CN107588287B - 一种真空绝热板芯材及其制备方法以及一种真空绝热板 - Google Patents

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本发明提供了一种真空绝热板芯材，其中，所述真空绝热板芯材包括矿棉板，所述矿棉板的密度为250‑300Kg/m3。本发明还提供了所述真空绝热板芯材的制备方法，以及包括所述真空绝热板芯材的真空绝热板。本发明提供的真空绝热板芯材不仅促进了废物再利用，而且明显降低了真空绝热板芯材的生产成本且获得较好的防火性能，能够经济有效的用于生产移动板房领域。

Description

一种真空绝热板芯材及其制备方法以及一种真空绝热板
技术领域
本发明涉及一种真空绝热板芯材及其制备方法以及一种真空绝热板。
背景技术
真空绝热板的英文是“Vacuum Insulation Panel”，简称VIP板，是保温材料中的一种，是由填充芯材与真空保护表层复合而成，它有效地避免空气对流引起的热传递，因此导热系数可大幅度降低，小于0.0025w/m.k，并且不含有任何OD材料(消耗臭氧层物质)，具有环保和高效节能的特性，是目前世界上最先进的高效保温材料。
芯材是VIP板的重要组成部分，对真空绝热板的导热系数起到至关重要的作用，抽真空后的芯材具有一定的强度，能起到骨架支撑的作用，而芯材的纤维分布对VIP板的绝热度起决定性作用。芯材的纤维分布越均匀，它的导热系数越低，那么绝热性能越好。
目前真空绝热板的芯材主要分为粉体芯材、微孔聚氨酯芯材和玻璃纤维芯材，粉体芯材则采取纳米级气象二氧化硅为材料的真空绝热板，成本较高；而玻璃纤维芯材的真空绝热板由于膨胀系数高在应用中则有局限性；微孔聚氨酯芯材的防火性能较差。此外，这三种芯材在生产过程中均生产成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产成本较低且防火性能较高的真空绝热板芯材。
本发明的另一目的是提供一种制备上述生产成本较低且防火性能较高的真空绝热板芯材的方法。
本发明的另一目的是提供一种包括上述真空绝热板芯材的真空绝热板。
本发明的目的是通过如下的技术方案实现的：
本发明提供了一种真空绝热板芯材，其中，所述真空绝热板芯材包括矿棉板，所述矿棉板的密度为250-300Kg/m3。
优选情况下，所述矿棉板的密度为250-280Kg/m3。
优选情况下，所述矿棉板的厚度为9-20mm。
优选情况下，所述矿棉板包括粒状棉、粘合剂、絮凝剂；相对于所述粒状棉的含量，所述粘合剂的含量为2-7重量％，所述絮凝剂的含量为0.1-0.23重量％。
优选情况下，所述粒状棉的酸度系数为1.5-1.8。
优选情况下，所述粒状棉的原材料包括矿渣和辅料，所述矿渣和辅料的重量比为1：0.04-0.1。
优选情况下，所述粘合剂选自淀粉；所述絮凝剂选自阴离子聚丙烯酰胺。
优选情况下，所述矿棉板还包括玻璃纤维；相对于所述粒状棉的含量，所述玻璃纤维的含量为0.2-0.5重量％。
本发明还提供了一种制备如上所述的真空绝热板芯材的方法，其中，所述方法包括将粒状棉、粘合剂、絮凝剂及任选地玻璃纤维混合制浆，成型、干燥、切割、烘干后真空塑封。
本发明还提供了一种真空绝热板，其中，其包括如上所述的真空绝热板芯材。
本发明提供的真空绝热板芯材，利用矿棉板作为原料，通过控制矿棉板的密度，能够有效控制该真空绝热板芯材的导热系数，从而能够获得绝热性能较好的真空绝热板芯材。另外，本发明采用矿棉板作为芯材的原料，特别地，可以选用矿渣和辅料制备的粒状棉来获得矿棉板，不仅促进了废物再利用，而且明显降低了真空绝热板芯材的生产成本且获得较好的防火性能，能够经济有效的用于生产移动板房领域，例如外墙保温。
具体实施方式
下面将通过实施例对本发明作进一步的描述，这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定。本领域的技术人员应理解，对本发明技术特征所作的等同替换，或相应的改进，仍属于本发明的保护范围之内。
本发明提供了一种真空绝热板芯材，其中，所述真空绝热板芯材包括矿棉板，所述矿棉板的密度为250-300Kg/m3。
本发明中，只要矿棉板的密度在250-300Kg/m3的范围内即可实现本发明的目的。优选情况下，所述矿棉板的密度为250-280Kg/m3时，能够更好的获得绝热性能更好的真空绝热板芯材。
本发明中，所述矿棉板的厚度可以是本领域常规的厚度。优选情况下，所述矿棉板的厚度可以为9-20mm。
本发明中，所述矿棉板可以是本领域常规使用的矿棉板。优选情况下，所述矿棉板包括粒状棉、粘合剂、絮凝剂。本发明中，所述矿棉板中各组分的含量可以为本领域技术人员已知的含量。优选情况下，相对于所述粒状棉的含量，所述粘合剂的含量可以为2-7重量％，所述絮凝剂的含量可以为0.1-0.23重量％。
本发明中，所述粒状棉的酸度系数可以在本领域的常规范围内。优选情况下，所述粒状棉的酸度系数可以在1.5-1.8的范围内。本发明的发明人经过大量的实验意外的发现，通过控制粒状棉的酸度系数在1.5-1.8的范围内制得的矿棉板，能够有效的获得具有较好的绝热性能的真空绝热板芯材。本发明中，酸度系数指粒状棉化学组成中二氧化硅、三氧化二铝含量与氧化钙、氧化镁含量之比。
本发明中，所述粒状棉可以是本领域常规的粒状棉。优选情况下，所述粒状棉的原材料可以包括矿渣和辅料。其中，矿渣可以包括炼钢矿渣和炼铁矿渣。辅料可以包括石英砂和粉煤灰。在所述粒状棉中，所述矿渣和辅料的重量比可以为1：0.04-0.1，能够获得绝热效果较好的真空绝热板芯材。
本发明中，所述粘合剂和絮凝剂可以是本领域常用的粘合剂和絮凝剂。优选情况下，所述粘合剂可以选自淀粉；所述絮凝剂可以选自阴离子聚丙烯酰胺。
为了实现其他目的，例如进一步增强真空绝热板芯材的强度，优选情况下，所述矿棉板还可以包括玻璃纤维。所述玻璃纤维的含量可以为本领域的常规含量，优选情况下，相对于所述粒状棉的含量，所述玻璃纤维的含量可以为0.2-0.5重量％。
本发明还提供了一种制备如上所述的真空绝热板芯材的方法，其中，所述方法包括将粒状棉、粘合剂、絮凝剂及任选地玻璃纤维混合制浆，成型、干燥、切割、烘干后真空塑封。
本发明的制备如上所述的真空绝热板芯材的方法中，所述成型、干燥、切割、烘干后真空塑封步骤可以为本领域技术人员已知的操作步骤，本发明在此不再一一赘述。
本发明还提供了一种真空绝热板，其中，其包括如上所述的真空绝热板芯材。
本发明提供的真空绝热板芯材，利用成本低廉的矿棉板作为原料，通过控制矿棉板的密度，能够有效控制该真空绝热板芯材的导热系数，从而在获得真空绝热板芯材的绝热性能的同时，明显降低真空绝热板芯材的生产成本且获得防火性能较高的真空绝热板芯材。优选地，当所述矿棉板中的粘合剂和絮凝剂在本申请的特定范围内时，更有利于获得绝热性能更好的真空绝热板芯材。进一步优选地，所述粒状棉的酸度系数为1.5-1.8，或者所述粒状棉中的矿渣和辅料的重量比为1：0.04-0.1时，能够获得绝热性能和防火性能更好的真空绝热板芯材。
以下实施例中所用试剂均来自商购。
所述真空绝热板芯材的导热系数通过导热系数测试仪(英贝尔(天津)测控设备有限责任公司，IMDRY3001-3)测量；
所述真空绝热板芯材的厚度通过测厚仪(上海精密仪器仪表有限公司，5MΦ6)测量。
所述真空绝热板芯材的密度通过电子称测量芯材的重量，然后通过重量除以芯材的体积，获得其密度。
实施例1
将2300kg粒状棉(酸度系数为1.5；炼钢矿渣与粉煤灰的重量比为1：0.05)、150kg淀粉和5kg阴离子聚丙烯酰胺经制浆，成型、干燥、切割工序后制作成真空绝热板芯材。所得真空绝热板芯材的密度为300Kg/m3，厚度为9mm。通过导热系数测试仪测试其导热系数为0.024W/m·K。
实施例2
将2300kg粒状棉(酸度系数为1.8；炼钢矿渣与粉煤灰的重量比为1：0.1)、50kg淀粉和4kg阴离子聚丙烯酰胺经制浆，成型、干燥、切割、烘干后真空塑封制作成真空绝热板芯材。所得真空绝热板芯材的密度为250Kg/m3，厚度为18mm。通过导热系数测试仪测试其导热系数为0.010W/m·K。
实施例3
将2300kg粒状棉(酸度系数为1.6；炼钢炉渣与沙子的重量比为1：0.06)、75kg淀粉和3kg阴离子聚丙烯酰胺经制浆，成型、干燥、切割工序后制作成真空绝热板芯材。所得真空绝热板芯材的密度为280Kg/m3，厚度为12mm。通过导热系数测试仪测试其导热系数为0.018W/m·K。
实施例4
采用实施例1的方法，不同的是，所得真空绝热板芯材的密度为250Kg/m3，厚度为9mm。通过导热系数测试仪测试其导热系数为0.018W/m·K。
实施例5
采用实施例1的方法，不同的是，所得真空绝热板芯材的密度为250Kg/m3，厚度为18mm。通过导热系数测试仪测试其导热系数为0.010W/m·K。
实施例6
将2300kg粒状棉(酸度系数为1.6；炼钢炉渣与沙子的重量比为1：0.06)、40kg淀粉和6kg阴离子聚丙烯酰胺经制浆，成型、干燥、切割工序后制作成真空绝热板芯材。所得真空绝热板芯材的密度为280Kg/m3，厚度为12mm。通过导热系数测试仪测试其导热系数为0.026W/m·K。
实施例7
采用实施例3的方法，不同的是，粒状棉由100％的炼钢矿渣组成，酸度系数为1.2。
所得真空绝热板芯材的密度为280Kg/m3，厚度为12mm。通过导热系数测试仪测试其导热系数为0.025W/m·K。
对比例1
采用实施例1的方法，不同的是，所得真空绝热板芯材的密度为380Kg/m3，厚度为9mm。通过导热系数测试仪测试其导热系数为0.065W/m·K。
从上述实施例和对比例可以看出，本发明提供的矿棉板真空绝热板芯材，实现了废物再利用，在大大降低生产成本的同时，能够获得导热系数低于0.026W/m·K且防火性能较好的真空绝热板芯材。本发明提供的真空绝热板芯材能够有效用于生产移动板房领域，例如外墙保温。
本申请包括但不限于以上实施例，凡是在本申请精神的原则下进行的任何等同替代或局部改进，都将视为在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种真空绝热板芯材，其特征在于，所述真空绝热板芯材包括矿棉板，所述矿棉板的密度为250-300Kg/m3；
所述矿棉板由粒状棉、粘合剂以及絮凝剂组成；或，
所述矿棉板由粒状棉、粘合剂、絮凝剂以及玻璃纤维组成；
所述粒状棉的原材料为矿渣和辅料，所述矿渣为炼钢矿渣或炼铁矿渣，所述辅料为石英砂或粉煤灰；所述矿渣和辅料的重量比为1:0.04-0.1；所述粒状棉的酸度系数为1.5-1.8；
所述粘合剂选自淀粉；所述絮凝剂选自阴离子聚丙烯酰胺。
2.如权利要求1所述的真空绝热板芯材，其中所述矿棉板的密度为250-280Kg/m3。
3.如权利要求1所述的真空绝热板芯材，其中，所述矿棉板的厚度为9-20mm。
4.如权利要求1-3中任一项所述的真空绝热板芯材，其中，相对于所述粒状棉的含量，所述粘合剂的含量为2-7重量％，所述絮凝剂的含量为0.1-0.23重量％。
5.如权利要求1所述的真空绝热板芯材，其中，当矿棉板由粒状棉、粘合剂、絮凝剂以及玻璃纤维组成时，相对于所述粒状棉的含量，所述玻璃纤维的含量为0.2-0.5重量％。
6.一种制备权利要求1-5中任一项所述的真空绝热板芯材的方法，其中，
所述方法包括将粒状棉、粘合剂及絮凝剂混合制浆，成型、干燥、切割、烘干后真空塑封；或，
所述方法包括将粒状棉、粘合剂、絮凝剂及玻璃纤维混合制浆，成型、干燥、切割、烘干后真空塑封。
7.一种真空绝热板，其特征在于，其包括权利要求1-6中任一项所述的真空绝热板芯材。
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