热量的能力的重要指标。相同厚度、相同密度条件下，导热系数越低，材料的保温性能越好。宏观表现为:相同厚度、相同密度的两种材料在一面给与相同的热源，由于导热系数不同，另一面的温度会不同。
[0087]背温实验是一种直观有效的测量方法，在实验室可以通过背温实验去直观体现。本申请中的背温实验所采用的设备如图1所示。图1为背温实验装置的示意图(数显温控仪(数据巡检仪(是根据YK-19系列分体式巡检仪记录仪加上高精度传感器组装成的)。测试样品周围由硅酸铝纤维隔热层包裹，上方包裹有抑制空气流动挡圈，测试样品的热面由加热炉盘加热导热钢板提供热量，通过数显温控仪控制热面温度。将热电偶分别放置于测试样品的上下表面，即冷面和热面，从加热开始，利用电脑软件记录测试样品的热面和冷面温度，记录间隔为5min/次。当热面温度到达500°C时控制热面恒温，继续读取冷面温度直至冷面温度稳定。
[0088]测定玻璃纤维的直径所使用的仪器为扫描电子显微镜。
[0089]强力搅拌机为日本三菱公司厂家生产的产品。
[0090]图2为本发明玻璃棉的一根附着有纳米粒子的玻璃纤维的截面侧视图。图中的黑色圆形区域为玻璃纤维的截面，玻璃纤维表面上的粉体为纳米粒子。
[0091]图3中，所述热面为图1中靠近加热炉盘的数显温控仪测定的温度。对于不同的测试样品，热面的温度曲线不变。
[0092]图3中，所述冷面为图1中远离加热炉盘的数显温控仪测定的温度(即为热穿过测试样品后的温度)。
[0093]将玻璃棉原棉在强力搅拌机中以100r/min的转速搅拌3次，每次3分钟，使玻璃棉原棉形成玻璃纤维。该玻璃纤维的直径为7.34 μ m0
[0094]比较例I
[0095]向73g上述玻璃纤维中喷入Sg的丙烯酸树脂粘结剂，之后放入模具中使用YES-300压力试验机压制成型。在压制过程中，首先通过控制压力的施加速率进行缓慢的加压直至样品达到2cm厚，停止压力输送。然后将压制成型的样品放入烘箱中，在80°C恒温加热4小时使其固化，即得到玻璃棉。
[0096]背温实验测定结果如图3所示。可见，该玻璃棉的热面和冷面I的最大温差仅为33度。
[0097]实施例1
[0098]纳米S12，具有如下的基本性质:比表面积为200±25m2/g;干燥减量为1%(100°C干燥2h);灼烧减量为4% (1000°C灼烧2h);纯度为99.8% ;悬浮液pH值为3.7?4.7 (4%的水悬浊液)；堆积密度为50g/L ;粒径范围为1nm?20nm ;平均粒径为约15nm。
[0099]将Ilg的纳米S12加入到73g上述玻璃纤维中，以100r/min的转速搅拌I小时，使得纳米粒子均匀附着在玻璃纤维的表面上，得到纳米粒子和玻璃纤维的复合物。
[0100]向上述纳米粒子和玻璃纤维的复合物中喷入8g的丙烯酸树脂粘结剂(直接喷涂由工厂提供的)，之后放入模具中使用YES-300压力试验机压制成型。在压制过程中，首先通过控制压力的施加速率进行缓慢的加压直至样品达到2cm厚，停止压力输送。然后将压制成型的样品放入烘箱中，在80°C恒温加热4小时使其固化，即得到本发明的玻璃棉。
[0101]背温实验测定结果如图3所示。可见，该玻璃棉的热面和冷面2的最大温差为51度。
[0102]实施例2
[0103]除了加入5.5g的纳米S1jP 5.5g的碳化娃(粒径范围为2 μπι?4 μπι ;平均粒径为约3 μπι)之外，采用与实施例1相同方法制备本发明的玻璃棉。
[0104]背温实验测定结果如图3所示。可见，该玻璃棉的热面和冷面3的最大温差为131度，且有差距不断扩大的趋势。
[0105]实施例3
[0106]除了加入5.5g的纳米Si02、5.0g的碳化娃(粒径范围为2 μπι?4 μπι ;平均粒径为约3μηι)、0.5g纳米Al2O3(平均粒径为约30nm?约50nm)之外，采用与实施例1相同方法制备本发明的玻璃棉。
[0107]背温实验测定结果显示，该玻璃棉的隔热效果优于实施例2。
【主权项】
1.一种导热系数低的玻璃棉，其包含多根玻璃纤维，其特征在于，在所述玻璃纤维的表面附着有纳米粒子；所述纳米粒子的平均粒径为大于O?约10nm ;所述纳米粒子的重量小于等于所述玻璃纤维重量的20% ;所述纳米粒子中包含纳米S12;*述纳米粒子中掺和有红外遮光剂粒子；所述红外遮光剂粒子为SiC粒子、BN粒子、ZrS14粒子或KT 6粒子。2.根据权利要求1所述的导热系数低的玻璃棉，其特征在于，所述纳米粒子的平均粒径为大于O?约60nm。3.根据权利要求1所述的导热系数低的玻璃棉，其特征在于，所述纳米粒子的重量为所述玻璃纤维重量的11%?18% ;所述纳米粒子的平均粒径为约1nm?约20nm。4.根据权利要求1所述的导热系数低的玻璃棉，其特征在于，所述纳米粒子形成纳米粒子层。5.根据权利要求1或4所述的导热系数低的玻璃棉，其特征在于，所述纳米粒子中包含纳米Al2O3;所述纳米Al 203的平均粒径为约30nm?约50nm ;所述纳米Al 203的重量为所述纳米S12重量的5%?10%。6.根据权利要求1所述的导热系数低的玻璃棉，其特征在于，所述玻璃纤维的直径为5 μ m ?8 μ m。7.根据权利要求1所述的导热系数低的玻璃棉，其特征在于，所述玻璃棉包含粘结剂；所述粘结剂的用量为所述玻璃纤维和纳米粒子总重量的5%?15% ;所述粘结剂为丙烯酸树脂粘结剂或酚醛树脂粘结剂。8.根据权利要求1所述的导热系数低的玻璃棉，其特征在于，所述红外遮光剂粒子为SiC粒子；所述红外遮光剂粒子的平均粒径为约1.5 μ m?约5 μ m ;优选地，所述红外遮光剂粒子的平均粒径为约2 μ m?约4 μ m ;进一步优选地，所述红外遮光剂粒子的平均粒径为约3 μπι ;优选地，所述红外遮光剂与所述纳米粒子中S12的重量比为0.8?1.2:1 ;更优选地，所述红外遮光剂与所述纳米粒子中S12的重量比为1:1。9.一种导热系数低的玻璃棉，其包含多根玻璃纤维，其特征在于，在所述玻璃纤维的表面附着有纳米粒子层；所述玻璃纤维的直径为5 μπι?8 μπι ;所述纳米粒子的平均粒径为约1nm?约20nm，重量为所述玻璃纤维重量的11%?18% ;所述纳米粒子中包含纳米Si02、纳米Al2O3和粘结剂，并掺和有红外遮光剂粒子；所述纳米Al 203的平均粒径为约30nm?约50nm，重量为纳米S12重量的5%?10% ;所述粘结剂的用量为所述玻璃纤维和纳米粒子总重量的7%?12%，为丙烯酸树脂粘结剂或酚醛树脂粘结剂；所述红外遮光剂粒子为SiC粒子，平均粒径为约3 μ m，与S12的重量比为1:1。
【专利摘要】本发明属于保温技术领域，具体涉及一种导热系数低的玻璃棉。本发明的玻璃棉，其包含多根玻璃纤维，在所述玻璃纤维的表面附着有纳米粒子；所述纳米粒子的平均粒径为大于0～约100nm；所述纳米粒子的重量小于等于所述玻璃纤维重量的20％；所述纳米粒子中包含纳米SiO2；所述纳米粒子中掺和有红外遮光剂粒子；所述红外遮光剂粒子为SiC粒子、BN粒子、ZrSiO4粒子或KT6粒子。本发明的玻璃棉，通过其包含的玻璃纤维的表面上附着的纳米粒子，将现有技术的玻璃棉为玻璃纤维之间的面接触改变为本发明的纳米粒子之间的点接触，从而可以显著降低玻璃棉的热传导，从而使得玻璃棉具有低导热系数。与现有技术的玻璃棉相比，在厚度相同的前提下，本发明的玻璃棉制成的保温板可以显著提高保温板的保温和绝热效果。
【IPC分类】C03C13/02
【公开号】CN105130203
【申请号】CN201510564373
【发明人】郑忠清, 倪文, 陈德平, 姬军
【申请人】世纪良基投资集团有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月7日