一种轻质保温材料的制备方法
【专利摘要】一种轻质保温材料的制备方法，其特征在于，将碳纤维或碳纤维预氧化丝之一、三维中空聚酯纤维和低熔点聚酯纤维，均匀混合，其中三种材料的质量配比为：40-60∶25-45∶15-25，用铺网机将其铺成多层，送入到烘烤箱，温度控制180-220℃进行烘烤，直到将低熔点聚酯纤维全部融化，熔融粘合全部材料于一体，然后冷却定型。保温材料加入了密度小的碳纤维，减轻整体密度，碳纤维预氧化丝经过高温淬炼，着火点高而防火性能好，加入了聚酯纤维，使得整个产品易于成型，且柔韧性提高、回弹效果优良，便于折叠和封装，极大地减少了运输环节和切割安装环节中的人力、物力成本。
【专利说明】一种轻质保温材料的制备方法
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及保温材料领域，尤其涉及在交通工具上应用的保温材料。
【【背景技术】】
[0002]保温材料一般指导热系数小于或者等于0.2的材料，而工业领域对保温材料需求最大的行业还是建筑和轨道交通工具，应用在轨道交通和建筑上传统的保温材料是矿棉、玻璃棉、岩棉、三聚氰胺板，这些传统的保温材料都普遍存在保温层厚度厚，热损耗大的问题，特别是无极保温材料密度大、比较厚重、容易产生扎人碎屑，在使用和切割时存在一些工艺上的安全性问题，而有机保温材料防火性能比较差，具有一定的毒性，长期近距离接触人体使用，可能会对人的身体健康产生不良影响，另外，有机保温材料的耐火性能较差，存在安全隐患，其次保温材料在安装时需要进行裁剪、切割，但是密度大且脆性的保温材料在切割时困难、不容易后续的成型和安装。
【
【发明内容】
】
[0003]本发明的技术方案是:一种轻质保温材料的制备方法，其特征在于，将碳纤维或碳纤维预氧化丝之一、三维中空聚酯纤维和低熔点聚酯纤维，均匀混合，其中三种材料的质量配比为:40-60: 25-45: 15-25，用铺网机将其铺成多层，送入到烘烤箱，温度控制180-220°C进行烘烤，直到将低熔点聚酯纤维全部融化，熔融粘合全部材料于一体，然后冷却定型。
[0004]其中碳纤维或者碳纤维预氧化丝之一、三维中空聚酯纤维和低熔点聚酯纤维的质量配比为 40-55: 25-40: 15-25。
[0005]更优选地，碳纤维或者碳纤维预氧化丝之一、三维中空聚酯纤维和低熔点聚酯纤维的质量配比为45-55: 25-35: 15-25。
[0006]碳纤维(carbon fiber)不仅具有碳材料的固有本质特点-反应惰性，又兼具纺
织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维，与传统的玻璃纤维(GF)相比，杨氏模量是其3倍多，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐腐蚀性出类拔萃，经久耐用，在极端环境中也能长时间保持纤维形态。
[0007]碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维。其中含碳量高于99%的称石墨纤维。碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低，X射线透过性好。但其耐冲击性较差，容易损伤，在强酸作用下发生氧化，与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因此，碳纤维在使用前须进行表面处理。
[0008]碳纤维也是新一代厂房、仓库等建筑材料，具有优良的隔热保温性能，化学性质稳定，耐用防酸、防碱、防腐蚀，在正常使用条件下使用寿命不低于20年，如果结合多孔发泡材料使用，具有多孔通气性能，有效阻隔紫外线，使导热系数降低至0.8ff/(m.k)，保温、隔热性能是石棉瓦的6倍，PVC瓦的2.5倍，钢板瓦(0.5mm)的2200倍。[0009]而碳纤维预氧化丝是近20年来开始发展的碳纤维技术应用之一，聚丙烯晴基碳纤维通常是通过低温预氧化使之热塑化聚丙烯晴碳纤维转化成环状耐热的梯形化合物，使其可承受下一步工艺的高温，经高温碳化处理，使预氧化的聚丙烯晴碳纤维中的羟基开始进行交联、缩合反应，最终形成大的稠芳环面层结构，随后将碳纤维进行表面处理，形成碳纤维预氧化丝。
[0010]该发明的特征是通过无胶棉生产线，一次成型做成的平铺棉。在整个生产过程中不使用任何胶粘剂，而传统的保温材料在制作中使用大量的胶粘剂成型，因此本专利产品不含甲醛等成分。 [0011]本发明公开了保温材料的制备方法，其中加入了密度小的碳纤维，减轻整体密度，而加入经过高度提炼的碳纤维预氧化丝于材料中，碳纤维预氧化丝经过高温淬炼，着火点高而防火性能好，另外还在产品中加入了聚酯纤维，使得整个产品易于成型，且柔韧性提高、回弹效果优良，便于折叠和封装，可以制成板材、卷材或者抽真空压缩包装进行运输，极大地减少了运输环节和切割安装环节中的人力、物力成本。
【【具体实施方式】】
[0012]以下根据具体实施例对本发明进行进一步地说明，
[0013]实施例1:
[0014]将碳纤维45kg、三维中空聚酯纤维30kg和低熔点聚酯纤维25kg称取备用；
[0015]放入混合容器中混合均匀，转移到铺网机中，将铺网机对接无胶棉生产线，直接将混合好的三种材料送入无胶棉生产线的烘烤箱内进行加温，前期加温温度控制12-15°C /min升温速率，持续加温直到温度达到180°C，定温烘烤，直到将低熔点聚酯纤维全部融化，熔融粘合全部材料于一体。在整个生产过程中不使用任何胶粘剂，利用熔融的低熔点聚酯纤维将所有材料粘结在一起，然后冷却定型。而传统的保温材料在制作中使用大量的胶粘剂成型，因此本专利产品不含甲醛等成分。
[0016]实施例2与实施例1的技术方案大致相同，不同之处是采用碳纤维预氧化丝50kg、三维中空聚酯纤维25kg和低熔点聚酯纤维25kg进行制作保温材料。提高聚酯纤维的比例能控制保温材料的柔性，在一定范围内，聚酯纤维比例高而柔韧性更好。
[0017]碳纤维(carbon fiber)不仅具有碳材料的固有本质特点-反应惰性，又兼具纺
织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维，与传统的玻璃纤维(GF)相比，杨氏模量是其3倍多，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐腐蚀性出类拔萃，经久耐用，在极端环境中也能长时间保持纤维形态。
[0018]碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维。其中含碳量高于99%的称石墨纤维。碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低，X射线透过性好。但其耐冲击性较差，容易损伤，在强酸作用下发生氧化，与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因此，碳纤维在使用前须进行表面处理。
[0019]碳纤维也是新一代厂房、仓库等建筑材料，具有优良的隔热保温性能，化学性质稳定，耐用防酸、防碱、防腐蚀，在正常使用条件下使用寿命不低于20年，如果结合多孔发泡材料使用，具有多孔通气性能，有效阻隔紫外线，使导热系数降低至0.8ff/(m.k)，保温、隔热性能是石棉瓦的6倍，PVC瓦的2.5倍，钢板瓦(0.5mm)的2200倍。
[0020]而碳纤维预氧化丝是近20年来开始发展的碳纤维技术应用之一，聚丙烯晴基碳纤维通常是通过低温预氧化使之热塑化聚丙烯晴碳纤维转化成环状耐热的梯形化合物，使其可承受下一步工艺的高温，经高温碳化处理，使预氧化的聚丙烯晴碳纤维中的羟基开始进行交联、缩合反应，最终形成大的稠芳环面层结构，随后将碳纤维进行表面处理，形成碳纤维预氧化丝。
[0021]该发明的特征是通过无胶棉生产线，一次成型做成的平铺棉。在整个生产过程中不使用任何胶粘剂，而传统的保温材料在制作中使用大量的胶粘剂成型，因此本专利产品不含甲醛等成分。
[0022]本发明中公开的保温材料加入了密度小的碳纤维，减轻整体密度，而加入经过高度提炼的碳纤维预氧化丝于材料中，碳纤维预氧化丝经过高温淬炼，着火点高而防火性能好，另外还在产品中加入了聚酯纤维，使得整个产品易于成型，且柔韧性提高、回弹效果优良，便于折叠和封装，可以制成板材、卷材或者抽真空压缩包装进行运输，极大地减少了运输环节和切割安装环节中的人力、物力成本。
[0023]以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种轻质保温材料的制备方法，其特征在于，将碳纤维或碳纤维预氧化丝之一、三维中空聚酯纤维和低熔点聚酯纤维，均匀混合，其中三种材料的质量配比为:40-60: 25-45: 15-25，用铺网机将其铺成多层，送入到烘烤箱，温度控制180_220°C进行烘烤，直到将低熔点聚酯纤维全部融化，熔融粘合全部材料于一体，然后冷却定型。
2.根据权利要求1所述轻质保温材料的制备方法，其特征在于，其中碳纤维或者碳纤维预氧化丝之一、三维中空聚酯纤维和低熔点聚酯纤维的质量配比为40-55: 25-40: 15-25。
3.根据权利要求2所述轻质保温材料的制备方法，其特征在于，其中碳纤维或者碳纤维预氧化丝之一、三维中空聚酯纤维和低熔点聚酯纤维的质量配比为45-55: 25-35: 15-25。
【文档编号】B29C51/00GK103770320SQ201210410720
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月23日 优先权日:2012年10月23日
【发明者】徐福生 申请人:吉林省泽希科技发展有限公司