一种低导热玻璃棉保温毡及其制备方法与流程

本发明涉及保温材料领域，特别涉及一种低导热玻璃棉保温毡及其制备方法。

背景技术：

1、普通玻璃棉保温毡一般以石英砂、石灰石、钠长石、纯碱、硼砂、碎玻璃等为原料，经高温熔融后通过离心喷吹方式成纤，同时在成纤过程中通过喷淋装置向纤维表面喷洒酚醛、脲醛等热固型树脂粘结剂，再经集棉、加热固化等方式来进行制备，生产工艺成熟度较高，可实现连续化生产，产能较大。得到的玻璃棉保温毡产品因其内部含有大量的微孔结构，从而能够有效降低热量的对流传导，使其具有优良的保温绝热性能，一般普通玻璃棉保温毡产品常温导热系数0.03~0.035w/(m.k)，可广泛应用于工业、建筑等节能环保领域。

2、二氧化硅气凝胶保温毡是近年来兴起的一种新型保温绝热材料，常温导热系数0.021~0.023w/(m.k)，其保温隔热性能优于绝大多数传统保温耐火材料，目前已广泛应用于工业窑炉、管道、罐体、轨道交通、核电等领域。一般以玻璃纤维针刺毯为基材，通过溶胶-凝胶工艺浸胶，再经凝胶、老化、改性等工序，最后通过超临界干燥工艺制得。超临界干燥工艺是将预处理完毕的卷毡吊入干燥釜内（一般每釜放置两卷），利用二氧化碳或乙醇超临界流体进行干燥的一种方式，设计工作压力在20mpa左右，因而只能在密闭容器中进行，每釜干燥周期为8~10h，干燥完成后将成品吊出，然后再吊入新的卷毡，进行下一批次干燥，目前通过超临界法制备二氧化硅气凝胶保温毡还不能实现连续化生产，只能靠提高超临界干燥釜的数量来扩充产能，超临界干燥装备属于特种压力容器，造价高、制造调试周期长，投资较大。另外，超临界二氧化硅气凝胶保温毡在近些年使用过程中，用户反映的一个最大痛点就是“掉粉”问题：在超临界干燥过程中生成的二氧化硅气凝胶粉体是通过物理方式自然填充在玻璃纤维针刺毯基材的内部及表面，粉体与基材之间没有粘结作用，加之二氧化硅气凝胶粉体自身堆积密度较小（40~60kg/m3），因此该气凝胶毡中的二氧化硅气凝胶粉体在切割、转运、抖动或震动等施工过程中极易从毡体脱落，漂浮在空气中，对现场施工环境及人体健康带来不利影响。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种低导热玻璃棉保温毡及其制备方法。本发明的制备方法，可实现连续化生产，且使用过程中不“掉粉”，并保证其保温绝热性能可达到超临界二氧化硅气凝胶保温毡水平。

2、本发明提供了一种低导热玻璃棉保温毡的制备方法，包括以下步骤：

3、a）将水、表面活性剂、酚醛树脂溶液和导热粉体混合，得到复合粘结剂；

4、b）在玻璃纤维的成纤过程中，向纤维表面喷洒所述复合粘结剂，然后，经集棉梳理、加热固化，得到低导热玻璃棉保温毡。

5、优选的，步骤a）中，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、聚羧酸钠盐、十六烷基三甲基溴化铵、六偏磷酸钠、聚乙二醇二硬脂酸酯、聚乙二醇600和聚氧化乙烯中的至少一种。

6、优选的，步骤a）中，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，或为十六烷基三甲基溴化铵和聚氧化乙烯。

7、优选的，步骤a）中，所述导热粉体为气相二氧化硅、二氧化硅气凝胶、三氧化二铝气凝胶、二氧化硅-三氧化二铝复合气凝胶、氧化锆气凝胶、二氧化钛气凝胶、二氧化硅-氧化钛复合气凝胶、石墨烯气凝胶和炭气凝胶中的至少一种。

8、优选的，所述气相二氧化硅的比表面积为50~380m2/g；

9、所述二氧化硅气凝胶的比表面积为600~1100m2/g；

10、所述二氧化钛气凝胶的比表面积为400~600m2/g；

11、所述氧化锆气凝胶的比表面积为300~550m2/g；

12、所述三氧化二铝气凝胶的比表面积为450~700m2/g；

13、所述石墨烯气凝胶的比表面积为1000~3000m2/g；

14、所述炭气凝胶的比表面积为1000~3000m2/g。

15、优选的，以质量份计，步骤a）中各原料的用量如下：

16、水 70~80份；

17、表面活性剂 0.1~0.5份；

18、酚醛树脂溶液 10~15份；

19、导热粉体 1~5份。

20、优选的，步骤a）中，所述混合的方式为超声分散。

21、优选的，所述超声分散的条件为：功率18kw，频率20~40khz，分散时间1~5h，加热温度60~90℃。

22、优选的，步骤b）中，所述加热固化的温度为270℃，时间为10min。

23、本发明还提供了一种上述技术方案中所述的制备方法制得的低导热玻璃棉保温毡。

24、本发明提供了一种低导热玻璃棉保温毡的制备方法，将水、表面活性剂、酚醛树脂溶液和导热粉体混合，得到复合粘结剂；然后在玻璃纤维的成纤过程中，向纤维表面喷洒所述复合粘结剂，然后，经集棉梳理、加热固化，得到低导热玻璃棉保温毡。本发明的制备方法，在普通玻璃棉卷毡生产过程中使用的热固型树脂粘结剂中直接引入低导热粉体颗粒，使该低导热粉体颗粒随着粘结剂在离心喷吹成纤过程中紧密有序地附着在玻璃纤维表面，再经过本领域所熟知的生产工艺直接制备出低导热玻璃棉保温毡产品；其与超临界二氧化硅气凝胶保温毡相比，在使用过程中无“掉粉”现象并可实现连续化生产，解决了行业痛点问题，同时其保温绝热性能可达到超临界二氧化硅气凝胶保温毡水平。

25、实验结果表明，本发明所得低导热玻璃棉保温毡产品，25℃导热系数在0.026 w/(m.k)以下，表现出优异的保温隔热性；同时，其振动质量损失率在0.42%以下，克服了现有保温毡在使用过程中易掉粉的问题。

技术特征：

1.一种低导热玻璃棉保温毡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的低导热玻璃棉保温毡的制备方法，其特征在于，步骤a）中，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、聚羧酸钠盐、十六烷基三甲基溴化铵、六偏磷酸钠、聚乙二醇二硬脂酸酯、聚乙二醇600和聚氧化乙烯中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的低导热玻璃棉保温毡的制备方法，其特征在于，步骤a）中，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，或为十六烷基三甲基溴化铵和聚氧化乙烯。

4.根据权利要求1所述的低导热玻璃棉保温毡的制备方法，其特征在于，步骤a）中，所述导热粉体为气相二氧化硅、二氧化硅气凝胶、三氧化二铝气凝胶、二氧化硅-三氧化二铝复合气凝胶、氧化锆气凝胶、二氧化钛气凝胶、二氧化硅-氧化钛复合气凝胶、石墨烯气凝胶和炭气凝胶中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的低导热玻璃棉保温毡的制备方法，其特征在于，所述气相二氧化硅的比表面积为50~380m2/g；

6.根据权利要求1所述的低导热玻璃棉保温毡的制备方法，其特征在于，以质量份计，步骤a）中各原料的用量如下：

7.根据权利要求1所述的低导热玻璃棉保温毡的制备方法，其特征在于，步骤a）中，所述混合的方式为超声分散。

8.根据权利要求7所述的低导热玻璃棉保温毡的制备方法，其特征在于，所述超声分散的条件为：功率18kw，频率20~40khz，分散时间1~5h，加热温度60~90℃。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b）中，所述加热固化的温度为270℃，时间为10min。

10.一种权利要求1~9中任一项所述的低导热玻璃棉保温毡的制备方法制得的低导热玻璃棉保温毡。

技术总结
本发明涉及保温材料领域，特别涉及一种低导热玻璃棉保温毡及其制备方法。本发明提供的制备方法，将水、表面活性剂、酚醛树脂溶液和导热粉体混合，得到复合粘结剂；然后在玻璃纤维的成纤过程中，向纤维表面喷洒所述复合粘结剂，然后，经集棉梳理、加热固化，得到低导热玻璃棉保温毡。本发明的制备方法，与超临界二氧化硅气凝胶保温毡相比，在使用过程中无“掉粉”现象并可实现连续化生产，解决了行业痛点问题，同时其保温绝热性能可达到超临界二氧化硅气凝胶保温毡水平。

技术研发人员：徐营,荆桂花,贾菲,王超,杨士成,刘芳
受保护的技术使用者：淄博华源新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19