玻璃纤维板及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及玻璃纤维板及其制备方法，详细地，涉及适用最佳化的无机粘结剂来提供初期绝热性能及经济性优秀的真空绝热材料用玻璃纤维板及其制备方法的技术。
【专利说明】玻璃纤维板及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及玻璃纤维板及其制备方法，详细地，涉及适用最佳化的无机粘结剂来提供初期绝热性能及经济性优秀的真空绝热材料用玻璃纤维板及其制备方法的技术。
【背景技术】
[0002]用于真空绝热材料的玻璃纤维板，以600 X 600mm为基准，提供15年以上的优秀的长期耐久性能及3.0mff/mk以下的优秀的初期热导率。
[0003]一般，玻璃纤维板是将微玻璃纤维和一般玻璃纤维以6:4~9:1比例混合，并在PH2~4的溶液中搅拌后，干燥成板的形态进行生产。在上述搅拌的过程中，会发生微玻璃纤维的扭曲，因此容易制备且绝热性能优秀。
[0004]但是，为了生产直径为I~3 μ m的微玻璃纤维而利用火焰法，却存在制备过程中引起公害，成品率低，因此存在生产单价高的问题。因这些原因，实际上只能在一部分国家生产，在欧洲，连直径在4μπι以下的玻璃纤维也因人体有害性而加以限制。
[0005]因此，需要开发使用直径在4μπι以上的标准化的玻璃纤维的真空绝热材料用芯材。
[0006]为了使用标准化的玻璃纤维来制备板，需要粘结剂。直径在4 μ m以上的玻璃纤维是直链状，因此与微玻璃纤 维不同，不发生扭曲现象。
[0007]使用一般的无机粘结剂的情况下，干燥时随着水分的移动，粘结剂也一起移动，而发生只有表面固化的现象，从而引起绝热性能的降低。
【发明内容】
[0008]技术问题
[0009]本发明的目的在于，在标准化的玻璃纤维适用最佳化的无机粘结剂，从而提供干燥后也使粘结剂和玻璃纤维均匀地分布的板，并提供初期绝热性能及经济性优秀的真空绝热材料用玻璃纤维板及其制备方法的技术。
[0010]解决问题的手段
[0011]用于达到上述目的的本发明的一实施例的玻璃纤维板，其特征在于，包含玻璃纤维和无机粘结剂，上述无机粘结剂包含铝化合物，该铝化合物是由包含铝的酸性溶液和碱性溶液发生中和反应而生成的。
[0012]并且，用于达到上述目的的本发明的一实施例的玻璃纤维板的制备方法，包括:搅拌玻璃纤维和无机粘结剂溶液来制备混合溶液的步骤；从上述混合溶液除去水来得到提取物的步骤；以及对上述提取物进行压缩、干燥的步骤。
[0013]并且，用于达到上述目的的本发明的一实施例的玻璃纤维板的制备方法，包括:准备玻璃纤维的步骤；将无机粘结剂溶液涂敷到上述玻璃纤维的步骤；以及对涂敷了上述无机粘结剂溶液的玻璃纤维进行压缩、干燥的步骤。
[0014]发明的效果[0015]本发明的玻璃纤维板使用标准化的玻璃纤维，生产率优秀，没有公害的发生，且经济性突出。
[0016]并且，适用最佳化的无机粘结剂，从而玻璃纤维和粘结剂分布得均匀，因此绝热性能非常优秀。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明的玻璃纤维板的制备方法的模式图。
[0018]图2是本发明的玻璃纤维板的另一制备方法的模式图。
[0019]图3是表示本发明的实施例及比较例的玻璃纤维板的初期热导率的曲线图。
[0020]图4是本发明的比较例的玻璃纤维板的扫描电子显微镜(SEM)拍摄照片。
[0021]图5的(a)部分是本发明的实施例的玻璃纤维板的扫描电子显微镜拍摄照片，图5的(b)部分是局部放大图。
【具体实施方式】
[0022]其他实施例的具体内容包括在
【发明内容】
及附图。
[0023]以下参照附图详细说明的实施例会让本发明的优点和特征以及实现这些优点和特征的方法更加明确。但是，本发明不局限于以下所公开的实施例，能够以互不相同的各种方式实施，本实施例只用于使本发明的公开内容更加完整，有助于本发明所属【技术领域】的普通技术人员完整地理解本发明的范畴，本发明根据要求保护范围而定义。
`[0024]以下，参照附图，对本发明的真空绝热材料及其制备方法进行详细说明。
[0025]玻璃纤维板
[0026]本发明的玻璃纤维板的特征在于，包含玻璃纤维和无机粘结剂，上述无机粘结剂包含铝化合物，该铝化合物是由包含铝的酸性溶液和碱性溶液发生中和反应而生成的。
[0027]在此，上述玻璃纤维只要使用为真空绝热材料的芯材，就可以任意使用，但是特别优选的是没有公害且容易生产的标准化的玻璃纤维。特别是直径在6 μ m以下的玻璃纤维，在制备容易性方面优选。
[0028]上述无机粘结剂包含铝化合物，该铝化合物是由包含铝的酸性溶液和碱性溶液发生中和反应而生成的。
[0029]上述包含铝的酸性溶液优选为硫酸铝，碱性溶液优选为氢氧化钠。
[0030]上述碱性溶液与包含铝的酸性溶液发生反应而生成铝化合物(盐)，上述铝化合物(盐)充当玻璃纤维的粘结剂。
[0031]即，本发明将由碱性溶液和包含铝的酸性溶液发生中和反应而生成的铝化合物用作无机粘结剂，上述铝化合物(盐)可以是氢氧化铝。
[0032]选择硫酸铝作为包含铝的酸性溶液且选择氢氧化钠作为碱性溶液的情况下，可通过以下反应式了解上述铝化合物(盐)的生成过程。
[0033]Al2 (SO4) 3 (s) +6Na0H (aq) — 2A1 (OH) 3 (s) +6Na+ (aq) +3S0 广(aq)
[0034]由上述中和反应生成的铝化合物(盐)干燥时不会随着水的移动而移动，且均匀地分布在玻璃纤维之间，从而充当优秀的粘结剂。
[0035]上述铝化合物(盐)的干燥生成物为氧化铝，生成过程如下。[0036]2A1 (OH) 3 (s) — Al2O3 (s)+3H20 (g)
[0037]作为上述干燥生成物的氧化铝均匀地分布在玻璃纤维之间，并充当粘结剂，以使直径为4~6 μ m的标准化的玻璃纤维相互充分凝聚。
[0038]玻璃纤维板的制备方法
[0039]如图1所示，本发明的一实施例的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，包括:搅拌玻璃纤维和无机粘结剂溶液来制备混合溶液的步骤SlOO ;从上述混合溶液除去水来得到提取物的步骤Slio ;以及对上述提取物进行压缩、干燥的步骤S120。
[0040]首先，搅拌玻璃纤维和无机粘结剂溶液来制备混合溶液(步骤S100)。
[0041]上述玻璃纤维只要使用为真空绝热材料的芯材，就可以任意使用，但是特别优选的是没有公害且容易生产的标准化的玻璃纤维。特别是直径在6 μ m以下的玻璃纤维，在制备容易性方面优选。
[0042]通过混合无机粘结剂和水来制备上述无机粘结剂溶液。对于本发明使用的无机粘结剂，在上面已进行了详细说明，因而予以省略。
[0043]优选地，无机粘结剂的含量为无机粘结剂溶液的总重量的0.1~I重量％。这是因为，无机粘结剂的含量小于0.1重量％的情况下，板的强度存在问题，而超过I重量％的情况下，存在热导率上升的问题。
[0044]优选地，玻璃纤维的含量为混合溶液的总重量的0.5~I重量％。这是为了搅拌玻璃纤维时确保均匀的分散度。
[0045]搅拌转速没有限制，充分搅拌，以使玻璃纤维和无机粘结剂充分混合，来完成混合溶液。
[0046]其次，从上述混合溶液除去水来得到提取物(步骤S110)。
[0047]使用过滤网来除去水。使混合溶液通过过滤网时，水会通过过滤网出来，而只留下混合有玻璃纤维和粘结剂的提取物。
[0048]之后，真空吸入提取物，通过此步骤，能够除去剩余水分，并缩短干燥时间。
[0049]接着，对上述提取物进行压缩、干燥来完成玻璃纤维板(步骤S120)。
[0050]这时，优选地，压缩时压力为2.0~2.4kg/cm2，干燥时干燥温度为250~300°C，干燥时干燥时间为10~15分钟。
[0051]上述压缩压力小于2.0kg/cm2的情况下，存在玻璃纤维不会与厚度方向垂直地排列的问题，而大于2.4kg/cm2的情况下，因过度的压缩而存在玻璃纤维的物理性质下降的忧虑。
[0052]上述干燥温度低于250°C的情况下，存在玻璃纤维不会充分干燥的问题，而高于300°C的情况下，存在玻璃纤维的物理性质下降的忧虑。
[0053]上述干燥时间不足10分钟的情况下，存在玻璃纤维不会充分干燥的忧虑，而超过15分钟的情况下，由于已经干燥得很充分，而导致干燥效果和时间之比下降。
[0054]如图2所示，本发明的另一实施例的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，包括:准备玻璃纤维的步骤S200 ;将无机粘结剂溶液涂敷到上述玻璃纤维的步骤S210 ;以及对涂敷了上述无机粘结剂溶液的玻璃纤维进行压缩、干燥的步骤S220。
[0055]在所准备的玻璃纤维上涂敷无机粘结剂溶液的步骤S210中，涂敷方法没有限制，但优选地，将包含铝的酸性溶液和碱性溶液进行混合后，将此混合液利用通过喷射方式喷射的方式来涂敷。
[0056]除此之外的其他步骤与上述的本发明的一实施例相同，因而省略其详细说明。
[0057]以下，通过具体的实施例，说明本发明的玻璃纤维板及其制备方法。
[0058]实施例及比较例(玻璃纤维板的制备)
[0059]实施例1
[0060]准备将直径为4 μ m的玻璃纤维和直径为6 μ m的玻璃纤维按7:3的比例混合的玻璃纤维。之后，将氢氧化钠和硫酸铝的混合物3g投入到另行准备的水IL中，来制备粘结剂溶液。将所准备的上述玻璃纤维以I重量％的比例投入到上述粘结剂溶液，并使用搅拌机旋转300次，来进行搅拌。搅拌结束后的溶液用过滤网过滤来提取水，真空吸入后，以2.0kg/cm2的压力压缩30秒。之后，将压缩的提取物在250°C温度下干燥10分钟，来制备玻璃纤维板。
[0061]实施例2
[0062]将氢氧化钠和硫酸铝的混合物1.5g投入到另行准备的水IL中，来制备粘结剂溶液，除此之外，按照与实施例1相同的过程制备出玻璃纤维板。
[0063]实施例3
[0064]将氢氧化钠和硫酸铝的混合物5g投入到另行准备的水IL中，来制备粘结剂溶液，除此之外，按照与实施例1相同的过程制备出玻璃纤维板。
[0065]实施例4
[0066]将氢氧化钠和硫酸铝的混合物IOg投入到另行准备的水IL中，来制备粘结剂溶液，除此之外，按照与实施例1相同的过程制备出玻璃纤维板。
[0067]实施例5
[0068]将氢氧化钠和硫酸铝的混合物20g投入到另行准备的水IL中，来制备粘结剂溶液，除此之外，按照与实施例1相同的过程制备出玻璃纤维板。
[0069]比较例I
[0070]除了完全没投入氢氧化钠和硫酸铝的混合物之外，按照与实施例1相同的过程制备出玻璃纤维板。
[0071]比较例2
[0072]将泛用的硅溶胶用作粘结剂，并利用常规方法来制备出玻璃纤维板。
[0073]比较例3
[0074]将由可溶酚醛树脂型酚醛树脂和尿素树脂按80:20的质量比混合而成的混合物用水溶解，得到树脂溶液(固体成分40%)，并以固体成分计将上述树脂溶液100重量分、水性硅溶胶3重量分、硫酸铵2重量分、重质油乳胶2重量分混合搅拌，并用25%氨水调节成PH8.0后，用水来稀释使固体成分成为18%，由此得到无机纤维用水性粘结剂，除此之外，按照与实施例1相同的方法制备出玻璃纤维板。
[0075]评价
[0076]1.初期热导率
[0077]( I)基于氢氧化钠和硫酸铝的含量的热导率
[0078]测定了根据实施例1到实施例5、比较例I来制备的玻璃纤维板的初期热导率。
[0079]测定结果表示在图3，可以知道，氢氧化钠和硫酸铝的混合物为1.5~5g时，初期热导率最优秀。特别是实施例1的情况下，热导率最低，因此绝热效果特别优秀。
[0080](2)比较例2、比较例3的热导率
[0081]测定了根据与比较例2、比较例3来制备的玻璃纤维板的初期热导率。
[0082]测定结果表示在以下表1。
[0083]表1
[0084]
【权利要求】
1.一种玻璃纤维板，其特征在于， 包含玻璃纤维和无机粘结剂； 上述无机粘结剂包含铝化合物，该铝化合物是由包含铝的酸性溶液和碱性溶液发生中和反应而生成的。
2.根据权利要求1所述的玻璃纤维板，其特征在于，上述包含铝的酸性溶液为硫酸铝。
3.根据权利要求1所述的玻璃纤维板，其特征在于，上述碱性溶液为氢氧化钠。
4.根据权利要求1所述的玻璃纤维板，其特征在于，上述铝化合物为氢氧化铝。
5.根据权利要求1所述的玻璃纤维板，其特征在于，上述铝化合物的干燥生成物为氧化铝。
6.根据权利要求1所述的玻璃纤维板，其特征在于，上述玻璃纤维的直径在6μ m以下。
7.—种玻璃纤维板的制备方法,其特征在于,包括: 搅拌玻璃纤维和无机粘结剂溶液来制备混合溶液的步骤； 从上述混合溶液除去水来得到提取物的步骤；以及 对上述提取物进行压缩、干燥的步骤。
8.根据权利要求7所述的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，上述无机粘结剂溶液包含混合物，该混合物为包含铝的酸性溶液和碱性溶液的混合物。`
9.根据权利要求8所述的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，上述包含铝的酸性溶液为硫酸招。
10.根据权利要求8所述的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，上述碱性溶液为氢氧化钠。
11.根据权利要求8所述的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，上述混合物包含铝化合物。
12.根据权利要求11所述的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，上述铝化合物为氢氧化铝。
13.根据权利要求11所述的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，上述铝化合物的干燥生成物为氧化铝。
14.根据权利要求7所述的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，上述无机粘结剂溶液的总重量中，无机粘结剂的含量为0.1~I重量％。
15.根据权利要求7所述的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，上述混合溶液的总重量中，玻璃纤维的含量为0.5~I重量％。
16.根据权利要求7所述的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，上述压缩时压力为2.0 ~2.4kg/cm2。
17.根据权利要求7所述的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，上述干燥时干燥温度为 250 ~300 0C ο
18.根据权利要求7所述的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，上述干燥时干燥时间为10~15分钟。
19.一种玻璃纤维板的制备方法,其特征在于,包括: 准备玻璃纤维的步骤； 将无机粘结剂溶液涂敷到上述玻璃纤维的步骤；以及对涂敷了上述无机粘结剂溶液的玻璃纤维进行压缩、干燥的步骤。
20.根据权利要求19所述的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，上述无机粘结剂溶液包含混合物，该混合物为包含铝的酸性溶液和碱性溶液的混合物。
21.根据权利要求20所述的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，上述包含铝的酸性溶液为硫酸招。
22.根据权利要求20所述的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，上述碱性溶液为氢氧化钠。
23.根据权利要求20所述的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，上述混合物包含铝化合物。
24.根据权利要求23所述的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，上述铝化合物为氢氧化铝。
25.根据权利要求23所述的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，上述铝化合物的干燥生成物为氧化铝。
26.根据权利要求19所述的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，上述无机粘结剂溶液的总重量中，无机粘结剂的含量为0.1~I重量％。
27.根据权利要求19所述的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，上述压缩时压力为 2.0 ~2.4kg/cm2。
28.根据权利要求19所述的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，上述干燥时干燥温度为250~3000C ο
29.根据权利要求19所述的玻璃纤维板的制备方法，其特征在于，上述干燥时干燥时间为10~15分钟。
【文档编号】C03C25/46GK103502174SQ201280021333
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2012年5月11日 优先权日:2011年5月12日
【发明者】李明, 郑胜文, 张锡, 金恩珠 申请人:乐金华奥斯有限公司