CN108358459A - 一种抗压隔热玻璃纤维复合材料的制备方法 - Google Patents

一种抗压隔热玻璃纤维复合材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗压隔热玻璃纤维复合材料的制备方法，由废玻璃、叶腊石、石英砂、芒硝、氧化铝、3，4‑二甲基亚苄基山梨醇、三甲基氯硅烷等原料制成，本发明通过废玻璃、叶腊石、石英砂等原料经熔融、拉丝制得玻璃纤维丝，并利用静电吸附方法在玻璃纤维表面负载3，4‑二甲基亚苄基山梨醇，并将二氧化硅胶体与玻璃纤维复合，利用纤维作为骨架支撑基体，克服胶体本身强度低、韧性差的不足，而胶体内部大量纳米颗粒交联构成三维网络骨架，充满纳米孔隙，导热系数低，能够实现显著的隔热效果，由此得到的玻璃纤维复合材料克服了各原料本身缺陷，具有优异的隔热和机械力学性能，极大拓宽了玻璃纤维材料的应用范围，拥有广阔的市场前景。

Description

一种抗压隔热玻璃纤维复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃纤维材料技术领域，尤其涉及一种抗压隔热玻璃纤维复合材料的制备方法。
背景技术
随着科学技术的发展，军事、国防、冶金、化工等国民经济各领域对保温材料的需求日益剧增，且对保温材料的性能要求越来越高。我国拥有硬质合金烧结炉、单晶硅炉、多晶铸锭炉、真空冶炼炉、真空热处理炉、气相沉积炉等多种高温炉至少10万台以上，这些高温炉目前很大一部分仍普遍采用传统的隔热保温材料，在导热系数上不够理想，影响了设备的正常运行。
气凝胶是由胶体粒子或高聚物分子相互聚结构成纳米多孔网络结构，并在孔隙中充满气态分散介质的一种高分散固态材料，因其具有密度低、比表面积大、孔隙率高，热导率低和低电阻率等突出特点，在保温、隔音、环保、催化、吸附和高性能电容等方面具有广阔的应用前景，气凝胶是一种轻质、多孔、非晶态的固体材料，颗粒尺寸介于1-100nm之间，是典型的纳米材料，其孔隙率高达99.8％，热导率很低，室温导热系数低至0.012-0.016W/(m·K)，远低于静态空气，被认为是隔热性能最优良的固态材料，是非常具有应用前景的高性能隔热材料。但单独的气凝胶胶体网络骨架非常脆弱，机械强度低，韧性差，限制了其在保温隔热领域的应用范围。
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，其绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高。玻璃纤维是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料。但是，由于玻璃纤维的韧性较差，耐磨性差因而限制了其推广使用。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种抗压隔热玻璃纤维复合材料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种抗压隔热玻璃纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将废玻璃、叶腊石、石英砂、芒硝、氧化铝按质量比(45-50)：(36-38)：(7-10)：(1-3)：(4-5)混合后用粉碎机粉碎过40-60目筛，之后将粉碎料投入高温窑炉中，以10-15℃/分钟升温至1500-1600℃，保温8-10小时，熔融制得玻璃液备用；
(2)在1100-1300℃下将玻璃液通过漏板冷却拉丝成单丝，并将其过水冷却，之后送入烘焙炉中，在350-450℃下烘烤12-15小时，完成后取出自然降至室温，得玻璃纤维备用；
(3)将正硅酸乙酯、无水乙醇、盐酸水溶液、水按摩尔比(1-1.5)：(12-15)：(0.01-0.02)：(3-5)混合后搅拌均匀，调节pH至3-4，于40-50℃下搅拌水解8-10小时，之后再向其中滴加0.5mol/L氨水，不断搅拌至形成溶胶备用；
(4)将3，4-二甲基亚苄基山梨醇与无水乙醇按固液比(1-5)：1g/L混合，充分搅拌至完全分散，得悬浮液，将步骤(2)所得玻璃纤维浸入悬浮液中，搅拌30-60分钟后取出，用清水冲洗后干燥，得表面改性增强玻璃纤维备用；
(5)将步骤(3)所得溶胶倒入模具中，再将步骤(4)所得表面改性增强玻璃纤维分层平铺入模具中，将模具密封，在45-50℃水浴下老化8-10小时，之后取出并置于体积分数为15-20％的三甲基氯硅烷溶液中，加热至40-45℃，保持20-24小时，完成后将所得产物用正己烷浸泡冲洗，并于80-100℃下烘干，即得本发明玻璃纤维复合材料。
所述步骤(1)中废玻璃、叶腊石、石英砂、芒硝、氧化铝的质量比为48：37：8：2：5。
所述步骤(3)中正硅酸乙酯、无水乙醇、盐酸水溶液、水的摩尔比为1.5：12：0.02：4。
所述步骤(5)中表面改性增强玻璃纤维在置入模具前先通过梳理机中进行蓬松处理。
所述步骤(5)中表面改性增强玻璃纤维的加入量为溶胶质量的20-25％。
本发明的优点是：
本发明通过废玻璃、叶腊石、石英砂等原料经熔融、拉丝制得玻璃纤维丝，并利用静电吸附方法在玻璃纤维表面负载3，4-二甲基亚苄基山梨醇，其上大量的可反应的活性官能团能够与二氧化硅胶体产生良好的化学键合，改善玻璃纤维和二氧化硅胶体的界面结合，有利于应力的有效传递，提高复合材料整体的物理和化学稳定性，在此基础上将二氧化硅胶体与玻璃纤维复合，利用纤维作为骨架支撑基体，克服胶体本身强度低、韧性差的不足，而胶体内部大量纳米颗粒交联构成三维网络骨架，充满纳米孔隙，导热系数低，能够实现显著的隔热效果，由此得到的玻璃纤维复合材料克服了各原料本身缺陷，具有优异的隔热和机械力学性能，极大拓宽了玻璃纤维材料的应用范围，拥有广阔的市场前景。
具体实施方式
一种抗压隔热玻璃纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将废玻璃、叶腊石、石英砂、芒硝、氧化铝按质量比48：37：8：2：5混合后用粉碎机粉碎过50目筛，之后将粉碎料投入高温窑炉中，以12℃/分钟升温至1500℃，保温10小时，熔融制得玻璃液备用；
(2)在1200℃下将玻璃液通过漏板冷却拉丝成单丝，并将其过水冷却，之后送入烘焙炉中，在400℃下烘烤12小时，完成后取出自然降至室温，得玻璃纤维备用；
(3)将正硅酸乙酯、无水乙醇、盐酸水溶液、水按摩尔比1.5：12：0.02：4混合后搅拌均匀，调节pH至3.5，于45℃下搅拌水解8小时，之后再向其中滴加0.5mol/L氨水，不断搅拌至形成溶胶备用；
(4)将3，4-二甲基亚苄基山梨醇与无水乙醇按固液比3：1g/L混合，充分搅拌至完全分散，得悬浮液，将步骤(2)所得玻璃纤维浸入悬浮液中，搅拌45分钟后取出，用清水冲洗后干燥，得表面改性增强玻璃纤维备用；
(5)将步骤(3)所得溶胶倒入模具中，再将步骤(4)所得表面改性增强玻璃纤维分层平铺入模具中，加入量为溶胶质量的20％，将模具密封，在45℃水浴下老化8小时，之后取出并置于体积分数为20％的三甲基氯硅烷溶液中，加热至40℃，保持24小时，完成后将所得产物用正己烷浸泡冲洗，并于90℃下烘干，即得本发明玻璃纤维复合材料。

Claims (5)

1.一种抗压隔热玻璃纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将废玻璃、叶腊石、石英砂、芒硝、氧化铝按质量比(45-50)：(36-38)：(7-10)：(1-3)：(4-5)混合后用粉碎机粉碎过40-60目筛，之后将粉碎料投入高温窑炉中，以10-15℃/分钟升温至1500-1600℃，保温8-10小时，熔融制得玻璃液备用；
(2)在1100-1300℃下将玻璃液通过漏板冷却拉丝成单丝，并将其过水冷却，之后送入烘焙炉中，在350-450℃下烘烤12-15小时，完成后取出自然降至室温，得玻璃纤维备用；
(3)将正硅酸乙酯、无水乙醇、盐酸水溶液、水按摩尔比(1-1.5)：(12-15)：(0.01-0.02)：(3-5)混合后搅拌均匀，调节pH至3-4，于40-50℃下搅拌水解8-10小时，之后再向其中滴加0.5mol/L氨水，不断搅拌至形成溶胶备用；
(4)将3，4-二甲基亚苄基山梨醇与无水乙醇按固液比(1-5)：1g/L混合，充分搅拌至完全分散，得悬浮液，将步骤(2)所得玻璃纤维浸入悬浮液中，搅拌30-60分钟后取出，用清水冲洗后干燥，得表面改性增强玻璃纤维备用；
(5)将步骤(3)所得溶胶倒入模具中，再将步骤(4)所得表面改性增强玻璃纤维分层平铺入模具中，将模具密封，在45-50℃水浴下老化8-10小时，之后取出并置于体积分数为15-20％的三甲基氯硅烷溶液中，加热至40-45℃，保持20-24小时，完成后将所得产物用正己烷浸泡冲洗，并于80-100℃下烘干，即得本发明玻璃纤维复合材料。
2.根据权利要求1所述的抗压隔热玻璃纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中废玻璃、叶腊石、石英砂、芒硝、氧化铝的质量比为48：37：8：2：5。
3.根据权利要求1所述的抗压隔热玻璃纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中正硅酸乙酯、无水乙醇、盐酸水溶液、水的摩尔比为1.5：12：0.02：4。
4.根据权利要求1所述的抗压隔热玻璃纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中表面改性增强玻璃纤维在置入模具前先通过梳理机中进行蓬松处理。
5.根据权利要求1所述的抗压隔热玻璃纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中表面改性增强玻璃纤维的加入量为溶胶质量的20-25％。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108975715A (zh) * 2018-08-13 2018-12-11 苏州华龙化工有限公司 一种用于空气过滤的抗静电玻璃纤维的制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101973752A (zh) * 2010-10-21 2011-02-16 厦门大学 玻璃纤维增强二氧化硅气凝胶复合材料及其制备方法
CN104261797A (zh) * 2014-09-02 2015-01-07 南京工业大学 玻璃纤维增强TiO2-SiO2复合气凝胶隔热材料的制备方法
CN105198375A (zh) * 2015-09-18 2015-12-30 四川鑫炬矿业资源开发股份有限公司 一种绝热二氧化硅气凝胶/羟基化玻璃纤维毡复合材料及其制备方法
CN105819823A (zh) * 2015-01-05 2016-08-03 航天海鹰(镇江)特种材料有限公司 一种二氧化硅气凝胶与玻璃纤维毡复合材料的制备方法
CN105948493A (zh) * 2016-04-27 2016-09-21 旌德县青川玻纤有限公司 一种玻璃纤维纱的生产工艺
CN107160777A (zh) * 2017-05-25 2017-09-15 浙江凯澳新材料有限公司 一种阻燃玻纤布的生产工艺
CN107382098A (zh) * 2017-06-28 2017-11-24 常州市鑫嘉生物科技有限公司 一种玻璃纤维浸润剂及其制备方法
CN107954599A (zh) * 2017-12-25 2018-04-24 安徽同力新材料有限公司 一种高性能玻璃纤维纱的制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101973752A (zh) * 2010-10-21 2011-02-16 厦门大学 玻璃纤维增强二氧化硅气凝胶复合材料及其制备方法
CN104261797A (zh) * 2014-09-02 2015-01-07 南京工业大学 玻璃纤维增强TiO2-SiO2复合气凝胶隔热材料的制备方法
CN105819823A (zh) * 2015-01-05 2016-08-03 航天海鹰(镇江)特种材料有限公司 一种二氧化硅气凝胶与玻璃纤维毡复合材料的制备方法
CN105198375A (zh) * 2015-09-18 2015-12-30 四川鑫炬矿业资源开发股份有限公司 一种绝热二氧化硅气凝胶/羟基化玻璃纤维毡复合材料及其制备方法
CN105948493A (zh) * 2016-04-27 2016-09-21 旌德县青川玻纤有限公司 一种玻璃纤维纱的生产工艺
CN107160777A (zh) * 2017-05-25 2017-09-15 浙江凯澳新材料有限公司 一种阻燃玻纤布的生产工艺
CN107382098A (zh) * 2017-06-28 2017-11-24 常州市鑫嘉生物科技有限公司 一种玻璃纤维浸润剂及其制备方法
CN107954599A (zh) * 2017-12-25 2018-04-24 安徽同力新材料有限公司 一种高性能玻璃纤维纱的制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108975715A (zh) * 2018-08-13 2018-12-11 苏州华龙化工有限公司 一种用于空气过滤的抗静电玻璃纤维的制备方法

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