干法制備真空絕熱板芯材的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于絕熱保溫領域，涉及一種玻璃纖維絕熱芯材，特別涉及一種干法制備真空絕熱板芯材的方法。
【背景技術】
[0002]真空絕熱板(簡稱VIP)是一種新型的保溫絕熱材料，具有導熱系數(shù)低、絕熱保溫效果好、所占的空間比例小，具有節(jié)能、低碳、環(huán)保、安全等多項優(yōu)點，廣泛應用于航空航天等領域。隨著航天航空業(yè)的快速發(fā)展，其所面臨的太空環(huán)境更加惡劣復雜，這就對航空航天用真空絕熱板芯材的絕熱性能、重量及體積提出了更高的要求。
[0003]玻璃纖維真空絕熱板芯材的絕熱性能與其制備工藝密切相關，申請?zhí)枮?01310213164.8的專利申請文件公開了一種采用濕法成型制備玻璃纖維是真空絕熱板芯材的方法，玻璃微纖維經(jīng)制漿分散、脫水干燥得到所需芯材。然而，濕法成型的芯材厚度通常介于I?2mm，熱導率為2.1?2.3mff/(m.K)，不能滿足使用要求。另外，濕法成型還存在能源浪費大，綜合生產(chǎn)成本高的缺點，因此有必要開發(fā)一種制備玻璃纖維真空絕熱板芯材的新工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種干法制備真空絕熱板芯材的方法。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
[0006]干法制備真空絕熱板芯材的方法，首先制備并收集玻璃纖維，然后對收集的玻璃纖維進行初步鋪裝成型，最后加熱初步鋪裝成型的芯材至550-600°C，保溫2-5min即得真空絕熱板芯材。
[0007]作為本發(fā)明的優(yōu)選，加熱保溫過程中，初步鋪裝成型的芯材受到外界壓力的作用，該外界壓力大小為0.2-0.4MPa。
[0008]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選，所述玻璃纖維按質(zhì)量計有以下成份組成，Si02:58-70份；A1203:4.5-6 份；CaO:1_6 份；MgO:1_2 份；K 20:0.5-1.5 份；Na20:9-15 份;Β203:5_13份，BaO: 0-5份；Ζη0:0-4份，其直徑為2_4um，長度為3_6mm。
[0009]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選，所述玻璃纖維采用離心噴吹的方法制得，首先熔化原材料得到玻璃液，然后將玻璃液加入離心器并高速旋轉(zhuǎn)，所述玻璃液從離心器側(cè)壁小孔甩出形成玻璃細流，最后用火焰拉伸玻璃細流冷卻得到玻璃纖維。
[0010]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選，制備所述玻璃纖維的原材料為硼砂、白砂、純堿、鉀長石、白云石、鈉長石、方解石和螢石。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:
[0012]本發(fā)明采用干法成型制備玻璃纖維VIP芯材，將玻璃纖維加熱至一定溫度、施加適當?shù)膲毫Σ⒕S持一段時間后玻璃纖維表面形成半熔態(tài)的類硅膠的化合物，該半融態(tài)化合物使得玻璃纖維絲相互交聯(lián)搭接(整個過程無需外加粘結劑)，最終冷卻獲得具有高強度、低導熱率的新型VIP芯材，經(jīng)測試，采用該方法制得的VIP芯材的導熱率約為1.9mff/(m.K)，遠低于濕法產(chǎn)品。
【具體實施方式】
[0013]下面將對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
[0014]實施例1:
[0015]本實施例制備制備真空絕熱板芯材的方法，包括以下步驟:
[0016]1、制備玻璃纖維，具體包括:
[0017]I)取一定量的硼砂、白砂、純堿、鉀長石、白云石、鈉長石、方解石和螢石；
[0018]2)將步驟I)所選玻璃纖維加入窯爐的混合均勻并加熱熔融形成玻璃液；
[0019]3)將步驟2)的玻璃熔液引入離心器并高速旋轉(zhuǎn)，使玻璃熔液從離心器側(cè)壁小孔甩出，形成玻璃細流；
[0020]4)用火焰牽引拉伸步驟3)的玻璃細流，達到一定長度后切斷制得玻璃纖維；
[0021]2、初步鋪裝成型VIP芯材:用吸風系統(tǒng)將玻璃纖維送入鋪裝機進行初步鋪裝成型；
[0022]3、干法成型:
[0023]首先將初步鋪裝成型的的芯材轉(zhuǎn)運到干法成型器上，然后將成型器上的玻璃纖維加熱至580°C，將干法成型器的上成型網(wǎng)帶壓力設置為0.3MPa的壓力，并保溫3分鐘，此時玻璃纖維表面產(chǎn)生半熔融態(tài)的類硅膠物質(zhì)，玻璃纖維細絲在該半熔融硅膠的作用下彼此能交聯(lián)搭接交聯(lián)；最后冷卻即得到所述VIP芯材；
[0024]4、自動切裁封裝得成品。
[0025]需要說明的是，本實施例中玻璃纖維的平均長度為4mm，平均直徑為2.6um，其化學成分為:Si02:63 份；A1 203:4.5 份；CaO:2 份；MgO:2 份；K20:1.5 份；Na20:10 份;B203:13份；BaO:2 份；ZnO:2 份，。
[0026]經(jīng)檢測，本實施例所得型材的導熱系數(shù)為1.85mff/(m.K)，厚度為3mm，強度為900N/mo
[0027]實施例2:
[0028]本實施例制備制備真空絕熱板芯材的方法，包括以下步驟:
[0029]1、制備玻璃纖維，具體包括:
[0030]I)取一定量的硼砂、白砂、純堿、鉀長石、白云石、鈉長石、方解石和螢石；
[0031]2)將步驟I)所選玻璃纖維加入窯爐的混合均勻并加熱熔融形成玻璃液；
[0032]3)將步驟2)的玻璃熔液引入離心器并高速旋轉(zhuǎn)，使玻璃熔液從離心器側(cè)壁小孔甩出，形成玻璃細流；
[0033]4)用火焰牽引拉伸步驟3)的玻璃細流，達到一定長度后切斷制得玻璃纖維；
[0034]2、初步鋪裝成型VIP芯材:用吸風系統(tǒng)將玻璃纖維送入鋪裝機進行初步鋪裝成型；
[0035]3、干法成型:
[0036]首先將初步鋪裝成型的的芯材轉(zhuǎn)運到干法成型器上，然后將成型器上的玻璃纖維加熱至550°C，將干法成型器的上成型網(wǎng)帶壓力設置為0.25MPa的壓力，并保溫2.5分鐘，此時玻璃纖維表面產(chǎn)生半熔融態(tài)的類硅膠物質(zhì)，玻璃纖維細絲在該半熔融硅膠的作用下彼此能交聯(lián)搭接交聯(lián)；最后冷卻即得到所述VIP芯材；
[0037]4、自動切裁封裝得成品。
[0038]需要說明的是，本實施例中玻璃纖維的平均長度為3mm，平均直徑為2.2um，其化學成分為:Si02:67 份；A1 203:4.5 份；CaO:3 份；MgO:2 份；K20:1.5 份；Na20:15 份；B2O3 = 7份。
[0039]經(jīng)檢測，本實施例所得型材的導熱系數(shù)為1.8mff/ (m -K)，厚度為3_，強度為950N/mD
[0040]最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權利要求書所限定的范圍。
【主權項】
1.干法制備真空絕熱板芯材的方法，其特征在于:首先制備并收集玻璃纖維，然后對收集的玻璃纖維進行初步鋪裝成型，最后加熱初步鋪裝成型的芯材至550-600°C，保溫2-5min即得真空絕熱板芯材。
2.根據(jù)權利要求1所述干法制備真空絕熱板芯材的方法，其特征在于:加熱保溫過程中，初步鋪裝成型的芯材受到外界壓力的作用，該外界壓力大小為0.2-0.4MPa。
3.根據(jù)權利要求1所述干法制備真空絕熱板芯材的方法，其特征在于:所述玻璃纖維按質(zhì)量計有以下成份組成，Si02:58-70份；A1 203:4.5-6份；CaO:1-6份；MgO:1-2份；K 20:0.5-1.5 份；Na20:9-15 份；B203:5-13 份，BaO: 0-5 份；ZnO: 0-4 份，其直徑為 2_4um，長度為3_6mm0
4.根據(jù)權利要求1所述干法制備真空絕熱板芯材的方法，其特征在于:所述玻璃纖維采用離心噴吹的方法制得，首先熔化原材料得到玻璃液，然后將玻璃液加入離心器并高速旋轉(zhuǎn)，所述玻璃液從離心器側(cè)壁小孔甩出形成玻璃細流，最后用火焰拉伸玻璃細流冷卻得到玻璃纖維。
5.根據(jù)權利要求1所述干法制備真空絕熱板芯材的方法，其特征在于:制備所述玻璃纖維的原材料為硼砂、白砂、純堿、鉀長石、白云石、鈉長石、方解石和螢石。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種干法制備真空絕熱板芯材的方法，首先制備并收集玻璃纖維，然后對收集的玻璃纖維進行初步鋪裝成型，最后加熱初步鋪裝成型的芯材至550-600℃，保溫2-5min即得真空絕熱板芯材熱保溫過程中，初步鋪裝成型的芯材受到外界壓力的作用，該外界壓力大小為0.2-0.4MPa。本發(fā)明將玻璃纖維加熱至一定溫度、施加適當?shù)膲毫Σ⒕S持一段時間后玻璃纖維表面形成半熔態(tài)的類硅膠的化合物，該半融態(tài)化合物使得玻璃纖維絲相互交聯(lián)搭接最終冷卻獲得具有高強度、低導熱率的新型VIP芯材。
【IPC分類】C03B19-00, C03B37-04, C03C13-00
【公開號】CN104628239
【申請?zhí)枴緾N201510082749
【發(fā)明人】郭茂, 秦大江
【申請人】宣漢正原微玻纖有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月15日