一種真空絕熱板芯材及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種真空絕熱板芯材及其制造方法，芯材包含以質(zhì)量份數(shù)計的如下組分：SiO2:50-70份；Al2O3:0-7份；CaO:2-15份；MgO:0-6份；Na2O+K2O：8-20份；B2O3：12-15.5份，ZnO:0.1-7.0，其他成分≤1.0份。本發(fā)明芯材采用高鵬含量組成的玻璃棉微纖維不僅纖維的強度高，纖維柔滑，成型順利，是做高性能真空絕熱板最優(yōu)良的芯材，同時采用高鵬含量的真空絕熱板芯材由于纖維強度高，柔滑，在生產(chǎn)芯材和制造干法真空絕熱板時掉落的玻璃粉塵非常少，有效改善了操作者的制造環(huán)境，大大減少了公司粉塵治理的費用。
【專利說明】-種真空絕熱板芯材及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種絕熱材料，具體涉及一種高性能的真空絕熱板芯材及其制造方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 用超細(xì)玻璃微纖維做芯材的干法真空絕熱板是目前已知固體絕熱材料中，性價比 最好的A級無機不燃材料，在絕熱阻隔方面有廣闊的應(yīng)用市場，在國外主要應(yīng)用于冰箱、冰 柜、冷凍集裝箱、凍庫、醫(yī)療保冷設(shè)備、自動販賣機等設(shè)施設(shè)備上，能夠高效便利的達(dá)到節(jié)能 和保冷的效果，在國內(nèi)，應(yīng)用尚未廣泛，現(xiàn)有有機材料不僅燃燒等級達(dá)不到A級，導(dǎo)熱系數(shù) 基本都在0.01-0. 〇2W/m.k范圍，節(jié)能絕熱效果僅有真空絕熱板的10%左右，國內(nèi)目前有 濕法做成真空絕熱板的生產(chǎn)過程，需要加水制漿，再鋪板過濾除水，然后脫水，最后高溫烘 干，含水量降到0. 4% W下，再切割而成，生產(chǎn)過程不僅能源消耗大幅度上升，而且制成的 真空絕熱板的導(dǎo)熱系數(shù)始終在0. 0025W/L W W上，而且濕法做成的真空絕熱板使用期限到 了 W后，由于原來的玻璃纖維打成極為細(xì)小纖維，難于回收。面對日益緊缺的能源需求， 節(jié)能家電和和節(jié)能保冷設(shè)施設(shè)備是需求的主流，尤其是在低溫絕熱（O-IOOC )和超低溫 (-100-273C )絕熱領(lǐng)域，開發(fā)導(dǎo)熱系數(shù)在0. 0025W/L m及W下甚至更高性能的干法真空絕 熱板迫在眉睫。而且干法真空絕熱板由于纖維長、20年到期后作為原料，可W直接在塞爐烙 化，不對環(huán)境造成任何的傷害和負(fù)擔(dān)，是一種綠色的、環(huán)保的絕熱保溫吸音隔熱產(chǎn)品。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有產(chǎn)品及技術(shù)的缺陷，提供一種高性能的真空絕熱 板芯材及其制造方法。
[0004] 為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案：
[0005] -種真空絕熱板芯材，包含W質(zhì)量份數(shù)計的如下組分：
[0006] Si〇2:50-70 份；
[0007] Al2〇3:〇-7 份；
[0008] CaO :2-15 份；
[0009] MgO: 0-6 份；
[0010] 琴+馬。：8-20 份；
[0011] B203 :12-15. 5 份；
[001 引 化0:0.1-7.0;
[0013] 其他成分《1.0份；
[0014] 其他成分《1.0份，包括化2〇3、化〇、了1〇2、83〇、]?11〇、5〇3、口2〇5，分別《〇.1%。
[0015] 總質(zhì)量份數(shù)為100份，所述真空絕熱板芯材的叩解度為15至28。SR,直徑為1. 5 至 4. Oum。
[0016] 所述真空絕熱板芯材的質(zhì)量指標(biāo)為：玻渣含量《5%，直徑《4. Oum，含水率小于 0. 8%，面密度偏差《55%，由此芯材制得的干法真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)《0. 0025w/k. m。
[0017] 所述的面密度偏差的檢測方法是將一塊棉平鋪，在棉的中間截取25塊180*180mm 芯材，稱重為G，取25塊棉的重量的平均值G。，芯材的面密度的偏差計算如下：
[0018] (G-Go) *100/G〇
[0019] 真空絕熱板芯材的制備方法包括如下步驟：
[0020] (1)、原料稱量；按質(zhì)量份數(shù)對如下原料進行稱重并混合成均勻的混合料：
[0021] 石英砂：28-60 份，
[002引 長石；0-33份，
[0023] 測砂：28-38 份，
[0024] 方解石：2-25份，
[002引 白云石：0-30份，
[002引 純堿：3-30份，
[0027] 蠻石；0. 1-1. 2 份；
[0028] (2)、烙化；將混合料加入塞爐的烙化池中進行烙化處理，制得均勻、澄清的玻璃 液；
[0029] (3)、成纖；將玻璃液放入漏板、離也盤，離也盤中充滿滿盤的玻璃液，形成玻璃膜， 在強大的高速氣流牽引的作用下進入離也機中進行紡絲，調(diào)整噴霧環(huán)噴水量的大小，制得 直徑均勻的玻璃棉；
[0030] (4)、集棉成型；將玻璃棉送入搖擺桶，調(diào)整搖擺桶的擺動頻率和擺幅，調(diào)整負(fù)壓風(fēng) 機的風(fēng)力大小，紡好的玻璃棉均勻地落到集棉機上，玻璃棉落到集棉機上時，不能有豎起和 成條的玻璃棉纖維，所有的玻璃棉盡可能與集棉機方向保持一致，將鋪好的玻璃棉層切邊， 卷繞，制成合格的玻璃棉卷（真空絕熱板芯材），或者裁切成一定長度的片狀玻璃棉芯材 (真空絕熱板芯材）。
[0031] 所述（2)步驟的烙化處理包括5個階段：娃酸鹽形成階段、玻璃液形成階段、玻璃 液澄清階段、玻璃液均化階段和玻璃液成纖階段，塞爐溫度為1350-142(TC。
[003引所述做步驟中，玻璃液的溫度為1350-1420。運送玻璃液的通道溫度為 1130-1180°C，離也盤的溫度為940-98(TC，離也機的轉(zhuǎn)速為2000-3200轉(zhuǎn)/分鐘。
[0033] 所述（4)步驟中，搖擺桶的擺動頻率為15-25次/分鐘，控制負(fù)壓風(fēng)機轉(zhuǎn)速為 1000-1200 轉(zhuǎn) / 分鐘。
[0034] 本發(fā)明用于真空絕熱板芯材的B203質(zhì)量百分含量高達(dá)12-15. 5%，采用高鵬含量 組成的玻璃棉微纖維不僅纖維的強度高，纖維柔滑，成型順利，是做高性能真空絕熱板最優(yōu) 良的芯材，同時采用高鵬含量的真空絕熱板芯材由于纖維強度高，柔滑，在生產(chǎn)芯材和制造 干法真空絕熱板時掉落的玻璃粉塵非常少，有效改善了操作者的制造環(huán)境，大大減少了公 司粉塵治理的費用。

【具體實施方式】
[0035] 實施例1
[0036] 將W質(zhì)量份數(shù)計的如下組分混合形成混合料：
[0037] 準(zhǔn)確稱取石英粉41. 8份；純堿7. 3份；裡長石7. 6份，；方解石1. 1份；白云石7. 35 份；軸長石10. 3份；測砂23. 9份，蠻石0. 5份；混合均勻成混合料。
[0038] 將混合料加入塞爐的烙化池中進行烙化處理，制得均勻、澄清的玻璃液，所述混合 料的烙化處理包括5個階段：娃酸鹽形成階段、玻璃液形成階段、玻璃液澄清階段、玻璃液 均化階段和玻璃液成纖階段，控制塞爐溫度140(TC，蓄熱室溫度87(TC
[0039] 控制運送玻璃液的通道溫度為1180?？刂撇Ａб旱臏囟葹?140?？刂齐x也盤 的溫度為98(TC，將玻璃液通過通道放入漏板、離也盤進入離也機中進行紡絲，離也機2600 轉(zhuǎn)/分鐘，制得玻璃棉；
[0040] 將玻璃棉送入搖擺桶，控制搖擺桶的擺動頻率為23次/分鐘，控制負(fù)壓風(fēng)機轉(zhuǎn)速 為800轉(zhuǎn)/分鐘，紡好的玻璃棉將均勻地落到集棉機上。將鋪好的玻璃棉層切邊，卷繞，制 成合格的玻璃棉卷，棉卷不抽真空的狀態(tài)下打包、包裝。
[0041] 將制得的玻璃棉進行檢測（GB/T1549-94軸巧娃鉛測玻璃化學(xué)分析方法），包含W 質(zhì)量份數(shù)計：
[0042] Si〇2:65. 62 份，
[0043] B203 :12.59 份，
[0044] AI2O3:3.86 份，
[0045] 化2〇 :10.66 份，
[0046] 馬0 ;0. 94 份，
[0047] CaO :4.01 份，
[0048] MgO :2.06 份，
[0049] 所述玻璃棉的叩解度為16° SR,直徑為3.0微米，玻璃棉中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0. 4%，面密度克重極差為55%，玻渣混入率為0. 4%，玻璃棉表面平整、均勻、無凹坑、無雜 質(zhì)，手壓無脆裂感，有害物質(zhì)達(dá)到歐盟RO服標(biāo)準(zhǔn)。
[0050] 準(zhǔn)備好沖壓用的芯材：將上述芯材根據(jù)客戶的VIP的長度和厚度要求，切成一定 長度的芯材，疊加到6-7層芯材，平整地送往沖棉機；
[0051] 準(zhǔn)備好芯材沖壓時的模具，安裝在沖壓機上，沖出符合用戶規(guī)格要求的芯材；
[0052] 將沖好的芯材稱重，符合重量要求后送往烘干機烘干，烘干溫度18(TC，烘干時間 2. 5小時；
[0053] 烘好的芯材在盡可能短的時間內(nèi)裝入事先烘干的鉛膜當(dāng)中，進行封裝；
[0054] 封裝的真空度達(dá)到0.25Pa，時，根據(jù)鉛膜的不同材質(zhì)，選擇封裝條的加熱比例 75%，封裝時間2S ;
[00巧]將封好的真空絕熱板包邊、滾壓，J進行外觀檢驗，送入48小時待測區(qū)；
[005引 48小時后，測得真空絕熱板的導(dǎo)熱系數(shù)0. 0023w/m. k ;
[0057] 實施例2
[0058] 將W質(zhì)量份數(shù)計的如下組分混合形成混合料：
[0059] 砰取石英粉40. 6份，裡長石7. 5份，軸長石9. 8,測砂23. 5份，方解；2. 9份，白云 石點2份，純堿9. 8份，蠻石0. 76份；混合均勻成混合料。
[0060] 將混合料加入塞爐的烙化池中進行烙化處理，制得均勻、澄清的玻璃液，所述混合 料的烙化處理包括5個階段：娃酸鹽形成階段、玻璃液形成階段、玻璃液澄清階段、玻璃液 均化階段和玻璃液成纖階段，控制塞爐溫度137CTC，蓄熱室溫度87(TC
[006。 控制運送玻璃液的通道溫度為1160 C,控制玻璃液的溫度為1120 C,控制貿(mào)心盤 的溫度為96(TC，將玻璃液通過通道放入漏板、離也盤進入離也機中進行紡絲，離也機2400 轉(zhuǎn)/分鐘，制得玻璃棉；
[0062] 將玻璃棉送入搖擺桶，控制搖擺桶的擺動頻率為25次/分鐘，控制負(fù)壓風(fēng)機轉(zhuǎn)速 為850轉(zhuǎn)/分鐘，紡好的玻璃棉將均勻地落到集棉機上。將鋪好的玻璃棉層切邊，卷繞，制 成合格的玻璃棉卷，棉卷不抽真空的狀態(tài)下打包、包裝。
[0063] 將制得的玻璃棉進行檢測（GB/T1549-94軸巧娃鉛測玻璃化學(xué)分析方法），包含W 質(zhì)量份數(shù)計：
[0064] Si〇2:65. 8 份，
[0065] Al2〇3:3. 1 份，
[0066] CaO: 4.0 份，
[0067] MgO: 1.2 份，
[0068] 化2〇 :11.8 份，
[006引馬0;1.0 份，
[0070] B203 :12.15 份，
[0071] 所述玻璃棉的叩解度為19° SR,直徑為2. 5微米，玻璃棉中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0. 20%，面密度克重極差為45%，玻渣混入率為0. 4%，玻璃棉表面平整、均勻、無凹坑、無 雜質(zhì)，手壓無脆裂感，有害物質(zhì)達(dá)到歐盟RO服標(biāo)準(zhǔn)。
[0072] 準(zhǔn)備好沖壓用的芯材：將上述芯材根據(jù)客戶的VIP的長度和厚度要求，切成一定 長度的芯材，疊加到10-12層芯材，平整地送往沖棉機；
[0073] 準(zhǔn)備好芯材沖壓時的模具，安裝在沖壓機上，沖出符合用戶規(guī)格要求的芯材；
[0074] 將沖好的芯材稱重，符合重量要求后送往烘干機烘干，烘干溫度20(TC，烘干時間 3. 0小時；
[0075] 烘好的芯材在盡可能短的時間內(nèi)裝入事先烘干的鉛膜當(dāng)中，進行封裝；
[0076] 封裝的真空度達(dá)到0.2Pa，時，根據(jù)鉛膜的不同材質(zhì)，選擇封裝條的加熱比例 58%，封裝時間2S ;
[0077] 將封好的真空絕熱板包邊、滾壓，進行外觀檢驗，送入48小時待測區(qū)；
[0078] 48小時后，測得真空絕熱板的導(dǎo)熱系數(shù)0. 002w/m. k ;
[007引 實施例3
[0080] 將W質(zhì)量份數(shù)計的如下組分混合形成混合料：
[0081] 稱取石英粉40. 2份，裡長石9. 2份，軸長石9. 6,測砂24. 9份，方解；9. 6份，白云 石點2份，純堿9. 2份，蠻石0. 9份；混合均勻成混合料。
[0082] 將混合料加入塞爐的烙化池中進行烙化處理，制得均勻、澄清的玻璃液，所述混合 料的烙化處理包括5個階段：娃酸鹽形成階段、玻璃液形成階段、玻璃液澄清階段、玻璃液 均化階段和玻璃液成纖階段，控制塞爐溫度136(TC，蓄熱室溫度87(TC
[0083] 控制運送玻璃液的通道溫度為115(TC，控制玻璃液的溫度為112(TC，控制離也盤 的溫度為960°C，將玻璃液通過通道放入漏板、離也盤進入離也機中進行紡絲，離也機2400 轉(zhuǎn)/分鐘，制得玻璃棉；
[0084] 將玻璃棉送入搖擺桶，控制搖擺桶的擺動頻率為25次/分鐘，控制負(fù)壓風(fēng)機轉(zhuǎn)速 為880轉(zhuǎn)/分鐘，紡好的玻璃棉將均勻地落到集棉機上。將鋪好的玻璃棉層切邊，卷繞，制 成合格的玻璃棉卷，棉卷不抽真空的狀態(tài)下打包、包裝。
[0085] 將制得的玻璃棉進行檢測（GB/T1549-94軸巧娃鉛測玻璃化學(xué)分析方法），包含W 質(zhì)量份數(shù)計：
[0086] Si〇2:65. 3 份，
[0087] Al2〇3:3. 3 份，
[0088] CaO: 3. 7 份，
[0089] MgO: 1.2 份，
[0090] 化2〇 :11.5 份，
[00川馬0;1.0份，
[0092] B203 :14.15 份，
[0093] 所述玻璃棉的叩解度為20° SR,直徑為2. 3微米，玻璃棉中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0. 25%，面密度克重極差為38 %，玻渣混入率為0. 4%，玻璃棉表面平整、均勻、無凹坑、無 雜質(zhì)，手壓無脆裂感，有害物質(zhì)達(dá)到歐盟RO服標(biāo)準(zhǔn)。
[0094] 準(zhǔn)備好沖壓用的芯材：將上述芯材根據(jù)客戶的VIP的長度和厚度要求，切成一定 長度的芯材，疊加到14-16層芯材，平整地送往沖棉機；
[0095] 準(zhǔn)備好芯材沖壓時的模具，安裝在沖壓機上，沖出符合用戶規(guī)格要求的芯材；
[0096] 將沖好的芯材稱重，符合重量要求后送往烘干機烘干，烘干溫度22CTC，烘干時間 3. 0小時；
[0097] 烘好的芯材在盡可能短的時間內(nèi)裝入事先烘干的鉛膜當(dāng)中，進行封裝；
[0098] 封裝的真空度達(dá)到0.2Pa，時，根據(jù)鉛膜的不同材質(zhì)，選擇封裝條的加熱比例 65%，封裝時間2S ;
[0099] 將封好的真空絕熱板包邊、滾壓，進行外觀檢驗，送入48小時待測區(qū)；
[0100] 48小時后，測得真空絕熱板的快速導(dǎo)熱系數(shù)0. 0016w/m. k ;
[0101] 本發(fā)明高測含量的芯材制成的真空絕熱板與普通真空絕熱板的性能對比表

【權(quán)利要求】
1. 一種真空絕熱板芯材，包含以質(zhì)量份數(shù)計的如下組分： Si02:50-70 份； Al203:0-7 份； CaO :2-15 份； MgO: 0-6 份； Na20+K20 :8-20 份； B203 :12-15. 5 份； ZnO: 0. 1-7. 0 ； 其他成分< 1. 〇份； 總質(zhì)量份數(shù)為100份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空絕熱板芯材，其特征在于： 所述其他成分包括 Fe203、FeO、Ti02、BaO、MnO、S03、P 205。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空絕熱板芯材，其特征在于： 所述真空絕熱板芯材的質(zhì)量指標(biāo)為：芯材的叩解度為15至28° SR，玻渣含量彡5%， 直徑彡4. Oum，含水率彡0. 8%，面密度偏差彡55%，由芯材制得的干法真空絕熱板導(dǎo)熱系 數(shù)彡 0· 0025w/k. m。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的真空絕熱板芯材的制備方法，包括如下步驟： (1) 、原料稱量：按質(zhì)量份數(shù)對如下原料進行稱重并混合成均勻的混合料： 石英砂：28_60份， 長石：0-33份， 硼砂：28-38份， 方解石：2_25份， 白云石：0-30份， 純喊：3_30份， 螢石：0. 1-1. 2份； (2) 、熔化：將混合料加入窯爐的熔化池中進行熔化處理，制得均勻、澄清的玻璃液； (3) 、成纖：通過運送玻璃液的通道將玻璃液放入漏板、離心盤，離心盤中充滿滿盤的玻 璃液，形成玻璃膜，在強大的高速氣流牽引的作用下進入離心機中進行紡絲，調(diào)整噴霧環(huán)噴 水量的大小，制得直徑均勻的玻璃棉； (4) 、集棉成型：將玻璃棉送入搖擺桶，調(diào)整搖擺桶的擺動頻率和擺幅，調(diào)整負(fù)壓風(fēng)機的 風(fēng)力大小,紡好的玻璃棉均勻地落到集棉機上，將鋪好的玻璃棉層切邊，卷繞，制成合格的 玻璃棉卷，或者裁切成一定長度的片狀玻璃棉芯材。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的真空絕熱板芯材的制備方法，其特征在于：所述玻璃棉落到 集棉機上時，不能有堅起和成條的玻璃棉纖維，所有的玻璃纖維排列方向與集棉機方向保 持一致。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所的真空絕熱板芯材的制備方法，其特征在于：所述（2)步驟的熔 化處理包括5個階段：硅酸鹽形成階段、玻璃液形成階段、玻璃液澄清階段、玻璃液均化階 段和玻璃液成纖階段，窯爐溫度為1350-1420°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所的真空絕熱板芯材的制備方法，其特征在于：所述（3)步驟中， 玻璃液的溫度為1350-1420°C，運送玻璃液的通道溫度為1120-1180°C，離心盤的溫度為 940-980°C，離心機的轉(zhuǎn)速為2000-3200轉(zhuǎn)/分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所的真空絕熱板芯材的制備方法，其特征在于：所述（4)步驟中，搖 擺桶的擺動頻率為15-25次/分鐘，控制負(fù)壓風(fēng)機轉(zhuǎn)速為1000-1200轉(zhuǎn)/分鐘。
【文檔編號】C03C6/06GK104261684SQ201410475444
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】顧春生, 王瞻, 張驥, 張慧琴 申請人:安徽吉曜玻璃微纖有限公司