[发明专利]一种纤维与颗粒混杂的无机复合材料毡及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机复合材料毡及其制作方法，特别是涉及一种纤维与颗粒混杂的无机复合材料毡及其制作方法。

背景技术

近年来，石油、煤炭等化石能源价格高涨，二氧化碳排放量居高不下，这些对人类高质量的生存环境构成了很大威胁，社会对隔热、保温、节能、降耗材料提出了越来越高的要求。资料报道，随着人类对居住、办公区域环境的温度湿度要求越来越高，房屋的取暖和降温能耗占据了社会总能源消耗的1/3。中国、欧洲近年来积极开发以玻璃棉等无机材料为芯材的应用于建筑内外墙保温的真空绝热板技术。真空绝热板由表面高效阻隔膜、无机材料芯材、吸气剂或干燥剂构成，是一种新型、高效节能的保温绝热材料。由于真空绝热板中气体被抽尽，从而避免了气体分子运动所造成的热对流，真空绝热板的导热系数可以降低到0.01W/m·K以下，成为目前世界上导热系数最低的材料。

芯材是真空绝热板中的支撑体，是一种多孔毡，具有高的孔隙率，且不能被无限压缩，是决定真空绝热板漏气后能否保持原状长期服役的关键。多孔无机材料毡应用在真空绝热板中，被阻气阻热薄膜包装后，一般被称为芯材。尽管毡的结构、形状有多种多样，但其材质均为低导热系数材料。

厦门高特高新材料有限公司在公开号为CN1945091A的发明专利上公开了一种以玻璃纤维与酚醛复合材料为芯材的真空绝热板及其制备方法。该复合芯材有三层结构，上下层为玻璃纤维，中间层为发泡酚醛。

旭玻璃纤维股份有限公司在公开号为CN1609498A的发明专利上公开了一种通过将热固性有机粘合剂施加于无机纤维，经过加热、加压形成用于真空绝热板的芯材。该法制得的芯材，玻璃纤维沿芯材平面方向排列，芯材具有平滑表面和优异的隔热性能。

松下冷机株式会社在公开号为CN1659402A的发明专利上公开了一种纤维材料制成的真空隔热材料和制作方法。该法形成的真空隔热材料通过结合剂使纤维结合体硬化，在芯材的厚度方向上结合剂的浓度不同，在芯材的至少一侧表面上形成有通过结合剂固定的硬化层。

英德市埃力生亚太电子有限公司在公开号CN101149209A的发明专利上公开了一种以钛白粉或碳黑与低堆积密度的增强颗粒为增强体的真空绝热板用复合芯材及其制备方法。该法制得的复合芯材具有特殊的强度分布，即强度主要存在于垂直保温板表面的方向，有利于材料承受大气压力而不坍塌。

胡仲寅在公开号CN1944326A的发明专利上公开了一种粉体与纤维混杂的绝热保温材料。这种保温材料由纤维素醚类聚合物和菱苦土、复合抗水外加剂、氯化镁粉体、轻质颗粒料、憎水剂、增强增韧纤维、改性乳胶粉和减水剂构成。所述的绝热保温材料具有高抗水、憎水、质轻的优点。

目前毡或芯材技术主要是以玻璃棉为主体。单纯由隔热纤维材料构成的无机材料毡或芯材中，无机纤维会复杂地互相缠绕，在导热方向平行的纤维排列的几率增加，导热量增加。另外，纤维的平均直径越小，纤维之间越容易复杂地互相缠绕。因此纤维容易构成集合体，纤维集合体中及纤维集合体间的孔隙会增大。在相同孔隙率情况下，芯材内部孔隙的尺寸越大越难以在更高的气孔压力下保持低的导热系数。另外，隔热纤维材料中没有除去的杂质和直径过大的纤维渣球会刺破高效阻隔膜导致真空绝热板的整体隔热保温性能降低。隔热纤维的回弹性大，一旦高效阻隔膜刺破，真空绝热板内的隔热纤维材料会产生空鼓现象，严重地影响了真空绝热板的使用性能。另外，隔热纤维材料的价格普遍偏高，限制了它的广泛应用。

单纯由隔热颗粒材料构成的无机材料毡具有较好的保温性能，但是在无机材料芯材的使用过程中隔热颗粒会由于重力或外力的影响下坠，导致无机材料毡内部颗粒脱落，使得无机材料毡上下面的颗粒分布不均匀，严重影响了真空绝热板的导热系数和强度分布的均匀性。另外，隔热颗粒材料毡的抗折强度低，不利于真空绝热板的平整和直立耐久性，同样限制了它的广泛应用。

采用两种或两种以上材质的隔热纤维材料和隔热颗粒材料形成的无机复合材料毡，能充分发挥各自的优点，弥补缺陷，根据不同的使用性能、使用场合、使用领域达到综合性能比较好的隔热保温材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有的无机材料毡及其制作方法的缺点，提供一种纤维与颗粒混杂的无机复合材料毡及其制作方法，该无机复合材料毡可用作建筑、机械、热能等领域的隔热元件或隔热填料，也可以用作真空绝热板的芯材。