CN105058951A - 一种隔热织物、其制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种隔热织物、其制备方法及其应用。本发明所述的隔热织物包含隔热胶粘剂,其制备方法为:先调配隔热胶粘剂;再以陶瓷纤维或玻璃纤维织物作为承载体,在每片承载体上分多次刷涂隔热胶粘剂,模压成型即可;其中所述的隔热胶粘剂是改性树脂中加入改性树脂质量1~5%的木塑复合材料混合均匀,隔热胶粘剂的控制用量在200~480g/m2。本发明生产的隔热织物具有较好的隔热特性,同时还可为隔热体系提供良好的弯曲强度、拉伸强度与压缩强度,且制备方法操作简单,隔热垫的性能好、成本低,可广泛应用于高温环境的隔热体系。
Description
技术领域
本发明属于纺织技术领域,尤其涉及一种隔热织物、其制备方法及其应用。
背景技术
隔热垫作为一种高温环境下的保护装置,具有非常广泛的使用用途,如航天领域,在制造航天飞机时,必须要考虑在高速飞行时,航天飞机所需要经受极为恶劣的环境。同时,在航天飞机进入预定轨道的起飞过程和返回地面的回收过程中,由于空气阻力的作用,高速飞行的航天飞机表面会产生摩擦热,使飞行器表面温度升高,如没有较好的隔热系统,高温会经过蒙皮、骨架传入飞行器内部,导致飞行器内部产生温度上升,进而影响仪器、仪表的运行稳定性,影响飞行安全。为了保证飞行人员安全和机载设备的正常运转,常常需要对机载仪器、部件和蒙皮采用一定的保温和隔热措施,尽可能地降低航天器内部的温度变化。此外,隔热系统还有一个功能,就是帮助机舱在极端冷热交替的太空中,保持恒温,也就是说,防止机舱的热散溢到太空中,也防止高温从机舱外传入。隔热系统覆盖整架航天飞机,因各部位的隔热要求不同,所以现有技术中是根据不同部位与需求,使用数种不同的隔热材料。隔热垫还可以应用于金属冶炼、加工或合金材料加工待高温环境下的研究和生产领域。现有技术中,隔热时多采用聚四氟乙烯板进行隔热,但聚四氟乙烯板密度大、成本高,力学性能相对较差,强度不能满足要求,更重要的是聚四氟乙烯板不能加工成为曲面,所以其应用场合严重受限。现有技术中曲面形状下的隔热还可采用树脂加纤维的复合材料加压后制成隔热垫,但这类隔热垫的隔热性能差,不能满足隔热要求。
木塑复合材料集木材和塑料的优点于一身,具有质量轻、强度高、成本低和绿色环保、效益明显的优点,凭借成本和性能上的双重优势,近几年来得到世界上许多国家,特别是欧美及日本等发达国家的普遍重视,各国的科研人员都在积极地进行木塑复合材料及其加工设备的研究开发工作。木塑复合材料的应用领域不断扩大,越来越多地替代其它传统材料。
虽然木塑复合材料具有上述优点但是在实际应用中,由于极性的木质纤维和非极性的塑料相容性较差,给材料造成力学及其它性能上的缺陷。随着材料技术的发展,木塑材料应用日益广泛,并在许多功能性领域展现出良好的应用前景,但同时也暴露出材料本身的性能缺陷,需要进一步优化,如隔热性能等。
因此,寻找一种具有优异的隔热性能的隔热织物以应用于隔热体系是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种隔热织物、其制备方法及其应用,所述隔热织物具有优良的隔热性能,可以广泛应用于隔热体系。
为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种隔热织物的制备方法,其包括以下步骤:
(1)调配隔热胶粘剂:在改性树脂中加入改性树脂质量1~5%的木塑复合材料粉末,混合均匀;
(2)刷涂隔热胶粘剂制造隔热织物:将陶瓷纤维或玻璃纤维织物作为承载体,在每片承载体上分多次刷涂所述的隔热胶粘剂;
(3)织物铺叠:将经处理好的多层刷涂隔热胶粘剂的织物进行铺叠;
(4)模压成型:将所述织物放在热压机上模压成型。
本发明的步骤(1)中,所述改性树脂为酚醛改性树脂或有机硅改性树脂。
本发明的步骤(1)中,所述木塑复合材料按重量百分含量包括以下组分:20~50%聚烯烃、48~70%木粉、1-5%中空二氧化硅、0.1-5%改性剂。
本发明中所述木塑复合材料中,聚烯烃的重量百分含量为20-50%,例如可以是20%、22%、25%、28%、30%、32%、35%、40%、45%、50%。
本发明中所述木塑复合材料中,木粉的重量百分含量为48-70%,例如可以是48%、49%、50%、52%、55%、60%、65%、70%。
本发明中所述木塑复合材料中,中空二氧化硅的重量百分含量为1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5、5%。
本发明中所述木塑复合材料中,改性剂的重量百分含量为0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%。
优选地,所述木粉含水量<2wt%;优选地,所述木粉为树木粉、锯末粉、木材废料粉、果壳粉或农作物粉中的1种或至少2种的组合。
优选地,所述中空二氧化硅由粒径分别为30-80nm、110nm-280nm、340nm-500nm和580-720nm的中空二氧化硅组成;其中,所述粒径为30-80nm的中空二氧化硅含量为10-35vol%;110nm-280nm的中空二氧化硅含量为15-30vol%;粒径为340nm-500nm的中空二氧化硅含量为30-35vol%;粒径为580-720nm的中空二氧化硅含量为20-25vol%。
优选地,所述隔热胶粘剂原料中还包括改性树脂质量0.5~2%的二氧化钛。
本发明的步骤(2)中,所述隔热胶粘剂的控制用量在200~480g/m2,例如可以是200g/m2、220g/m2、280g/m2、300g/m2、350g/m2、380g/m2、400g/m2、420g/m2、450g/m2、480g/m2,优选为300~350g/m2。
本发明的步骤(3)中,所述每次刷涂工序之间晾置20~60分钟,涂完之后,晾置300~360min。
本发明的步骤(4)中,将所述织物放在热压机上,于150~180℃的温度下预热20~40min后,加压0.80~1.2MPa压力,保压固化30~90min后,降温至75~85℃,泄压,然后在170~210℃的烘箱中后处理160~200min,冷却至室温取出。
作为优选的技术方案,所述方法包括:
(1)调配隔热胶粘剂:在改性树脂中加入改性树脂质量1~5%的木塑复合材料粉末,混合均匀;所述木塑复合材料按重量百分含量包括以下组分:20~50%聚烯烃、48~70%木粉、1-5%中空二氧化硅、0.1-5%改性剂;
(2)刷涂隔热胶粘剂制造隔热织物:将陶瓷纤维或玻璃纤维织物作为承载体,在每片承载体上分多次刷涂所述的隔热胶粘剂;所述隔热胶粘剂的控制用量在200~480g/m2;
(3)织物铺叠:将经处理好的多层刷涂隔热胶粘剂的织物进行铺叠;每次刷涂工序之间晾置20~60分钟,涂完之后,晾置300~360min;
(4)模压成型:将所述织物放在热压机上,于150~180℃的温度下预热20~40min后,加压0.80~1.2MPa压力,保压固化30~90min后,降温至75~85℃,泄压,然后在170~210℃的烘箱中后处理160~200min,冷却至室温取出。
其中,木塑复合材料的制备方法为:先将木粉和改性剂溶液混合,得到预处理后的木粉;再将得到的预处理后的木粉、塑料粉料和中空二氧化硅混合,得到混料;将得到的混料挤出,得到所述木塑复合材料。
第二方面,本发明还提供了一种如第一方面所述的方法制备得到的隔热织物。
第三方面,本发明还提供了如第二方面所述的隔热织物在隔热体系中的应用。
与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:
(1)本发明充分利用了改性树脂、木塑复合材料的隔热特性,利用陶瓷纤维或玻璃纤维织物的强度和韧性,进行模压加工后制成的隔热织物具有较好的隔热特性,同时还可为隔热体系提供良好的弯曲强度、拉伸强度与压缩强度,其中,所得隔热织物的导热系数(室温)为0.1017-0.1232W/K.m,拉伸强度为40.8-45.8MPa,冲击强度为9.1-10.2kJ/m2,硬度为78.1-82.5。
(2)本发明制备隔热织物的方法操作简单,制得的隔热织物的性能好、成本低,填补了国内隔热领域的研发空白,可广泛应用于高温环境的隔热体系,具有较高的市场推广和应用价值。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
按照以下步骤进行隔热织物的制备:
(1)调配隔热胶粘剂:在改性树脂中加入改性树脂质量1%的木塑复合材料粉末,混合均匀;所述木塑复合材料按重量百分含量包括以下组分:20%聚烯烃、70%木粉、5%中空二氧化硅、5%改性剂;所述木塑复合材料的制备方法为:将体积分数为5%的改性剂溶液喷洒处理木粉,转速为300rpm,然后加入高速混合机中进行预混合至少0.5h,温度30℃;按照比例依次把得到的木粉、塑料粉料和中空二氧化硅加入高速混合机中,温度控制在100℃,高速混合至少10min;将混料置于125℃的双螺杆挤出机中混合挤出;
(2)刷涂隔热胶粘剂:将陶瓷纤维或玻璃纤维织物作为承载体,在每片承载体上分多次刷涂所述的隔热胶粘剂;所述隔热胶粘剂的控制用量在200g/m2;
(3)织物铺叠:将经处理好的多层刷涂隔热胶粘剂的织物进行铺叠;每次刷涂工序之间晾置20分钟,涂完之后,晾置300min;
(4)模压成型:将所述织物放在热压机上,于150℃的温度下预热40min后,加压0.80MPa压力,保压固化30min后,降温至75℃,泄压,然后在210℃的烘箱中后处理160min,冷却至室温取出。
实施例2
(1)调配隔热胶粘剂:在改性树脂中加入改性树脂质量2%的木塑复合材料粉末,混合均匀;所述木塑复合材料按重量百分含量包括以下组分:50%聚烯烃、48.9%木粉、1%中空二氧化硅、0.1%改性剂;所述木塑复合材料的制备方法为:将体积分数为40%的改性剂溶液喷洒处理木粉,转速为1500rpm,然后加入高速混合机中进行预混合至少0.5h,温度60℃;按照比例依次把得到的木粉、塑料粉料和中空二氧化硅加入高速混合机中,温度控制在70℃,高速混合至少10min;将混料置于150℃的双螺杆挤出机中混合挤出;
(2)刷涂隔热胶粘剂:将陶瓷纤维或玻璃纤维织物作为承载体,在每片承载体上分多次刷涂所述的隔热胶粘剂;所述隔热胶粘剂的控制用量在280g/m2;
(3)织物铺叠:将经处理好的多层刷涂隔热胶粘剂的织物进行铺叠;每次刷涂工序之间晾置30分钟,涂完之后,晾置310min;
(4)模压成型:将所述织物放在热压机上,于160℃的温度下预热30min后,加压0.82MPa压力,保压固化40min后,降温至78℃,泄压,然后在210℃的烘箱中后处理190min,冷却至室温取出。
实施例3
(1)调配隔热胶粘剂:在改性树脂中加入改性树脂质量3%的木塑复合材料粉末,混合均匀;所述木塑复合材料按重量百分含量包括以下组分:30%聚烯烃、60%木粉、5%中空二氧化硅、5%改性剂;所述木塑复合材料的制备方法为:将体积分数为50%的改性剂溶液喷洒处理木粉,转速为2000rpm,然后加入高速混合机中进行预混合至少0.5h,温度100℃;按照比例依次把得到的木粉、塑料粉料和中空二氧化硅加入高速混合机中,温度控制在100℃,高速混合至少10min;将混料置于270℃的双螺杆挤出机中混合挤出;
(2)刷涂隔热胶粘剂:将陶瓷纤维或玻璃纤维织物作为承载体,在每片承载体上分多次刷涂所述的隔热胶粘剂;所述隔热胶粘剂的控制用量在400g/m2;
(3)织物铺叠:将经处理好的多层刷涂隔热胶粘剂的织物进行铺叠;每次刷涂工序之间晾置50分钟,涂完之后,晾置340min;
(4)模压成型:将所述织物放在热压机上,于170℃的温度下预热40min后,加压1MPa压力,保压固化60min后,降温至80℃,泄压,然后在200℃的烘箱中后处理170min,冷却至室温取出。
实施例4
(1)调配隔热胶粘剂:在改性树脂中加入改性树脂质量5%的木塑复合材料粉末,混合均匀;所述木塑复合材料按重量百分含量包括以下组分:45%聚烯烃、49木粉、3%中空二氧化硅、3%改性剂;所述木塑复合材料的制备方法为:将体积分数为15%的改性剂溶液喷洒处理木粉,转速为1000rpm,然后加入高速混合机中进行预混合至少0.5h,温度50℃;按照比例依次把得到的木粉、塑料粉料和中空二氧化硅加入高速混合机中,温度控制在60℃,高速混合至少10min;将混料置于200℃的双螺杆挤出机中混合挤出;
(2)刷涂隔热胶粘剂:将陶瓷纤维或玻璃纤维织物作为承载体,在每片承载体上分多次刷涂所述的隔热胶粘剂;所述隔热胶粘剂的控制用量在480g/m2;
(3)织物铺叠:将经处理好的多层刷涂隔热胶粘剂的织物进行铺叠;每次刷涂工序之间晾置60分钟,涂完之后,晾置360min;
(4)模压成型:将所述织物放在热压机上,于180℃的温度下预热40min后,加压0.9MPa压力,保压固化90min后,降温至85℃,泄压,然后在205℃的烘箱中后处理200min,冷却至室温取出。
通过将实施例1-4进行测试后可以得出,所得隔热织物的导热系数(室温)为0.1017-0.1232W/K.m,拉伸强度为40.8-45.8MPa,冲击强度为9.1-10.2kJ/m2,硬度为78.1-82.5。
通过上述实施例可以看出,本发明制得的隔热织物具有良好的隔热性,机械性能好,适用于隔热体系,具有重要的应用价值。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (9)
1.一种隔热织物的制备方法,其特征在于,其包括以下步骤:
(1)调配隔热胶粘剂:在改性树脂中加入改性树脂质量1~5%的木塑复合材料粉末,混合均匀;
(2)刷涂隔热胶粘剂:将陶瓷纤维或玻璃纤维织物作为承载体,在每片承载体上分多次刷涂所述的隔热胶粘剂;
(3)织物铺叠:将经处理好的多层刷涂隔热胶粘剂的织物进行铺叠;
(4)模压成型:将所述织物放在热压机上模压成型。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述改性树脂为酚醛改性树脂或有机硅改性树脂。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述木塑复合材料按重量百分含量包括以下组分:20~50%聚烯烃、48~70%木粉、1-5%中空二氧化硅、0.1-5%改性剂;
优选地,所述木粉含水量<2wt%;优选地,所述木粉为树木粉、锯末粉、木材废料粉、果壳粉或农作物粉中的1种或至少2种的组合;
优选地,所述中空二氧化硅由粒径分别为30-80nm、110nm-280nm、340nm-500nm和580-720nm的中空二氧化硅组成;其中,所述粒径为30-80nm的中空二氧化硅含量为10-35vol%;110nm-280nm的中空二氧化硅含量为15-30vol%;粒径为340nm-500nm的中空二氧化硅含量为30-35vol%;粒径为580-720nm的中空二氧化硅含量为20-25vol%;
优选地,所述隔热胶粘剂原料中还包括改性树脂质量0.5~2%的二氧化钛。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,所述隔热胶粘剂的控制用量在200~480g/m2,优选为300~350g/m2。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,步骤(3)中,所述每次刷涂工序之间晾置20~60分钟,涂完之后,晾置300~360min。
6.如权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,步骤(4)中,将所述织物放在热压机上,于150~180℃的温度下预热20~40min后,加压0.80~1.2MPa压力,保压固化30~90min后,降温至75~85℃,泄压,然后在170~210℃的烘箱中后处理160~200min,冷却至室温取出。
7.如权利要求1-6任一项所述的方法,其特征在于,所述方法包括:
(1)调配隔热胶粘剂:在改性树脂中加入改性树脂质量1~5%的木塑复合材料粉末,混合均匀;所述木塑复合材料按重量百分含量包括以下组分:20~50%聚烯烃、48~70%木粉、1-5%中空二氧化硅、0.1-5%改性剂;
(2)刷涂隔热胶粘剂制造隔热织物:将陶瓷纤维或玻璃纤维织物作为承载体,在每片承载体上分多次刷涂所述的隔热胶粘剂;所述隔热胶粘剂的控制用量在200~480g/m2;
(3)织物铺叠:将经处理好的多层刷涂隔热胶粘剂的织物进行铺叠;每次刷涂工序之间晾置20~60分钟,涂完之后,晾置300~360min;
(4)模压成型:将所述织物放在热压机上,于150~180℃的温度下预热20~40min后,加压0.80~1.2MPa压力,保压固化30~90min后,降温至75~85℃,泄压,然后在170~210℃的烘箱中后处理160~200min,冷却至室温取出。
8.如权利要求1-7任一项所述的方法制备得到的隔热织物。
9.如权利要求8所述的隔热织物在隔热体系中的应用。
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2015
- 2015-08-25 CN CN201510526193.9A patent/CN105058951A/zh active Pending
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