一種輕質(zhì)保溫材料的制備方法
【專利摘要】一種輕質(zhì)保溫材料的制備方法，其特征在于，將碳纖維或碳纖維預(yù)氧化絲之一、三維中空聚酯纖維和低熔點聚酯纖維，均勻混合，其中三種材料的質(zhì)量配比為：40-60∶25-45∶15-25，用鋪網(wǎng)機將其鋪成多層，送入到烘烤箱，溫度控制180-220℃進(jìn)行烘烤，直到將低熔點聚酯纖維全部融化，熔融粘合全部材料于一體，然后冷卻定型。保溫材料加入了密度小的碳纖維，減輕整體密度，碳纖維預(yù)氧化絲經(jīng)過高溫淬煉，著火點高而防火性能好，加入了聚酯纖維，使得整個產(chǎn)品易于成型，且柔韌性提高、回彈效果優(yōu)良，便于折疊和封裝，極大地減少了運輸環(huán)節(jié)和切割安裝環(huán)節(jié)中的人力、物力成本。
【專利說明】一種輕質(zhì)保溫材料的制備方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及保溫材料領(lǐng)域，尤其涉及在交通工具上應(yīng)用的保溫材料。
【【背景技術(shù)】】
[0002]保溫材料一般指導(dǎo)熱系數(shù)小于或者等于0.2的材料，而工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ρ夭牧闲枨笞畲蟮男袠I(yè)還是建筑和軌道交通工具，應(yīng)用在軌道交通和建筑上傳統(tǒng)的保溫材料是礦棉、玻璃棉、巖棉、三聚氰胺板，這些傳統(tǒng)的保溫材料都普遍存在保溫層厚度厚，熱損耗大的問題，特別是無極保溫材料密度大、比較厚重、容易產(chǎn)生扎人碎屑，在使用和切割時存在一些工藝上的安全性問題，而有機保溫材料防火性能比較差，具有一定的毒性，長期近距離接觸人體使用，可能會對人的身體健康產(chǎn)生不良影響，另外，有機保溫材料的耐火性能較差，存在安全隱患，其次保溫材料在安裝時需要進(jìn)行裁剪、切割，但是密度大且脆性的保溫材料在切割時困難、不容易后續(xù)的成型和安裝。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種輕質(zhì)保溫材料的制備方法，其特征在于，將碳纖維或碳纖維預(yù)氧化絲之一、三維中空聚酯纖維和低熔點聚酯纖維，均勻混合，其中三種材料的質(zhì)量配比為:40-60: 25-45: 15-25，用鋪網(wǎng)機將其鋪成多層，送入到烘烤箱，溫度控制180-220°C進(jìn)行烘烤，直到將低熔點聚酯纖維全部融化，熔融粘合全部材料于一體，然后冷卻定型。
[0004]其中碳纖維或者碳纖維預(yù)氧化絲之一、三維中空聚酯纖維和低熔點聚酯纖維的質(zhì)量配比為 40-55: 25-40: 15-25。
[0005]更優(yōu)選地，碳纖維或者碳纖維預(yù)氧化絲之一、三維中空聚酯纖維和低熔點聚酯纖維的質(zhì)量配比為45-55: 25-35: 15-25。
[0006]碳纖維(carbon fiber)不僅具有碳材料的固有本質(zhì)特點-反應(yīng)惰性，又兼具紡
織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維，與傳統(tǒng)的玻璃纖維(GF)相比，楊氏模量是其3倍多，而且在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐腐蝕性出類拔萃，經(jīng)久耐用，在極端環(huán)境中也能長時間保持纖維形態(tài)。
[0007]碳纖維是含碳量高于90%的無機高分子纖維。其中含碳量高于99%的稱石墨纖維。碳纖維的軸向強度和模量高，無蠕變，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小，耐腐蝕性好，纖維的密度低，X射線透過性好。但其耐沖擊性較差，容易損傷，在強酸作用下發(fā)生氧化，與金屬復(fù)合時會發(fā)生金屬碳化、滲碳及電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。因此，碳纖維在使用前須進(jìn)行表面處理。
[0008]碳纖維也是新一代廠房、倉庫等建筑材料，具有優(yōu)良的隔熱保溫性能，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐用防酸、防堿、防腐蝕，在正常使用條件下使用壽命不低于20年，如果結(jié)合多孔發(fā)泡材料使用，具有多孔通氣性能，有效阻隔紫外線，使導(dǎo)熱系數(shù)降低至0.8ff/(m.k)，保溫、隔熱性能是石棉瓦的6倍，PVC瓦的2.5倍，鋼板瓦(0.5mm)的2200倍。[0009]而碳纖維預(yù)氧化絲是近20年來開始發(fā)展的碳纖維技術(shù)應(yīng)用之一，聚丙烯晴基碳纖維通常是通過低溫預(yù)氧化使之熱塑化聚丙烯晴碳纖維轉(zhuǎn)化成環(huán)狀耐熱的梯形化合物，使其可承受下一步工藝的高溫，經(jīng)高溫碳化處理，使預(yù)氧化的聚丙烯晴碳纖維中的羥基開始進(jìn)行交聯(lián)、縮合反應(yīng)，最終形成大的稠芳環(huán)面層結(jié)構(gòu)，隨后將碳纖維進(jìn)行表面處理，形成碳纖維預(yù)氧化絲。
[0010]該發(fā)明的特征是通過無膠棉生產(chǎn)線，一次成型做成的平鋪棉。在整個生產(chǎn)過程中不使用任何膠粘劑，而傳統(tǒng)的保溫材料在制作中使用大量的膠粘劑成型，因此本專利產(chǎn)品不含甲醛等成分。 [0011]本發(fā)明公開了保溫材料的制備方法，其中加入了密度小的碳纖維，減輕整體密度，而加入經(jīng)過高度提煉的碳纖維預(yù)氧化絲于材料中，碳纖維預(yù)氧化絲經(jīng)過高溫淬煉，著火點高而防火性能好，另外還在產(chǎn)品中加入了聚酯纖維，使得整個產(chǎn)品易于成型，且柔韌性提高、回彈效果優(yōu)良，便于折疊和封裝，可以制成板材、卷材或者抽真空壓縮包裝進(jìn)行運輸，極大地減少了運輸環(huán)節(jié)和切割安裝環(huán)節(jié)中的人力、物力成本。
【【具體實施方式】】
[0012]以下根據(jù)具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步地說明，
[0013]實施例1:
[0014]將碳纖維45kg、三維中空聚酯纖維30kg和低熔點聚酯纖維25kg稱取備用；
[0015]放入混合容器中混合均勻，轉(zhuǎn)移到鋪網(wǎng)機中，將鋪網(wǎng)機對接無膠棉生產(chǎn)線，直接將混合好的三種材料送入無膠棉生產(chǎn)線的烘烤箱內(nèi)進(jìn)行加溫，前期加溫溫度控制12-15°C /min升溫速率，持續(xù)加溫直到溫度達(dá)到180°C，定溫烘烤，直到將低熔點聚酯纖維全部融化，熔融粘合全部材料于一體。在整個生產(chǎn)過程中不使用任何膠粘劑，利用熔融的低熔點聚酯纖維將所有材料粘結(jié)在一起，然后冷卻定型。而傳統(tǒng)的保溫材料在制作中使用大量的膠粘劑成型，因此本專利產(chǎn)品不含甲醛等成分。
[0016]實施例2與實施例1的技術(shù)方案大致相同，不同之處是采用碳纖維預(yù)氧化絲50kg、三維中空聚酯纖維25kg和低熔點聚酯纖維25kg進(jìn)行制作保溫材料。提高聚酯纖維的比例能控制保溫材料的柔性，在一定范圍內(nèi)，聚酯纖維比例高而柔韌性更好。
[0017]碳纖維(carbon fiber)不僅具有碳材料的固有本質(zhì)特點-反應(yīng)惰性，又兼具紡
織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維，與傳統(tǒng)的玻璃纖維(GF)相比，楊氏模量是其3倍多，而且在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐腐蝕性出類拔萃，經(jīng)久耐用，在極端環(huán)境中也能長時間保持纖維形態(tài)。
[0018]碳纖維是含碳量高于90%的無機高分子纖維。其中含碳量高于99%的稱石墨纖維。碳纖維的軸向強度和模量高，無蠕變，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小，耐腐蝕性好，纖維的密度低，X射線透過性好。但其耐沖擊性較差，容易損傷，在強酸作用下發(fā)生氧化，與金屬復(fù)合時會發(fā)生金屬碳化、滲碳及電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。因此，碳纖維在使用前須進(jìn)行表面處理。
[0019]碳纖維也是新一代廠房、倉庫等建筑材料，具有優(yōu)良的隔熱保溫性能，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐用防酸、防堿、防腐蝕，在正常使用條件下使用壽命不低于20年，如果結(jié)合多孔發(fā)泡材料使用，具有多孔通氣性能，有效阻隔紫外線，使導(dǎo)熱系數(shù)降低至0.8ff/(m.k)，保溫、隔熱性能是石棉瓦的6倍，PVC瓦的2.5倍，鋼板瓦(0.5mm)的2200倍。
[0020]而碳纖維預(yù)氧化絲是近20年來開始發(fā)展的碳纖維技術(shù)應(yīng)用之一，聚丙烯晴基碳纖維通常是通過低溫預(yù)氧化使之熱塑化聚丙烯晴碳纖維轉(zhuǎn)化成環(huán)狀耐熱的梯形化合物，使其可承受下一步工藝的高溫，經(jīng)高溫碳化處理，使預(yù)氧化的聚丙烯晴碳纖維中的羥基開始進(jìn)行交聯(lián)、縮合反應(yīng)，最終形成大的稠芳環(huán)面層結(jié)構(gòu)，隨后將碳纖維進(jìn)行表面處理，形成碳纖維預(yù)氧化絲。
[0021]該發(fā)明的特征是通過無膠棉生產(chǎn)線，一次成型做成的平鋪棉。在整個生產(chǎn)過程中不使用任何膠粘劑，而傳統(tǒng)的保溫材料在制作中使用大量的膠粘劑成型，因此本專利產(chǎn)品不含甲醛等成分。
[0022]本發(fā)明中公開的保溫材料加入了密度小的碳纖維，減輕整體密度，而加入經(jīng)過高度提煉的碳纖維預(yù)氧化絲于材料中，碳纖維預(yù)氧化絲經(jīng)過高溫淬煉，著火點高而防火性能好，另外還在產(chǎn)品中加入了聚酯纖維，使得整個產(chǎn)品易于成型，且柔韌性提高、回彈效果優(yōu)良，便于折疊和封裝，可以制成板材、卷材或者抽真空壓縮包裝進(jìn)行運輸，極大地減少了運輸環(huán)節(jié)和切割安裝環(huán)節(jié)中的人力、物力成本。
[0023]以上所述，僅是本發(fā)明較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許變更或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)是指對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種輕質(zhì)保溫材料的制備方法，其特征在于，將碳纖維或碳纖維預(yù)氧化絲之一、三維中空聚酯纖維和低熔點聚酯纖維，均勻混合，其中三種材料的質(zhì)量配比為:40-60: 25-45: 15-25，用鋪網(wǎng)機將其鋪成多層，送入到烘烤箱，溫度控制180_220°C進(jìn)行烘烤，直到將低熔點聚酯纖維全部融化，熔融粘合全部材料于一體，然后冷卻定型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述輕質(zhì)保溫材料的制備方法，其特征在于，其中碳纖維或者碳纖維預(yù)氧化絲之一、三維中空聚酯纖維和低熔點聚酯纖維的質(zhì)量配比為40-55: 25-40: 15-25。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述輕質(zhì)保溫材料的制備方法，其特征在于，其中碳纖維或者碳纖維預(yù)氧化絲之一、三維中空聚酯纖維和低熔點聚酯纖維的質(zhì)量配比為45-55: 25-35: 15-25。
【文檔編號】B29C51/00GK103770320SQ201210410720
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月23日
【發(fā)明者】徐福生 申請人:吉林省澤?？萍及l(fā)展有限公司