgO 1~5wt%,；B2O5 2~10wt%，通过KI指数来换算得到40以下，6um直径情况下是人体有害的结构组份。 
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种人体可溶性玻璃纤维的真空绝热板，采用生物可溶性结构组份的玻璃纤维，制作纤维直径在3um以下的超细玻璃纤维芯材用于真空绝热板，生物可溶性结构组份的玻璃纤维被人体吸入后可以溶解，提供性能优良、使用寿命长、绿色环保的真空绝热板。
实现本发明目的的具体技术方案是：一种生物可溶性玻璃纤维的真空绝热板，包括设置在高阻隔袋内的保温芯材和吸附剂，其特点是保温芯材由55~70wt % SiO2；0.5~3wt% Al2O3；13~18 wt %Na2O+K2O；7~15 wt % MgO+CaO；5~12 wt% B2O3组份的离心、喷吹或火焰法制作且直径在3um以下的生物可溶性结构的超细玻璃纤维经湿法或热压法制作而成，将保温芯材与吸附剂封装在以铝箔纸为加强阻隔层且蒸镀PET或PE复合膜的高阻隔袋内，真空热封后经100~150℃温度进行热处理，制成高阻隔袋内层的热封层与铝箔纸完全热熔粘连的板材为生物可溶性玻璃纤维的真空绝热板。
所述吸附剂为生石灰(CaO)、沸石（Zeolite）或其与Zr合金的组合。 
本发明与现有技术相比具有可溶性结构组份玻璃纤维的真空绝热板，可制作纤维直径在3um以下的超细玻璃纤维芯材，为社会提供一种性能优良、保温效果好、使用寿命长、绿色环保的真空绝热板，作业时即使人体吸入超细玻璃纤维，也容易在人体内溶解和去除，实现真正绿色环保的产品和环境。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
参阅附图1，本发明由高阻隔袋1、保温芯材2及吸附剂3组成，所述保温芯材2由55~70wt % SiO2；0.5~3wt% Al2O3；13~18 wt %Na2O+K2O；7~15 wt % MgO+CaO；5~12 wt% B2O3组份的离心、喷吹或火焰法制作且直径在3um以下生物可溶性结构组份的超细玻璃纤维经湿法或热压法制作而成；所述高阻隔袋1由铝箔纸加强阻隔层且蒸镀PET或PE多层复合膜组成；所述保温芯材2与吸附剂3封装在高阻隔袋1内抽真空后热封，然后经100~150℃温度进行热处理，制成高阻隔袋1内层的热封层与铝箔纸完全热熔粘连的板材为生物可溶性玻璃纤维的真空绝热板。
以下将通过具体的实施例对本发明做进一步的阐述： 
实施例1
将63.5wt % SiO2；1.5wt% Al2O3；15 wt %Na2O+K2O；12 wt % MgO+CaO；8 wt% B2O3组份的火焰法制成的直径在3um以下生物可溶性结构的超细玻璃纤维，然后通过湿法工艺制成1.0mm以下的薄板，并把此薄板叠层后制成300mm（长）X300mm（宽）X12mm（厚）生物可溶性玻璃纤维的保温芯材2；高阻隔袋1采用三层蒸着PET线性低密度聚乙烯结构的阻隔膜；吸附剂3为CaO；将保温芯材2与吸附剂3封装在高阻隔袋1内真空热封后经120℃温度进行热处理，制成高阻隔袋1内层的热封层与铝箔纸完全热熔粘连的板材为生物可溶性玻璃纤维的真空绝热板。
实施例2
将61wt % SiO2；2.0wt% Al2O3；16 wt %Na2O+K2O；10wt % MgO+CaO；11 wt% B2O3组份的离心法制成的直径在3um以下生物可溶性结构的超细玻璃纤维，然后通过湿法工艺制成300mm（长）X300mm（宽）X12mm（厚）生物可溶性玻璃纤维的保温芯材2；高阻隔袋1采用三层蒸着PET线性低密度聚乙烯结构的阻隔膜；吸附剂3为Zeolite；将保温芯材2与吸附剂3封装在高阻隔袋1内真空热封后经135℃温度进行热处理，制成高阻隔袋1内层的热封层与铝箔纸完全热熔粘连的板材为生物可溶性玻璃纤维的真空绝热板。
对比例1
将63.5wt % SiO2；1.5wt% Al2O3；15 wt %Na2O+K2O；12 wt % MgO+CaO；8 wt% B2O3组份的火焰法制成的直径在6um的生物可溶性结构玻璃纤维，然后通过湿法工艺制成1.0mm以下的薄板，并把此薄板叠层后制作300mm（长）X300mm（宽）X12mm（厚）生物可溶性玻璃纤维的保温芯材2；高阻隔袋1采用三层蒸着PET线性低密度聚乙烯结构的阻隔膜；吸附剂3为CaO；将保温芯材2与吸附剂3封装在高阻隔袋1内真空热封后经120℃温度进行热处理，制成高阻隔袋1内层的热封层与铝箔纸完全热熔粘连的板材为生物可溶性玻璃纤维的真空绝热板。
对比例2
将61wt % SiO2；2.0wt% Al2O3；16 wt %Na2O+K2O；10wt % MgO+CaO；11 wt% B2O3组份的离心法制成的直径在9um的生物可溶性结构玻璃纤维，然后通过湿法工艺制成300mm（长）X300mm（宽）X12mm（厚）生物可溶性玻璃纤维的保温芯材2；高阻隔袋1采用三层蒸着PET线性低密度聚乙烯结构的阻隔膜；吸附剂3为Zeolite；将保温芯材2与吸附剂3封装在高阻隔袋1内真空热封后经135℃温度进行热处理，制成高阻隔袋1内层的热封层与铝箔纸完全热熔粘连的板材为生物可溶性玻璃纤维的真空绝热板。
将上述各实施例和对比例制作的真空绝热板，经热传导率检测仪检测其性能如下表1：（热传导率检测仪使用 EKO-074-300或Netzsch 436 Lambda。
为了评价耐久性，做了加速老化实验，加速条件是在70℃温度进行）
表1                     性能测试对比表
                                                
   本发明采用直径在3um以下的生物可溶性结构的玻璃纤维制成芯材用于制作真空绝热板，芯材孔径极小提升真空绝热板的耐久性和良好的保温效果。该结构的玻璃纤维被人体吸入后是可以被溶解，实现真正绿色环保的产品和环境。
以上只是对本发明作进一步的说明，并非用以限制本专利的实施应用，凡为本发明等效实施，均应包含于本专利的权利要求范围之内。

Claims (2)

1.一种生物可溶性玻璃纤维的真空绝热板，包括设置在高阻隔袋内的保温芯材和吸附剂，其特征在于保温芯材由55~70wt % SiO2；0.5~3wt% Al2O3；13~18 wt %Na2O+K2O；7~15 wt % MgO+CaO；5~12 wt% B2O3组份的离心、喷吹或火焰法制作且直径在3um以下的生物可溶性结构的超细玻璃纤维经湿法或热压法制作而成；所述保温芯材与吸附剂封装在以铝箔纸为加强阻隔层且蒸镀PET或PE复合膜的高阻隔袋内，真空热封后经100~150℃温度进行热处理，制成高阻隔袋内层的热封层与铝箔纸完全热熔粘连的板材为生物可溶性玻璃纤维的真空绝热板。
2.根据权利要求1所述生物可溶性玻璃纤维的真空绝热板，其特征在于所述吸附剂为生石灰、沸石或其与Zr合金的组合。
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