專利名稱：真空絕熱板芯材及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空絕熱板芯材及其制作方法，具體涉及一種以超細(xì)玻璃纖維棉和玻璃纖維短切絲為原料制作的真空絕熱板芯材，其適用于家電保溫、冷鏈物流、建筑保溫等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前的真空絕熱板芯材一般選擇多孔介質(zhì)，如粉狀二氧化硅、氣凝膠、玻璃纖維或微孔聚氨酯等材料，每一種材料都有其優(yōu)缺點。其次，每種芯板在使用時，必須加入干燥劑或吸氣劑，除去阻隔膜以及芯材中未除盡的氣體及水分，保證真空度，從而提高真空絕熱板的使用壽命。真空絕熱板已運用于各個領(lǐng)域中，它以節(jié)能、低碳、環(huán)保、安全的特性滿足了客戶要求。通過調(diào)研和實際操作可知，真空絕熱板內(nèi)部芯材的選用和制作方法對其各項性能影響非常大，芯材一般選用多孔介質(zhì)材料，如氣凝膠、發(fā)泡聚氨酯、二氧化硅粉末、石棉纖維、玻璃纖維等。對于真空絕熱板芯材而言，必須具備以下四種特性:1、在高真空負(fù)壓狀態(tài)下對真空絕熱板內(nèi)部具有支撐作用，防止真空絕熱板收縮、內(nèi)陷；2、要盡可能地減少熱傳導(dǎo)的發(fā)生。3、必須具備開孔結(jié)構(gòu)，使氣體在負(fù)壓狀態(tài)下能夠以最快速度被排出；4、材料需具備在真空或超低真空度狀態(tài)下，不釋放氣體或盡可能少釋放氣體。目前因不同種類的真空絕熱板應(yīng)用領(lǐng)域不同，其芯材的選擇也有所差異。對于家電保溫、建筑保溫等要求阻熱性能好，導(dǎo)熱系數(shù)低。目前大多數(shù)保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)高，體積龐大，厚度一般在lcm-5cm之間，用于家電保溫、冷鏈物流、建筑保溫后，降低了家電、建筑的可利用空間并且保溫壽命短。真空絕熱板正是順應(yīng)了各領(lǐng)域保溫需求，希望保溫板厚度變薄、導(dǎo)熱系數(shù)減小的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種導(dǎo)熱系數(shù)較小、成本較低的真空絕熱板芯材及其制作方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種真空絕熱板芯材，其包括混合成型的:70-100wt%的、直徑為6-13um，長度為4_20mm拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲和0_30wt%的、直徑為1.0-4um，長度為l_5mm火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉。該真空絕熱板芯材由多層玻璃纖維片材疊層設(shè)置至所需厚度后裁剪成型；所述玻璃纖維片材是由混合均勻的所述玻璃纖維短切絲和玻璃纖維棉分層同平面分布、大部分平行構(gòu)成的片層，該片層的厚度均勻。相對于直接形成所需厚度的玻璃纖維芯材，本發(fā)明的采用多層玻璃纖維片材疊置至所需厚度的玻璃纖維芯材，具有的技術(shù)效果:利于真空絕熱板抽真空，以降低真空絕熱板的導(dǎo)熱系數(shù)。由于拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲，已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)業(yè)成熟，效率較高，原材料成本相對較低，且可以使制成的真空絕熱板的導(dǎo)熱系數(shù)〈0.0025ff/m.k。因此，本發(fā)明的真空絕熱板芯材成本低，質(zhì)量穩(wěn)定可控。
采用火焰法制造的玻璃纖維棉，直徑細(xì)，長度短，因此相應(yīng)得到的玻璃纖維棉密度較大，制成的真空絕熱板芯材導(dǎo)熱系數(shù)較低，但是若單獨采用火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉生產(chǎn)真空絕熱板芯材，會制造成本高，且使制成的真空絕熱板的導(dǎo)熱系數(shù)難以達(dá)到0.0025W/m.k以下，質(zhì)量不穩(wěn)定，可控性差；而本發(fā)明的真空絕熱板芯材中用火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉所占比例較少,相對于現(xiàn)有技術(shù)而言,大大減少了生產(chǎn)成本,提高了產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。上述真空絕熱板芯材的制作方法，包括如下步驟:
(1)取70-100wt%的、直徑為6-13um、長度為4_20mm拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲和
0-30wt%的、直徑為1.0-4um、長度為l_5mm火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉；
(2)將上述兩種玻璃纖維材料分別分散，然后將上述玻璃纖維短切絲和玻璃纖維棉混合加水?dāng)嚢?，攪拌均勻后送入配漿池加水稀釋，稀釋濃度至0.3-1.0wt%。在攪拌過程中，還添加上述兩種玻璃纖維材料總重量的0.005-0.015%的羥基纖維素，以減少靜電效應(yīng)，并進(jìn)一步利于上述兩種玻璃纖維分散均勻；
(3)將稀釋好的漿料送入網(wǎng)前箱，網(wǎng)前箱流出的漿液分層流到成型網(wǎng)上，該成型網(wǎng)下均勻分布有負(fù)壓吸口，以進(jìn)行脫水；脫水后的纖維沉積在所述成型網(wǎng)上且厚度均勻、分層同平面分布，且大部分平行，形成所需厚度的片層，即獲得玻璃纖維短切絲濕板。(4)采用壓輥對上述玻璃纖維濕板進(jìn)行碾壓，使其表面平整、厚度均勻(通過控制壓輥的壓力調(diào)整玻璃纖維濕板的厚度，并使玻璃纖維濕板厚度一致);
(5)將完成上述步驟(4)的玻璃纖維濕板經(jīng)脫水、干燥處理后形成玻璃纖維片材；
(6)按照生產(chǎn)要求將多層玻璃纖維片材疊置至所需厚度后進(jìn)行裁剪，制作成所需芯材。(相對于直接形成所需厚度的玻璃纖維芯材，本發(fā)明的采用多層玻璃纖維片材疊置至所需厚度的玻璃纖維芯材，具有的技術(shù)效果:利于VIP抽真空，以降低VIP的導(dǎo)熱系數(shù))。在IOKPa的壓力條件下，所述步驟(5)生成的玻璃纖維片材的厚度為0.5-5mm。由于制作芯板采用的玻璃纖維短切絲直徑為6-13um，長度為4-20mm拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲，所以在IOKPa的壓力條件下,所述玻璃纖維片材毛還最佳厚度為0.5-5mm。所述步驟(4)中成型網(wǎng)對玻璃纖維棉脫水時，成型網(wǎng)的速度為12-30米/分鐘。采用這個速度能夠有效的保證通過成型網(wǎng)制作出的玻璃纖維短切絲和棉組合的濕板密度均勻，排列整齊，整體厚度相對均勻，提高了真空絕熱板芯材成品質(zhì)量。所述成型網(wǎng)的頂面傾斜設(shè)置；成型網(wǎng)上方設(shè)有與所述網(wǎng)前箱相連的導(dǎo)流渠，該導(dǎo)流渠的底板與所述成型網(wǎng)的頂面平行，導(dǎo)流渠的底板上均勻分布有與所述成型網(wǎng)的長度方向垂直的狹縫式噴嘴；所述負(fù)壓吸口分別與所述狹縫式噴嘴相對設(shè)置且分布于各狹縫式噴嘴的下游一側(cè)，以利于漿液中的纖維均勻分布在所述成型網(wǎng)的頂面。作為一種優(yōu)選的方案，所述成型網(wǎng)為傳送帶式，以利于連續(xù)生產(chǎn)。作為進(jìn)一步優(yōu)選的方案，所述成型網(wǎng)頂面的傳送方向為自下而上，利于纖維沉積在所述成型網(wǎng)上且厚度均勻、分層同平面分布、大部分平行。本發(fā)明的技術(shù)效果:
1、本發(fā)明中采用70-100wt%拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲和0-30wt%火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉作為真空絕熱板芯材原料，生產(chǎn)出的真空絕熱板芯材導(dǎo)熱系數(shù)在0.030ff/m.k以下，其絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)相對于采用100wt%火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉芯材要低，保溫效果較好；同時拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲所采用的原料成本較低，大大節(jié)省了真空絕熱板芯材的制造成本；單片芯材厚度控制在0.5-5mm( IOkpa壓力下),密度控制在80kg/m3 _200kg/m3，壓縮比比采用100wt%火焰法生產(chǎn)的超細(xì)玻纖棉芯材稍大，但不會對生產(chǎn)工藝有大的影響；
2、本發(fā)明所述真空絕熱板芯材，具有多孔結(jié)構(gòu)，能夠滿足真空絕熱板芯材具備的快速排氣性能；
3、本發(fā)明中拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲具有阻燃、吸音、無毒、環(huán)保的特性使生產(chǎn)出的真空絕熱板使用范圍廣泛；
4、本發(fā)明整體制作工藝簡單，適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)；
5、本發(fā)明采用多層加液，多層抽真空，是芯板形成薄而且纖維排列整齊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有利于芯材導(dǎo)熱系數(shù)的降低。


圖1為真空絕熱板芯材的生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實例I
本實例的真空絕熱板芯材，該真空絕熱板芯材由直徑為6-13um，長度為4-20mm拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲和直徑為1.0-4.0um，長度為l_5mm火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉混合制成；所述火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉占20wt%，所述拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲占80wt%，且真空絕熱板成品中的芯材厚度為15± 1mm，制成的真空絕熱板的導(dǎo)熱系數(shù)(0.0024ff/m.k。上述真空絕熱板芯材的制作方法，該制作方法的具體步驟如下:
(1)取直徑為6-13um，長度為4-20mm拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲和直徑為1.0_4um，長度為l_5mm火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉；所述火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉比例為20wt%，所述拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲比例為80wt% ；
(2)將兩種分散后的玻纖材料按一定比例混合加水?dāng)嚢杈鶆蚝笏腿肱錆{池稀釋，稀釋濃度至0.3-0.5wt%,并添加上述兩種玻璃纖維總重量的0.005-0.015%的羥基纖維素，以減少靜電效應(yīng)；
(3)將稀釋好的玻璃纖維漿液送入蓄漿池；
(4)將蓄漿池中的漿料送入網(wǎng)前箱2，網(wǎng)前箱2流出的漿液3通過多層噴嘴4分層流到成型網(wǎng)I上，成型網(wǎng)I下方裝有與噴嘴4相對應(yīng)的風(fēng)機吸口(即負(fù)壓吸口 5)并進(jìn)行分層真空脫水。脫水后的纖維沉積在成型網(wǎng)I上形成均勻、排列有序的片層，即制成玻璃纖維短切絲濕板；本步驟中成型網(wǎng)I對玻璃纖維漿液脫水時，成型網(wǎng)I的速度為20-25米/分鐘；
(5)對玻璃纖維濕板進(jìn)行橫向碾壓，使表面平整，同時對玻璃纖維濕板的厚度進(jìn)行調(diào)整，使玻璃纖維濕板厚度調(diào)整為；
(6)將完成整形的玻璃纖維濕板傳運到真空負(fù)壓的傳送帶中將玻璃纖維濕板中60%的水分去除，使玻璃纖維濕板含水量控制在40%以下；
(7)然后將去除水分的玻璃纖維濕板送入烘烤箱8內(nèi)烘干固化，烘烤箱8內(nèi)溫度控制在250-300攝氏度，烘烤時間為5-20分鐘；烘烤完成后形成玻璃纖維芯片材；
(8)按照生產(chǎn)要求將多層玻璃纖維片材疊層設(shè)置至所需厚度后整板進(jìn)行裁剪，裁切成600mm X 600mm,即獲得真空絕熱板芯材成品。圖1，所述成型網(wǎng)I的頂面傾斜設(shè)置；成型網(wǎng)I上方設(shè)有與所述網(wǎng)前箱2相連的導(dǎo)流渠7，該導(dǎo)流渠7的底板與所述成型網(wǎng)I的頂面平行，導(dǎo)流渠7的底板上均勻分布有多個與所述成型網(wǎng)I的長度方向垂直的狹縫式噴嘴4 ;各負(fù)壓吸口 5分別與所述狹縫式噴嘴4相對設(shè)置且分布于各狹縫式噴嘴4的下游一側(cè)，以利于漿液中的纖維均勻分布在所述成型網(wǎng)的頂面。狹縫式噴嘴4的寬度為l_8mm。所述成型網(wǎng)I為傳送帶式，以利于連續(xù)生產(chǎn)；成型網(wǎng)I頂面的傳送方向為自下而上，利于纖維沉積在所述成型網(wǎng)上且厚度均勻、分層同平面分布、大部分平行。實施例2
本實例的真空絕熱板芯材，由直徑為6-13um，長度為4-20mm拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲和直徑為1.0-4um，長度為1-5_火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉混合制成；所述火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉占10wt%，所述拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲占90wt%，且真空絕熱板成品中的芯材厚度為15± 1mm，制成的真空絕熱板的導(dǎo)熱系數(shù)< 0.0022ff/m.k。本實例的真空絕熱板芯材的制作方法，包括的步驟如下:
(1)取直徑為6-13um，長度為4-20mm拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲和直徑為1.0_4um，長度為l_5mm火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉；所述火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉比例為10wt%，所述拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲比例為90wt% ；
(2)將兩種分散后的玻纖材料按一定比例混合加水?dāng)嚢杈鶆蚝笏腿肱錆{池稀釋，稀釋濃度至0.3-0.5wt%并適當(dāng) 加入羥基纖維素以減少靜電效應(yīng)；
(3)將稀釋好的玻璃纖維漿液送入蓄漿池；
(4)將蓄漿池中的漿料送入網(wǎng)前箱，網(wǎng)前箱流出的漿液通過多層噴嘴分層流到成型網(wǎng)上，成型網(wǎng)下方裝有與噴嘴相對應(yīng)的風(fēng)機吸口并進(jìn)行分層真空脫水。脫水后的纖維沉積在成型網(wǎng)上形成均勻有序的片層，便制成玻璃纖維短切絲濕板；本步驟中成型網(wǎng)對玻璃纖維棉脫水時，成型網(wǎng)的速度為20-25米/分鐘；
(5)對玻璃纖維濕板進(jìn)行橫向碾壓，使表面平整，同時對玻璃纖維濕板的厚度進(jìn)行調(diào)整，使玻璃纖維濕板厚度調(diào)整為；
(6)將完成整形的玻璃纖維濕板傳送到真空負(fù)壓的傳送帶中，將玻璃纖維濕板中60%的水分去除，使玻璃纖維濕板含水量控制在40%以下；
(7)然后將去除水分的玻璃纖維濕板送入烘烤箱8內(nèi)烘干固化，烘烤箱內(nèi)溫度控制在250-300攝氏度，烘烤時間為5-20分鐘左右；烘烤完成后形成玻璃纖維片材；
(8)按照生產(chǎn)要求將多層玻璃纖維片材疊層設(shè)置至所需厚度后進(jìn)行裁剪，即獲得真空絕熱板芯材成品。實施例3
本實施例的真空絕熱板芯材，由直徑為6-13um，長度為4-20mm拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲和直徑為1.0-4um，長度為1-5_火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉混合制成；所述火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉占15wt%，所述拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲占85wt%，且真空絕熱板成品的導(dǎo)熱系數(shù)彡0.002lff/m.k。
本實施例的真空絕熱板芯材的制作方法，包括的具體步驟如下:
(1)取直徑為6-13um，長度為4-20mm拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲和直徑為1.0_4um，長度為l_5mm火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉；所述火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉比例為15wt%，所述拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲比例為85wt% ；
(2)將兩種分散后的玻纖材料按一定比例混合加水?dāng)嚢杈鶆蚝笏腿肱錆{池稀釋，稀釋濃度至0.6wt%并加入羥基纖維素以減少靜電效應(yīng)；
(3)將稀釋好的玻璃纖維棉漿液送入蓄漿池；
(4)將蓄漿池中的漿料送入網(wǎng)前箱，網(wǎng)前箱流出的漿液通過多層噴嘴分層流到成型網(wǎng)上，成型網(wǎng)下方裝有與噴嘴相對應(yīng)的風(fēng)機吸口并進(jìn)行分層真空脫水。脫水后的纖維沉積在成型網(wǎng)上形成均勻有序的片層，便制成玻璃纖維短切絲濕板。本步驟中成型網(wǎng)對玻璃纖維棉脫水時，成型網(wǎng)的速度為20-25米/分鐘；
(5)對玻璃纖維濕板進(jìn)行橫向碾壓，使表面平整，同時對玻璃纖維濕板的厚度進(jìn)行調(diào)整，使玻璃纖維濕板厚度調(diào)整為l-3mm;
(6)將完成整形的玻璃纖維濕板傳送到真空負(fù)壓的傳送帶上將玻璃纖維濕板中60%的水分去除，使玻璃纖維濕板含水量控制在40% ；
(7)然后將去除水分的玻璃纖維濕板送入烘烤箱內(nèi)烘干固化，烘烤箱內(nèi)溫度控制在250-300攝氏度，烘烤時間為5-30分鐘左右；烘烤完成后形成玻璃纖維片材；
O)按照生產(chǎn)要求將多層玻璃纖維片材疊層設(shè)置至所需厚度后進(jìn)行裁剪，即獲得真空絕熱板芯材成品。
權(quán)利要求
1.一種真空絕熱板芯材，其特征在于包括混合成型的:70-100wt%的、直徑為6-13um、長度為4-20mm拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲和0_30wt%的、直徑為1.0_4um、長度為l_5mm火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉。
2.如權(quán)利要求1所述的真空絕熱板芯材,其特征在于:該真空絕熱板芯材由多層玻璃纖維片材疊層設(shè)置至所需厚度后裁剪成型； 所述玻璃纖維片材是由混合均勻的所述玻璃纖維短切絲和玻璃纖維棉分層同平面分布、大部分平行構(gòu)成的片層，該片層的厚度均勻。
3.一種真空絕熱板芯材的制作方法，包括如下步驟: (1)取70-100wt%的、直徑為6-13um、長度為4_20mm拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲和0-30wt%的、直徑為1.0-4um、長度為l_5mm火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉； (2)將上述兩種玻璃纖維分別分散，然后將上述玻璃纖維短切絲和玻璃纖維棉混合加水?dāng)嚢瑁瑪嚢杈鶆蚝笏腿肱錆{池加水稀釋，稀釋濃度至0.3-1.0wt% ； (3)將稀釋好的漿料送入網(wǎng)前箱，網(wǎng)前箱流出的漿液分層流到一成型網(wǎng)上，該成型網(wǎng)下均勻分布有負(fù)壓吸口，以進(jìn)行脫水；脫水后的纖維沉積在所述成型網(wǎng)上且厚度均勻、分層同平面分布、大部分平行，形成所需厚度的片層，即獲得玻璃纖維短切絲濕板； (4)采用壓輥對上述玻璃纖維濕板進(jìn)行碾壓，使其表面平整、厚度均勻； (5)將完成上述步驟(4)的玻璃纖維濕板經(jīng)脫水、干燥處理后形成玻璃纖維片材； (6)將多層玻璃纖維片材疊層設(shè)置至所需厚度后進(jìn)行裁剪，制成所需的芯材。
4.如權(quán)利要求3所述的真空絕熱板芯材的制作方法，其特征在于:在IOKPa的壓力條件下，所述步驟(5)中玻璃纖維片材的厚度為0.5-5mm。
5.如權(quán)利要求3所述的真空絕熱板芯材的制作方法，其特征在于:所述步驟(4)中成型網(wǎng)對玻璃纖維棉脫水時，成型網(wǎng)的速度為12-30米/分鐘。
6.如權(quán)利要求3所述的真空絕熱板芯材的制作方法，其特征在于:在所述步驟(2)的稀釋過程中，添加上述兩種玻璃纖維總重量的0.005-0.015%的羥基纖維素。
7.如權(quán)利要求3所述的真空絕熱板芯材的制作方法，其特征在于:所述成型網(wǎng)的頂面傾斜設(shè)置；成型網(wǎng)上方設(shè)有與所述網(wǎng)前箱相連的導(dǎo)流渠，該導(dǎo)流渠的底板與所述成型網(wǎng)的頂面平行，導(dǎo)流渠的底板上均勻分布有與所述成型網(wǎng)的長度方向垂直的狹縫式噴嘴；所述負(fù)壓吸口分別與所述狹縫式噴嘴相對設(shè)置且分布于各狹縫式噴嘴的下游一側(cè)。
8.如權(quán)利要求7所述的真空絕熱板芯材的制作方法，其特征在于:所述成型網(wǎng)為傳送帶式。
9.如權(quán)利要求8所述的真空絕熱板芯材的制作方法，其特征在于:所述成型網(wǎng)頂面的傳送方向為自下而上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱系數(shù)較小、成本較低的真空絕熱板芯材及其制作方法。所述真空絕熱板芯材包括混合成型的70-100wt%的、直徑為6-13um，長度為4-20mm拉絲法生產(chǎn)的玻璃纖維短切絲和0-30wt%的、直徑為1.0-4um，長度為1-5mm火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉。芯板制作方法采用多層加液，多層抽真空脫水，使芯板形成薄而纖維排列整齊的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有利于芯材導(dǎo)熱系數(shù)降低。本發(fā)明的真空絕熱板芯材導(dǎo)熱系數(shù)在0.03W/m.k以下，其真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)為0.0025W/m.k以下，相對于100%火焰法生產(chǎn)的玻璃纖維棉芯材要低，保溫效果好，同時大大節(jié)省了真空絕熱板芯材的制造成本，質(zhì)量穩(wěn)定可控。
文檔編號D21H13/40GK103196007SQ201310117638
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者糜玥崎 申請人:常州山由帝武節(jié)能新材料制造有限公司