一种高强度超薄绝热纸及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高强度超薄绝热纸及其制备方法和应用，本发明的低温绝热纸采用微玻璃棉与无碱短切纤维按100∶2～3的比例混合而成。所述高强度超薄绝热纸的制备方法，由微玻璃棉与无碱短切玻璃纤维按100∶2～3的比例混合，再经疏解、配浆、储浆、除渣、供浆、抄取、脱水、负压式干燥、收卷而成。本发明所制成品厚度可达0.04mm～0.06mm，克重可控制在9～10m2之间，且抗张强度更高。同时绝热性能好，真空下的放气率小，性能更为可靠且更为环保，可用于深冷液体储运容器、低温压力容器及配套管路的真空多层绝热结构中，用途更为广泛。
【专利说明】一种高强度超薄绝热纸及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高强度超薄绝热纸，还涉及到一种高强度超薄绝热纸的制作方法及其应用。
【背景技术】
[0002]目前深冷液体储运容器及其配套管路大体采用普通包装绝热和真空绝热两大类。真空绝热又分为:高真空绝热、真空纤维(粉末绝热)、高真空多层绝热、高真空多屏绝热、多层绝热等，其中真空纤维(粉末绝热)为常用，真空纤维绝热又分为有机纤维与无机纤维。有机纤维采用涤纶纤维，耐高温差，易收缩，绕烧面积碳，无机纤维用玻璃纤维布，也存在布面厚度> 0.1mm,纤维粗而产生真空下蒸发力大等弊端,粉末绝热材料存在易流动和材料的燃烧热固有缺陷，其应用领域受到限制，使用寿命短。据文献和相关资料报道，国内较先进的常见绝热纸，只能勉强生产厚度> 0.06mm，克重> 10m2的超细玻璃纤维绝热纸，而对于要求更薄，基重更低的绝热纸，则难以控制，难以收卷，纸面起皱严重，，均匀度不能确保，拉力强度更是无法满足用户要求。由于低温压力容器内外层空隙有限，而且缠绕绝缘纸不能少于50层的安装要求，从而制约了低温压力容器的延伸发展。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷，并且本发明提供一种厚度可达0.04mm?0.06mm,克重可控制在9?10m2之间，且抗张强度更高的高强度超薄绝热纸。
[0004]本发明所要解决的技术问题还在于提供一种所述高强度超薄绝热纸的制备方法。
[0005]本发明所要解决的技术问题还在于提供一种所述高强度超薄绝热纸的应用。
[0006]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:一种高强度超薄绝热纸，所述低温绝热纸由微玻璃棉与无碱短切玻璃纤维混合而成。
[0007]进一步的，所述微玻璃棉与无碱短切纤维的配合比例为100: 2?3。
[0008]更进一步的，所述微玻璃棉由全电熔窑火焰法工艺制得，其直径为0.001?
0.0lmm,叩解度为39?450SR ;所述无碱短切玻璃纤维由全电熔坩锅法二次融化拉制再经平行滚筒式短切而成，其直径为0.004?0.0055mm,长度4?6mm。
[0009]实现另一目的用于制备所述的高强度超薄绝热纸的方法，先将微玻璃棉与无碱短切玻璃纤维按100: 2?3的比例混合，再经疏解、配浆、储浆、除渣、供浆、抄取、脱水、负压式干燥、收卷而成。
[0010]进一步的，所述疏解工序由微玻璃棉与无碱短切玻璃纤维混合再加入98%工业硫酸，经过速度为200?250r/min的水力式碎浆机疏解1800秒?2700秒。
[0011]进一步的，所述配浆工序采用立式折叶涡轮搅拌器均匀浆液使得不同直径纤维的短切纤维交错粘接悬浮于浆液中。
[0012]进一步的，所述除渣工序釆用锥形除渣器除去微玻璃棉中> 0.1mm的非纤维化杂质和短切纤维直径> 0.007mm的粗纤维。
[0013]进一步的，所述脱水工序采用两节式脱水法，先进行第一节脱水，当第一节脱水量达到总脱水量的80%?95%后再进行第二节真空脱水使纸面的干度提高到15%?25%，所述真空脱水所采用的脱水箱包括槽式抽真空箱和网式抽真空箱两段。
[0014]进一步的，所述储浆工序通过自动检测酸度仪、液位仪对配浆后的纸浆PH值和纸浆度进行控制；所述供浆工序是通过高位槽、浆量调节阀、流浆箱与匀浆器使除渣后的纸浆流出；所述抄取工序中的长网采用经密度为30根/cm，纬密度为25根/cm的尼龙加密网；所述负压式干燥工序中的网带烘道的网带釆用316#不锈钢丝网带，安装有网带跑偏自纠装置并可实现与长网速度进行变频同步，网带下部装有抽风装置使烘箱内保持负压；所述收卷工序为可自动配重、自动调整收卷线速度的自偶式收卷。
[0015]进一步的，所述高强度超薄绝热纸，用于深冷液体储运容器、低温压力容器及配套管路的真空多层绝热结构。
[0016]本发明的有益效果在于:
[0017]1、本发明通过微玻璃棉与少量的无碱短切玻璃纤维进行混合，使得所制得的绝热纸厚度可达0.04mm?0.06mm,克重可控制在9?10m2之间，且抗张强度更高,相对于现有技术中通过超细无碱玻璃纤维经湿法造纸工艺制备而得的厚度> 0.06mm,克重> 10m2绝热纸而言，在克重保持不变的情况下厚度减少了 1/3，而且抗张强度还有所增加，更易于满足客户的需求，在内外层空隙有限而缠绕绝缘纸又不能少于50层的低温压力容器等使用条件下，更显示出独有的优势。而且本发明打破了绝热纸必须采用大量超细无碱玻璃纤维方可制备的工艺局限，采取了以微玻璃棉为主和少量无碱短切玻璃纤维混合的独特思路，各取所长，实现了微玻璃棉与素有“纤维钢筋”之称的无碱短切玻璃纤维之间的完美组合，既满足了克重的要求，又提高了抗张强度。而且以无机的玻璃纤维棉为主，绝热性能好，可以耐低温到-269°C，耐高温到400°C，绝热性能好，可以全面隔绝热量的对流、传导和辐射，使设备的绝热效果达到最优。另外在真空中发气率小，可以有效保持高真空度，从而确保绝热效果长期、稳定。
[0018]2、本发明制备所述的高强度超薄绝热纸的方法中，疏解工序采用水力式碎浆机，其速度为200?250r/min，疏解时间1800秒?2700秒，并通过时间继电器调整确定，既有效分解玻璃棉，又保持了微玻璃棉应有的强度。配浆中采用立式折叶涡轮搅拌器，投放一定比例的短切纤维，不增添任何粘结剂和有机物质，使绝热纸以不同直径纤维搭配，用结构效应改进纸的抗拉强度，不至于拉碎和切断玻璃纤维，并保持浆液均匀，呈悬浮状。纸浆脱水采用两节脱水法，而第二节采用可调可控真空脱水，使超薄纸面均匀，成形漂亮，也有助于提升绝热纸的整体强度。同时采取负压式烘干，使纸面紧紧贴在网带上，不跳动不浮漂，纸面更易平稳烘干，进一步提升了绝热纸的整体质量。在收卷中则采取自偶式收卷方式，侃收卷压辊自动调整收卷重力，从而保证收卷质量，在实际使用时可以满足与铝箔或镀铝膜复合时的连续、机械化的要求。
[0019]3、综合性能优异。本发明全部采用无机原料，整个生产过程也不添加任何的有机化学材料，使用环境为真空，可以有效保证产品的使用寿命。本发明的制备方法无尘、无毒，所制成品对人体(如皮肤、五官等)无刺激、无损伤。本发明的产品在整个生产过程不添加任何的有机化学材料，在真空下的放气率很小，可以有效保持高真空度，从而确保绝热效果长期、稳定。本发明的产品除用于深冷液体储运容器、低温压力容器及配套管路的真空多层绝热结构中外，还可用于低温超导、航空航天等领域的低温绝热。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中:
[0021]图1是本发明生产流程图。
【具体实施方式】
[0022]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0023]本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0024]实施例1: (I)将19.6公斤直径为0.1?1.0mm、叩解度为49度微玻璃棉投入疏解系统，并用水力式碎浆方式进行分解，用水稀释至1.2%，加浓度为98%工业硫酸，调节至PH值2.5 ;⑵投入0.4公斤直径为4?5um,长度为4?6mm的1#配方无碱短切纤维，加补充水(自然水)或回用白水进一步稀释至0.8%调节PH值至2.5 (由酸度仪检测)并经立式折叶涡轮搅拌器进行搅拌；(3)搅拌均匀后用泵输入到储浆系统，亦由立式折叶涡轮搅拌器继续搅拌，以维持相对稳定的浆液；(4)稳定的浆液，经锥型除渣器处理后送至供浆系统用白水再次经稀释至0.01%后上网抄取；(5)经槽式真空箱与圆孔式真空箱二级抽真空；(6)进入负压式烘道烘干；(7)经入收卷系统，切边装置后，经防吸湿处理包装入库。
[0025]所得产品经自测:厚度为0.045mm,克重为9.5g/m2，纵向抗张强度215un/m，横向拉叩解度98un/m，延伸率为1.8，将生产的超薄绝热纸与0.007mm纯铝箔复合，将复合好的两层绝热材料交给使用单位，使用单位反映经检测本产品可以有效的长期保持高真空度，其蒸发率小，绝热性能和阻燃性能满足行业要求。
[0026]实施例2: (I)将5.88kg直径0.1?1.0um、叩解度为45度的微玻璃棉投入疏解系统，疏解机采用水力碎浆方式进行分解，加浓度为99.8%的工业硫酸，用水稀释至1.2%，调节至PH值为2.5 ；⑵投入0.4公斤直径为4?5um、长度为4?6mm的1#配方无碱短切纤维加补充水(自然水)或回用白水进一步稀释至0.8%调节PH值至2.5，并经立式折叶涡轮搅拌器进行搅拌；(3)搅拌均匀后用泵输入到储浆系统，亦由立式折叶涡轮搅拌器继续搅拌，以维持相对稳定的浆液；⑷稳定的浆液，经锥型除渣器处理后送至供浆系统用白水再次经稀释至0.02%后上网抄取；(5)经槽式真空箱与圆孔式真空箱二级抽真空；(6)进入负压式烘道烘干；(7)经入收卷系统，切边装置后，经防吸湿处理包装入库。
[0027]所得产品经自测:厚度为0.055mm,克重为llg/m2，纵向抗张强度230un/m，横向拉叩解度102un/m，延伸率为1.84，将生产的超薄绝热纸与0.007mm镀铝薄膜复合，将复合好的两层绝热材料交给使用单位，使用单位反映经检测本产品可以有效的长期保持高真空度，其蒸发率小，绝热性能和阻燃性能满足行业要求。
[0028]实施例3:—种高强度超薄绝热纸，由微玻璃棉与无碱短切玻璃纤维混合而成。其中微玻璃棉由全电熔窑火焰法工艺制得，其直径为0.001?0.0lmm,叩解度为39?450SR ；无碱短切玻璃纤维由全电熔坩锅法二次融化拉制再经平行滚筒式短切而成，其直径为
.0.004~0.0055mm,长度4~6mm ;所述微玻璃棉与无碱短切纤维的配合比例为100: 2~
3。其余制备步骤同实施例1。
[0029]实施例4:一种高强度超薄绝热纸的制备方法，先将由全电熔窑火焰法工艺制得的直径为0.001~0.01mm,叩解度为39~450SR微玻璃棉与由全电熔坩锅法二次融化拉制再经平行滚筒式短切而成，其直径为0.004~0.0055mm,长度4~6mm的无碱短切玻璃纤维按照100: 2~3的比例混合，再加入98%工业硫酸，经过速度为200~250r/min的水力式碎浆机疏解1800秒~2700秒；再采用立式折叶涡轮搅拌器均匀浆液使得不同直径纤维的短切纤维交错粘接悬浮于浆液中；再进行储浆，通过自动检测酸度仪、液位仪对配浆后的纸浆PH值和纸浆度进行控制；再进行除渣，釆用4只锥形除渣器除去微玻璃棉中≥0.1mm的非纤维化杂质和短切纤维直径> 0.007mm的粗纤维；接着进行供浆，通过高位槽、浆量调节阀、流浆箱与匀浆器使除渣后的纸浆流出；再采用经密度为30根/cm，纬密度为25根/cm的尼龙加密网进行抄取；然后进行两节式脱水，先进行第一节脱水，当第一节脱水量达到总脱水量的80%~95%后再进行第二节真空脱水使纸面的干度提高到15%~25%，所述真空脱水所采用的脱水箱包括槽式抽真空箱和网式抽真空箱两段；再进行负压式干燥，其中网带烘道的网带釆用316#不锈钢丝网带，安装有网带跑偏自纠装置并可实现与长网速度进行变频同步，网带下部装有抽风装置使烘箱内保持负压；最后进行收卷，采用可自动配重、自动调整收卷线速度的自偶式收卷。 [0030]本发明并不局限于前述的【具体实施方式】。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
【权利要求】
1.一种高强度超薄绝热纸，其特征在于所述低温绝热纸由微玻璃棉与无碱短切玻璃纤维混合而成。
2.根据权利要求1所述的高强度超薄绝热纸，其特征在于所述微玻璃棉与无碱短切纤维的配合比例为100: 2?3。
3.根据权利要求1所述的高强度超薄绝热纸，其特征在于所述微玻璃棉由全电熔窑火焰法工艺制得，其直径为0.001?0.0lmm,叩解度为39?450SR ;所述无碱短切玻璃纤维由全电熔坩锅法二次融化拉制再经平行滚筒式短切而成，其直径为0.004?0.0055mm，长度4 ?6mm。
4.一种权利要求1所述的高强度超薄绝热纸的制备方法，其特征在于先将微玻璃棉与无碱短切玻璃纤维按100: 2?3的比例混合，再经疏解、配浆、储浆、除渣、供浆、抄取、脱水、负压式干燥、收卷而成。
5.根据权利要求4所述的高强度超薄绝热纸的制备方法，其特征在于所述疏解工序由微玻璃棉与无碱短切玻璃纤维混合再加入98%工业硫酸，经过速度为200?250r/min的水力式碎浆机疏解1800秒?2700秒。
6.根据权利要求4所述的高强度超薄绝热纸的制备方法，其特征在于所述配浆工序采用立式折叶涡轮搅拌器均匀浆液使得不同直径纤维的短切纤维交错粘接悬浮于浆液中。
7.根据权利要求4所述的高强度超薄绝热纸的制备方法，其特征在于所述除渣工序釆用锥形除渣器除去微玻璃棉中> 0.1mm的非纤维化杂质和短切纤维直径> 0.007mm的粗纤维。
8.根据权利要求4所述的高强度超薄绝热纸的制备方法，其特征在于所述脱水工序采用两节式脱水法，先进行第一节脱水，当第一节脱水量达到总脱水量的80%?95%后再进行第二节真空脱水使纸面的干度提高到15%?25%，所述真空脱水所采用的脱水箱包括槽式抽真空箱和网式抽真空箱两段。
9.根据权利要求4所述的高强度超薄绝热纸的制备方法，其特征在于所述储浆工序通过自动检测酸度仪、液位仪对配浆后的纸浆PH值和纸浆度进行控制；所述供浆工序是通过高位槽、浆量调节阀、流浆箱与匀浆器使除渣后的纸浆流出；所述抄取工序中的长网采用经密度为30根/cm，纬密度为25根/cm的尼龙加密网；所述负压式干燥工序中的网带烘道的网带釆用316#不锈钢丝网带，安装有网带跑偏自纠装置并可实现与长网速度进行变频同步，网带下部装有抽风装置使烘箱内保持负压；所述收卷工序为可自动配重、自动调整收卷线速度的自偶式收卷。
10.一种权利要求1所述高强度超薄绝热纸，用于深冷液体储运容器、低温压力容器及配套管路的真空多层绝热结构。
【文档编号】D21H13/40GK103866602SQ201210548341
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月12日 优先权日:2012年12月12日
【发明者】周哲, 张志坚, 李儒杰 申请人:常州市聚能复合新材料有限公司