CN108869951A - 一种低密度木纤维真空绝热板及其制造方法 - Google Patents

一种低密度木纤维真空绝热板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低密度木纤维真空绝热板及其制造方法，以木纤维为主要原料，经热压制成芯材后，装入多层气体阻隔膜袋内，抽真空后封装，制得木纤维真空绝热板，其有效导热系数为8mW/m·K～10mW/m·K。本发明用生物质原料木纤维作为真空绝热板的芯材，大大降低了真空绝热板的成本，实现点绿成金；所用的原料来源广泛，易获取；无需添加任何胶黏剂，制备过程简单；密度低，且具有一定强度；不产生废气污水，减少了对环境的污染。

Description

一种低密度木纤维真空绝热板及其制造方法
技术领域
本发明属于保温材料领域，更具体涉及一种低密度木纤维真空绝热板及其制造方法。
背景技术
真空绝热板是这些年迅速发展起来的新一代保温隔热材料，具有优异的绝热性能，将其应用在建筑、冰箱和冷链运输等领域能够大大减轻由于保温材料保温性能不佳所带来的能耗问题。
现有真空绝热板通常采用气相二氧化硅、气凝胶和玻璃纤维等保温材料作为芯材，但是它们的成本较高、能耗高，而且玻璃纤维生产过程易产生大量污水。而利用生物质原料木纤维作为真空绝热板的芯材，制备一种低成本、无污染、可持续、轻质高效的真空绝热板，既可以满足现代建筑保温材料的要求，又实现了政府提出的资源永续利用、清洁生产、节能减排等环境保护战略。
公开号为“CN104613278A”公开了一种真空绝热板芯材的制造方法，由细玻璃棉纤维板、硅酸铝纤维板和岩棉板其中一种作为面板和底板，微硅粉、气相二氧化硅和沉淀法白炭黑中的一种作为中间层制备的真空绝热板具有导热系数小，阻燃性能好等优点，但是其生产过程复杂且成本较高。
发明内容
本发明目的是针对现有真空绝热板成本高，芯材原料获取困难，制备过程复杂，易产生大量污水等缺点，提供一种低密度木纤维真空绝热板的制造方法。本发明的原料成本低，来源广泛，芯材制备工艺简单，生产过程不产生任何废气污水，芯材密度低，具有一定的强度且隔热性能优异，有助于推动真空绝热板的广泛应用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种低密度木纤维真空绝热板，是以木纤维为主要原料，经热压制得低密度木纤维真空绝热板芯材，热压成型的所使用的原料的含水率约8～13%。制得的真空绝热板的密度为140～200kg/m3，内部气压为0.05～10Pa，有效导热系数为8mW/m·K～10mW/m·K。
所述真空绝热板由低密度木纤维芯材和多层气体阻隔膜组成。
该低密度木纤维真空绝热板的制造方法的具体步骤为：
（1）取含水率为8～13%的木纤维；
（2）将步骤（1）中的木纤维在模具中铺装好后热压成型；
（3）将步骤（2）所得芯材真空干燥至含水率1%以下；
（4）将步骤（3）所得芯材放入气体阻隔膜（多层铝膜）内，抽真空，热封后得到产品。
所述木纤维为中密度纤维板生产中所使用的未施过胶的杨木、桉木、马尾松、落叶松中的一种或两种；木纤维平均长度为0.8～1.2mm，平均直径为20～30μm。
步骤（2）所述热压成型温度为100～160℃，热压的单位压力为0.5～2MPa，热压时间按芯材的厚度计算，为25～50s/mm。
步骤（3）所述真空干燥温度为105～150℃。
步骤（4）所述热封温度为135～165℃，热封时间为3～5s, 放气时间为10～15s。
本发明的优点是：用生物质原料-木纤维作为真空绝热板的芯材，大大降低了真空绝热板的成本，并且还保证了一定低的导热系数；原料来源广泛，易获取；不需要添加任何胶黏剂，制备过程简单；密度低，且具有一定强度；不产生废气污水，减少了对环境的污染。
具体实施方式
一种低密度木纤维真空绝热板，其有效导热系数为8mW/m·K～10mW/m·K，其特征在于，所述木纤维为中密度纤维板生产中所使用的未施过胶的桉木纤维、松木纤维中的一种或两种。
木纤维平均长度为0.8～1.2mm，平均直径为20～30μm。
以木纤维为主要原料，经热压制得低密度木纤维真空绝热板芯材。
真空绝热板芯材的密度为140～200kg/m3。
真空绝热板由低密度木纤维芯材和多层气体阻隔膜组成。
所述真空绝热板内部气压为0.05～10Pa。
热压成型的所使用的原料的含水率约8～13%。
该低密度木纤维真空绝热板的制造方法的具体步骤为：
（1）取含水率为8～13%的木纤维；
（2）将步骤（1）中的木纤维在模具中铺装好后热压成型；
（3）将步骤（2）所得芯材真空干燥至含水率1%以下；
（4）将步骤（3）所得芯材放入气体阻隔膜内，抽真空，封装后得到产品。
所述真空干燥温度为105～150℃。
所述热压温度为100～160℃，热压的单位压力为0.5～2MPa，热压时间按芯材的厚度计算，为25～50s/mm。
所述热封温度为135～165℃，热封时间为3～5s, 放气时间为10～15s。
本发明用下列实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不限于下列实施例。
实施例1
1)取含水率为10%，长度为0.8～1.2mm，直径为20～30μm的桉木纤维； 2)将步骤（1）所得木纤维在模具中铺装好后热压成型；热压温度为120℃，热压时间为6min，热压压力为1MPa；3）将步骤（2）所得芯材真空干燥至含水率1%以下，干燥温度为105℃；4）将步骤（3）所得芯材放入多层铝膜内，抽真空，热封温度为150℃，热封时间为4s, 放气时间为15s，封装后得到真空绝热板，密度为145kg/m3。
实施例2
1)取含水率为14%，长度为0.8～1.2mm，直径为20～30μm的马尾松木纤维； 2)将步骤（1）所得木纤维在模具中铺装好后热压成型；热压温度为160℃，热压时间为5min，热压压力为1.5MPa；3）将步骤（2）所得芯材真空干燥至含水率1%以下，干燥温度为105℃；4）将步骤（3）所得芯材放入多层铝膜内，抽真空，热封温度为160℃，热封时间为4s, 放气时间为13s，封装后得到真空绝热板，密度为173kg/m3。
实施例3
1)取含水率为12%，长度为0.8～1.2mm，直径为20～30μm的杨木纤维； 2)将步骤（1）所得木纤维在模具中铺装好后热压成型；热压温度为125℃，热压时间为7min，热压压力为1.2MPa；3）将步骤（2）所得芯材真空干燥至含水率1%以下，干燥温度为105℃；4）将步骤（3）所得芯材放入多层铝膜内，抽真空，热封温度为155℃，热封时间为4s, 放气时间为15s，封装后得到真空绝热板，密度为166kg/m3。
实施例4
1)取含水率为9%，长度为0.8～1.2mm，直径为20～30μm的桉木纤维和杨木纤维的混合纤维，混合质量比例为1：1； 2)将步骤（1）所得木纤维在模具中铺装好后热压成型；热压温度为100℃，热压时间为8min，热压压力为1.2MPa；3）将步骤（2）所得芯材真空干燥至含水率1%以下，干燥温度为120℃；4）将步骤（3）所得芯材放入多层铝膜内，抽真空，热封温度为130℃，热封时间为5s, 放气时间为13s，封装后得到真空绝热板，密度为150kg/m3。
实施例5
1)取含水率为10%，直径为20～30μm的马尾松木纤维和杨木纤维的混合纤维，混合质量比例为4：6； 2)将步骤（1）所得木纤维在模具中铺装好后热压成型；热压温度为125℃，热压时间为7min，热压压力为1.6MPa；3）将步骤（2）所得芯材真空干燥至含水率1%以下，干燥温度为120℃；4）将步骤（3）所得芯材放入多层铝膜内，抽真空，热封温度为135℃，热封时间为5s, 放气时间为13s，封装后得到真空绝热板，密度为185kg/m3。
实施例6
1)取含水率为13%，长度为0.8～1.2mm，直径为20～30μm的马尾松木纤维、杨木纤维、桉木纤维的混合纤维，混合质量比例为4：3：3； 2)将步骤（1）所得木纤维在模具中铺装好后热压成型；热压温度为160℃，热压时间为5min，热压压力为2MPa；3）将步骤（2）所得芯材真空干燥至含水率1%以下，干燥温度为120℃；4）将步骤（3）所得芯材放入多层铝膜内，抽真空，热封温度为150℃，热封时间为4s, 放气时间为15s，封装后得到真空绝热板，密度为181kg/m3。
实施例7
1)取含水率为13%，长度为0.8～1.2mm，直径为20～30μm的落叶松木纤维、杨木纤维、桉木纤维的混合纤维，混合质量比例为3：3：4； 2)将步骤（1）所得木纤维在模具中铺装好后热压成型；热压温度为110℃，热压时间为8min，热压压力为1.5MPa；3）将步骤（2）所得芯材真空干燥至含水率1%以下，干燥温度为140℃；4）将步骤（3）所得芯材放入多层铝膜内，抽真空，热封温度为150℃，热封时间为4s, 放气时间为13s，封装后得到真空绝热板，密度为172kg/m3。
实施例8
1)取含水率为10%，长度为0.8～1.2mm，直径为20～30μm的马尾松木纤维、杨木纤维、桉木纤维的混合纤维，混合质量比例为4：2：4；热压温度为160℃，热压时间为5min，热压压力为1.5MPa；3）将步骤（2）所得芯材真空干燥至含水率1%以下，干燥温度为140℃；4）将步骤（3）所得芯材放入多层铝膜内，抽真空，热封温度为155℃，热封时间为4s, 放气时间为15s，封装后得到真空绝热板，密度为176kg/m3。
实施例9
1)取含水率为12%，长度为0.8～1.2mm，直径为20～30μm的马尾松木纤维、杨木纤维、桉木纤维的混合纤维，混合质量比例为2：2：6；热压温度为140℃，热压时间为6min，热压压力为2MPa；3）将步骤（2）所得芯材真空干燥至含水率1%以下，干燥温度为140℃；4）将步骤（3）所得芯材放入多层铝膜内，抽真空，热封温度为155℃，热封时间为4s, 放气时间为15s，封装后得到真空绝热板，密度为188kg/m3。
实施例10
1)取含水率为13%，长度为0.8～1.2mm，直径为20～30μm的落叶松木纤维、杨木纤维、桉木纤维的混合纤维，并加入炭黑，混合质量比例为3：3：3：1； 2)将步骤（1）所得材料在模具中铺装好后热压成型；热压温度为120℃，热压时间为7min，热压压力为1.5MPa；3）将步骤（2）所得芯材真空干燥至含水率1%以下，干燥温度为140℃；4）将步骤（3）所得芯材放入多层铝膜内，抽真空，热封温度为150℃，热封时间为4s, 放气时间为13s，封装后得到真空绝热板，密度为180kg/m3。
需要说明的是：（1）为了降低导热系数，可加入适量炭黑；（2）可通过厚度规进一步控制热压后产品的厚度；（3）为了拓宽原料使用范围，可使用竹材、农作物秸秆等其他植物纤维替代使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种低密度木纤维真空绝热板，其特征在于：所述真空绝热板由低密度木纤维芯材和多层气体阻隔膜组成；所述真空绝热板的密度为140～200kg/m3，内部气压为0.05～10Pa，有效导热系数为8mW/m·K～10mW/m·K。
2.一种制备如权利要求1所述的低密度木纤维真空绝热板的方法，其特征在于：具体步骤为：
（1）取含水率为8～13%的木纤维；
（2）将步骤（1）中的木纤维在模具中铺装好后热压成型；
（3）将步骤（2）所得芯材真空干燥至含水率1%以下；
（4）将步骤（3）所得芯材放入气体阻隔膜内，抽真空，热封后得到产品。
3.根据权利要求2所述的低密度木纤维真空绝热板的制备方法，其特征在于：
所述木纤维为中密度纤维板生产中所使用的未施过胶的杨木、桉木、马尾松、落叶松木纤维中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的低密度木纤维真空绝热板的制备方法，其特征在于：所述木纤维平均长度为0.8～1.2mm，平均直径为20～30μm。
5.根据权利要求2所述的低密度木纤维真空绝热板的制备方法，其特征在于：步骤（2）热压温度为100～160℃，热压过程中单位压力为0.5～2MPa，热压时间按芯材的厚度计算，为25～50s/mm。
6.根据权利要求2所述的低密度木纤维真空绝热板的制备方法，其特征在于：步骤（3）的真空干燥温度为105～150℃。
7. 根据权利要求2所述的低密度木纤维真空绝热板的制备方法，其特征在于：步骤（4）热封温度为135~165℃，热封时间为3～5s, 放气时间为10～15s。
8.根据权利要求2所述的低密度木纤维真空绝热板的制备方法，其特征在于：步骤（4）中气体阻隔膜为铝膜。
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