一種導(dǎo)熱系數(shù)低的玻璃棉的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于保溫材料領(lǐng)域，涉及一種玻璃棉的制備方法，更具體而言，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱系數(shù)低的玻璃棉的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]玻璃棉屬于玻璃纖維中的一個(gè)類別，是一種人造無(wú)機(jī)纖維。玻璃棉是將熔融玻璃纖維化，形成棉狀的材料，化學(xué)成分屬玻璃類，是一種無(wú)機(jī)質(zhì)纖維。具有成型性好、體積密度小、熱導(dǎo)率祗、保溫絕熱、吸音性能好、耐腐蝕、化學(xué)性能穩(wěn)定。
[0003]目前市場(chǎng)上的玻璃棉分白色的無(wú)甲醛玻璃棉和黃色的酚醛樹(shù)脂玻璃棉兩種。白色的無(wú)甲醛玻璃棉主要采用廢玻璃為原料，通過(guò)融化、離心，噴吹成棉，然后用無(wú)甲醛的丙烯酸樹(shù)脂為粘結(jié)劑，做成玻璃棉板。市場(chǎng)上其他的玻璃棉采用的粘結(jié)劑為酚醛樹(shù)脂顏色為黃色，為含甲醛不環(huán)保的玻璃棉制品。
[0004]據(jù)國(guó)務(wù)院發(fā)布的國(guó)家建筑節(jié)能專項(xiàng)計(jì)劃:“i 五”期間，我國(guó)執(zhí)行的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)主要為50%節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，“十一五”期末逐步提高到65%節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的水平?！笆濉逼陂g提出了新的規(guī)劃要求:到2015年，城鎮(zhèn)新建建筑執(zhí)行不低于65%的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，城鎮(zhèn)新建建筑95%達(dá)到建筑節(jié)能強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的要求。鼓勵(lì)北京、天津、上海、重慶四個(gè)直轄市和有條件的地區(qū)率先實(shí)施節(jié)能75%的標(biāo)準(zhǔn)。
[0005]節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的提高導(dǎo)致市場(chǎng)上現(xiàn)有的厚度為2cm的玻璃棉已無(wú)法滿足要求；而多數(shù)玻璃棉企業(yè)采用了增加玻璃棉厚度犧牲建筑有效體積的辦法，這勢(shì)必會(huì)對(duì)生產(chǎn)和安裝系統(tǒng)進(jìn)行大幅度調(diào)整，消耗大量的人力，物力，財(cái)力同時(shí)也與國(guó)家建筑節(jié)能的長(zhǎng)期規(guī)劃發(fā)展相悖，不利于社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。另外對(duì)于空間狹小、管道復(fù)雜的部位的保溫目前還沒(méi)有合適的材料。因此，對(duì)于導(dǎo)熱系數(shù)低的玻璃棉仍存在需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種新的導(dǎo)熱系數(shù)低的玻璃棉的制備方法。
[0007]本發(fā)明提供的一種導(dǎo)熱系數(shù)低的玻璃棉的制備方法，其包括以下步驟:
[0008](I)將納米粒子與玻璃纖維混合、攪拌或者在玻璃纖維的表面噴涂含有納米粒子的溶液，使得納米粒子附著在玻璃纖維的表面上，得到納米粒子和玻璃纖維的復(fù)合物；
[0009](2)向上述制備得到的納米粒子和玻璃纖維的復(fù)合物噴涂含有粘結(jié)劑的溶液；
[0010](3)將上述得到的產(chǎn)物壓制成型，然后加熱固化。
[0011]所述含有所述納米粒子的溶液的溶劑可以是將納米粒子懸浮其中并便于噴涂的溶劑，例如可以是水、乙醇或丙醇。
[0012]優(yōu)選地，所述納米粒子的平均粒徑可以為大于O?約lOOnm。例如，可以為約lnm、約 3nm、約 5nm、約 10nm、約 20nm、約 30nm、約 40nm、約 50nm、約 60nm、約 70nm、約 80nm、約 90nm或約10nnu
[0013]更優(yōu)選地，所述納米粒子的平均粒徑可以為大于O?約60nm。例如，可以為約lnm、約 3nm、約 5nm、約 10nm、約 20nm、約 30nm、約 40nm、約 50nm 或約 60nm。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述納米粒子的平均粒徑可以為約1nm?約20nm。例如，可以為約 llnm、約 12nm、約 13nm、約 14nm、約 15nm、約 16nm、約 17nm、約 18nm、約 19nm 或約 20nm。
[0015]優(yōu)選地，所述納米粒子的用量小于等于所述玻璃纖維重量的20%。
[0016]更優(yōu)選地，所述納米粒子的用量為所述玻璃纖維重量的11%?18%。
[0017]優(yōu)選地，所述納米粒子包含納米Si02。
[0018]優(yōu)選地，所述納米粒子形成納米粒子層。
[0019]優(yōu)選地，所述納米粒子進(jìn)一步包含納米A1203。
[0020]優(yōu)選地，所述納米Al2O3的平均粒徑可以為約30nm?約50nm。
[0021]優(yōu)選地，所述納米Al2O3的重量為所述納米S12重量的5%?10%。
[0022]所述玻璃纖維可以是現(xiàn)有技術(shù)中可以使用的任何尺寸的適于制備玻璃棉的玻璃纖維。
[0023]優(yōu)選地，所述玻璃纖維的直徑為5 μ m?8 μ m。
[0024]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述納米粒子中可以摻和有紅外遮光劑粒子。
[0025]所述紅外遮光劑粒子可以包括但不限于SiC粒子、BN粒子、ZrS14粒子或KT 6粒子。
[0026]優(yōu)選地，所述紅外遮光劑粒子為SiC粒子。
[0027]優(yōu)選地，所述紅外遮光劑粒子的平均粒徑為約1.5 μ m?約5 μ m。例如，可以為約1.5 μ m、約 1.8 μ m、約 2 μ m、約 2.5 μ m、約 3 μ m、約 3.5 μ m、約 4 μ m、約 4.5 μ m 或約 5 μ m。
[0028]更優(yōu)選地，所述紅外遮光劑粒子的平均粒徑為約2 μ m?約4 μ m。例如，可以為約2 μ m、約 2.5 μ m、約 3 μ m、約 3.2 μ m、約 3.5 μ m、約 3.8 μ m 或者約 4 μ m。
[0029]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述紅外遮光劑粒子的粒徑為約3 μ m。
[0030]優(yōu)選地，所述紅外遮光劑與S12的重量比為0.8?1.2:1。
[0031]更優(yōu)選地，所述紅外遮光劑與S12的重量比為1:1。
[0032]優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑的用量為所述玻璃纖維和納米粒子總重量的5%?15%。更優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑的用量為所述玻璃纖維和納米粒子總重量的7%?12%。
[0033]所述粘結(jié)劑可以是本領(lǐng)域的任何可以將納米粒子和/或玻璃纖維膠粘的粘結(jié)劑。
[0034]所述粘結(jié)劑包括但不限于丙烯酸樹(shù)脂粘結(jié)劑、酚醛樹(shù)脂粘結(jié)劑。
[0035]優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑可以是專利文獻(xiàn)CN200680044591.6中的無(wú)甲醛粘結(jié)劑。
[0036]所述含有粘結(jié)劑的溶液的溶劑可以為將粘結(jié)劑溶解其中并便于噴涂的溶劑，例如可以是水、乙醇或丙醇。
[0037]所述攪拌可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方法進(jìn)行。例如，采用強(qiáng)力攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。所述攪拌的轉(zhuǎn)速可以為約10rpm。
[0038]所述噴涂可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方法進(jìn)行。例如，采用高壓噴槍裝置進(jìn)行噴涂。
[0039]優(yōu)選地，所述固化是于80°C加熱4小時(shí)。
[0040]本發(fā)明提供的方法制備的玻璃棉，其包含多根玻璃纖維，其中，在所述玻璃纖維的表面附著有納米粒子。
[0041]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語(yǔ)“多根”指的是多于或等于2根。
[0042]所述納米粒子的平均粒徑為納米級(jí)，具有高的比表面積，容易附著在所述玻璃纖維的表面上。本發(fā)明的玻璃棉，通過(guò)其包含的玻璃纖維的表面上附著的納米粒子，將現(xiàn)有技術(shù)的玻璃棉為玻璃纖維之間的面接觸改變?yōu)楸景l(fā)明的納米粒子之間的點(diǎn)接觸，從而可以顯著降低玻璃棉的熱傳導(dǎo)，從而使得玻璃棉具有低導(dǎo)熱系數(shù)。
[0043]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以達(dá)到上述效果的具有任何粒徑的納米粒子均適用于本發(fā)明。
[0044]優(yōu)選地，所述納米粒子的平均粒徑可以為大于O?約lOOnm。例如，可以為約lnm、約 3nm、約 5nm、約 10nm、約 20nm、約 30nm、約 40nm、約 50nm、約 60nm、約 70nm、約 80nm、約 90nm或約lOOnm。當(dāng)所述納米粒子的平均粒徑為上述數(shù)值時(shí)，本發(fā)明玻璃棉的玻璃纖維與納米粒子之間以及納米粒子和納米粒子之間形成的空腔的體積小，其中的空氣分子基本上失去了自由流動(dòng)的能力而附著在空腔壁上，使得本發(fā)明的玻璃棉處于近似于真空狀態(tài)，從而可以降低玻璃棉的熱對(duì)流，從而使得玻璃棉具有低導(dǎo)熱系數(shù)。
[0045]更優(yōu)選地，所述納米粒子的平均粒徑可以為大于O?約60nm。例如，可以為約lnm、約3nm、約5nm、約10nm、約20nm、約30nm