一種真空絕熱板用無機復合材料芯材及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種超細玻璃棉纖維與沸石顆?；祀s的無機復合材料芯材及其制作方法，其特征在于由超細玻璃棉纖維和沸石顆粒組成，且包括65～85％的孔隙率，其中超細玻璃棉纖維所占重量比為45～85％，沸石顆粒材料所占重量比為15～55％。其中，超細玻璃棉纖維直徑為2～8m，沸石顆粒的粒徑在0.1～2mm之間。本發(fā)明所述的芯材具有更高的強度，與其他同類產(chǎn)品相比，可減少干燥劑或吸氣劑的含量便可制得低導熱、高熱阻、低容重的真空絕熱板。該無機復合材料芯材可以用作真空絕熱板的芯材，也可用作建筑、機械、熱能等領域的隔熱元件或隔熱填料。
【專利說明】一種真空絕熱板用無機復合材料芯材及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無機復合材料芯材及其制作方法，特別是涉及一種超細玻璃纖維與沸石顆?；祀s的無機復合材料芯材及其制作方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著全球能源危機的降臨，全社會對隔熱保溫材料提出了更加苛刻的要求。特別是，建筑墻體保溫、冰柜、艦艇(船舶)等應用領域要求隔熱保溫材料不僅具有低的導熱系數(shù)還必須具備Al級不燃的特性。真空絕熱板具有優(yōu)異的保溫絕熱性能，導熱系數(shù)可低至0.003W/ (m -K)，并且不含有任何ODS材料，具有環(huán)保和高效節(jié)能的特性，也是目前世界上最先進的高效保溫材料。將真空絕熱板應用在建筑、白色家電等領域中，可以達到10%?40%的節(jié)能率，并且增加有效容積20%?30%。
[0003]真空絕熱板芯材作為真空絕熱板的支撐體，也是真空絕熱板的核心結構。它在很大程度上還影響著真空絕熱板的絕熱性能。因此，真空絕熱板芯材不僅要具備良好的強度，還需要有良好的保溫隔熱性能。目前，真空絕熱板芯材主要是以超細玻璃棉為主。但是，完全由玻璃棉構成的真空絕熱板芯材表面不平整、強度不高、導熱系數(shù)不穩(wěn)定、回彈率也高，不能應用在某些特殊領域中，限制了它的發(fā)展。為解決這一難題，市面上出現(xiàn)了一些超細玻璃棉與硅酸鈣顆粒和/或二氧化硅顆粒和/或珍珠巖和/或熟石膏粉和/或碳酸鈣顆粒和/或珠光砂和/或?；⒅榈阮w?；祀s的無機復合材料芯材。但是，這些芯材性能改善程度不高。另外，這些無機復合材料芯材在烘干過程中，芯材內部的氣氛，尤其是水蒸氣不容易蒸發(fā)出來，導致封裝后的真空絕熱板芯材內部殘留的水分過多，嚴重影響了真空絕熱板的隔熱性能和使用壽命。目前，只有通過提高烘干溫度、延長烘干時間或添加更多的干燥劑到真空絕熱板中的辦法來實現(xiàn)充分干燥真空絕熱板芯材的目的。但是這種辦法加大了能量消耗，不能實現(xiàn)節(jié)能減排的初衷。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有的無機材料氈及其制作方法的缺點，提供一種超細玻璃棉纖維與沸石顆粒混雜的無機復合材料芯材及其制作方法，該無機復合材料芯材可用作建筑、機械、熱能等領域的隔熱元件或隔熱填料，也可以用作真空絕熱板的芯材。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種超細玻璃棉纖維與沸石顆粒混雜的無機復合材料芯材，其特征在于由超細玻璃棉纖維和沸石顆粒組成，且包括65?85%的孔隙率，其中超細玻璃棉纖維所占重量比為45?85%，沸石顆粒材料所占重量比為15?55%。超細玻璃棉纖維和沸石顆粒均勻分布，超細玻璃棉纖維作為骨架支撐整塊芯材，沸石顆粒作為增密材料填充在超細玻璃棉纖維孔隙內部，抑制芯材的壓縮性或回彈性。由于沸石顆粒有很強的氣體吸附能力，在密閉的空間(阻隔袋封裝好的真空絕熱板)內芯材內部殘余的未蒸發(fā)掉的水分或其他氣體便被芯材中的沸石顆粒吸附了。這些氣體分子便充滿在沸石顆粒內部細微的孔穴和通道中，減少了氣體分子尤其是水蒸氣在真空絕熱板芯材孔隙內部的殘留量，因此降低了這些氣氛對真空絕熱板導熱系數(shù)不良影響。
[0006]本發(fā)明所述的超細玻璃棉纖維與沸石顆?；祀s的無機復合材料芯材的特征在于是由超細玻璃棉纖維與沸石顆粒組成的復合結構。超細玻璃棉纖維、沸石顆粒和它們之間的氣孔構成一個組成單元，這些組成單元的玻璃纖維含量不同、沸石顆粒含量不同、孔隙大小也不同。這些組成單元連續(xù)地分布在芯材內部和表面，多個組成單元形成本發(fā)明所述的超細玻璃棉纖維與沸石顆?；祀s的無機復合材料芯材。
[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明還提供一種上述超細玻璃棉纖維與沸石顆?；祀s的無機復合材料氈的制作方法，其特征在于包括下述順序的步驟:
[0008](I)將一定量的超細玻璃棉加入打漿機中進行分散，以水為分散劑和溶劑，把超細玻璃棉纖維原料離解成棉漿；
[0009](2)將棉漿輸送至配漿池中，將沸石顆粒按照不同的配比加入到配漿池中混合，攪拌均勻并將其稀釋，稀釋后料漿中固液比控制在I?3%之間；
[0010](3)將攪拌均勻的混合料漿輸送至雙網(wǎng)擠漿機的過濾網(wǎng)上進行抄造，厚度控制在5?30nm之間，將抄造所得物進行真空抽吸除水并壓榨后制得氈坯；
[0011](4)將氈坯裁切加工，或打孔、或切角、或平整；
[0012](5)進入烘箱烘干，烘箱長度10?30米，烘箱中心溫度在200?400°C之間，烘箱入口和烘箱出口半封閉，整個烘箱內，溫度按照長度方向呈現(xiàn)中間高兩邊低的特征，烘干時間控制在10?20min之間；
[0013](6)將干燥后的芯材進行分切，即獲得不同規(guī)格和型號的無機復合材料成品芯材。
[0014]本發(fā)明中所述的超細玻璃棉纖維直徑為2?8μπι，沸石顆粒的粒徑在0.1?2mm之間。制備出來的超細玻璃棉纖維與沸石顆粒混雜的無機復合材料芯材的厚度為3mm?28mm，常溫下芯材的導熱系數(shù)為0.02W/ (m.K)?0.08W/ (m.K)。
[0015]與現(xiàn)有無機材料芯材及其制作方法相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:(1)本發(fā)明所述的超細玻璃棉纖維與沸石顆粒混雜的無機復合材料芯材能有效的吸附水蒸氣和氣體分子，制備的真空絕熱板絕熱性能更好、穩(wěn)定性更佳；(2)本發(fā)明中所述的超細玻璃棉纖維與沸石顆?；祀s的無機復合材料芯材抗壓強度、撕裂強度都比同類產(chǎn)品高；(3)本發(fā)明中所述的超細玻璃棉纖維與沸石顆?；祀s的芯材可回收再利用；(4)本發(fā)明中所述的超細玻璃棉纖維與沸石顆?；祀s的芯材制備的真空絕熱板中可減少干燥劑或吸氣劑的含量，能夠實現(xiàn)降低成本的效果。
[0016]具體實施方法
[0017]下面結合具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領域技術人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定。
[0018]實施例1
[0019]將55份超細玻璃棉加入打漿機，同時加入水和白水進行分散制漿，用機械和化學的方法把玻璃棉纖維原料離解成本色料漿，該處所述白水即抄造工段廢水，白水主要含有細小纖維、填料、涂料和溶解了的木材成分，以及添加劑等；
[0020]將混合漿液輸送至配漿池中，并將45份沸石顆粒投入到配漿池中進行攪拌均勻成漿，加入白水對其進行稀釋，稀釋至濃度I?2% ;
[0021]將攪拌均勻的混合漿液輸送至雙網(wǎng)擠漿機的過濾網(wǎng)上進行抄造，厚度控制在IOmm,將抄造所得物進行真空抽吸除水并壓榨后制得氈坯；
[0022]將氈坯裁切加工，或打孔、或切角、或平整；
[0023]將氈坯置于烘箱內烘干成型，烘箱中心溫度控制在350°C，烘箱入口和烘箱出口半封閉，整個烘箱內溫度是一個連續(xù)升高和連續(xù)降低的過程，烘干時間控制在15min ；
[0024]將干燥后的芯材半成品進行分切制成不同規(guī)格和型號的芯材成品。
[0025]本實施例中，對廢水進行回收利用，具有綠色環(huán)保的特點。制備出來的纖維與顆?；祀s的無機復合材料氈的氣孔率為82%，孔隙小并均勻的分布在氈內部。
[0026]實施例2
[0027]將60份超細玻璃棉纖維加入打漿機，同時加入水和白水進行分散制漿；
[0028]將棉漿輸送至配漿池中，并將40份沸石顆粒投入到配漿池中進行攪拌均勻成漿，加入白水對其進行稀釋，稀釋至濃度1.5?2.5% ;
[0029]將攪拌均勻的混合漿液輸送至雙網(wǎng)擠漿機的過濾網(wǎng)上進行抄造，厚度控制在17mm,將抄造所得物進行真空抽吸除水并壓榨后制得氈坯；
[0030]將氈坯裁切加工，或打孔、或切角、或平整；
[0031]將氈坯置于烘箱內烘干成型，烘箱中心溫度控制在300°C，烘箱入口和烘箱出口半封閉，整個烘箱內溫度是一個連續(xù)升高和連續(xù)降低的過程，烘干時間控制在IOmin ；
[0032]將干燥后的芯材半成品進行分切制成不同規(guī)格和型號的芯材成品。
[0033]實施例3
[0034]將66份超細玻璃棉纖維加入到打漿機中，同時加入水和白水進行分散制漿；
[0035]將棉漿輸送至配漿池中，并將34份沸石顆粒投入到配漿池中進行攪拌均勻成漿，加入白水稀釋至濃度I?1.5% ;
[0036]將攪拌均勻的混合漿液輸送至雙網(wǎng)擠漿機的過濾網(wǎng)上進行抄造，厚度控制在22mm,將抄造所得物進行真空抽吸除水并壓榨后制得氈坯；
[0037]將氈坯裁切加工，或打孔、或切角、或平整；
[0038]將氈坯置于烘箱內烘干成型，烘箱中心溫度控制在370°C，烘干時間為20min ；
[0039]將干燥后的芯材半成品進行分切制成不同規(guī)格和型號的芯材成品。
[0040]以上所述實施例，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何形式的簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。
【權利要求】
1.一種真空絕熱板用無機復合材料芯材，其特征在于芯材由超細玻璃棉纖維與沸石顆粒混雜而成，孔隙率為65?85%，超細玻璃棉纖維所占重量比為45?85%，沸石顆粒材料所占重量比為15?55%。
2.依據(jù)權利要求書I所述的芯材，其特征在于所述的超細玻璃棉纖維和沸石顆粒均勻分布，超細玻璃棉纖維、沸石顆粒和它們之間的氣孔構成一個組成單元，這些組成單元的玻璃纖維含量不同、沸石顆粒含量不同、孔隙大小也不同。
3.依據(jù)權利要求書I所述的芯材，其特征在于所述的超細玻璃棉的纖維直徑為2?8 μ m0
4.依據(jù)權利要求書I所述的芯材，其特征在于所述的沸石顆粒的粒徑在0.1?2mm之間。
5.一種超細玻璃棉纖維與沸石顆?；祀s的無機復合材料芯材的制作方法，其特征在于包括下述順序的步驟: (1)將一定量的超細玻璃棉加入打漿機中進行分散，以水為分散劑和溶劑，把超細玻璃棉纖維原料離解成棉漿； (2)將棉漿輸送至配漿池中，將沸石顆粒按照不同的配比加入到配漿池中混合，攪拌均勻并將其稀釋，稀釋后料漿中固液比控制在I?3%之間； (3)將攪拌均勻的混合料漿輸送至雙網(wǎng)擠漿機的過濾網(wǎng)上進行抄造，厚度控制在5?30mm之間，將抄造所得物進行真空抽吸除水并壓榨后制得氈坯； (4)將氈坯裁切加工，或打孔、或切角、或平整； (5)進入烘箱烘干，烘箱長度10?30米，烘箱中心溫度在200?400°C之間，烘箱入口和烘箱出口半封閉，整個烘箱內，溫度按照長度方向呈現(xiàn)中間高兩邊低的特征，烘干時間控制在10?20min之間； (6)將干燥后的芯材進行分切，即獲得不同規(guī)格和型號的無機復合材料成品芯材。
【文檔編號】C04B30/00GK103542229SQ201210246060
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月16日 優(yōu)先權日:2012年7月16日
【發(fā)明者】陳照峰, 李承東, 陳清, 周介明 申請人:蘇州維艾普新材料有限公司