[发明专利]一种层状真空绝热板芯材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种层状真空绝热板芯材及其制备方法，具体说是一种以连续玻璃纤维为原料所制备的真空绝热板芯材。

背景技术

真空绝热板是一种超绝热保温材料，在其生产和应用过程中，不使用ODS物质，对环境无公害，其厚度可以降低到传统保温材料的三分之一，而绝热性能却是传统保温材料的5～10倍。目前，真空绝热板已成功运用在冰箱、冰柜、冷藏集装箱、建筑墙体保温等方面，具有广阔的发展前景。

通过调研和实际操作可知，真空绝热板内部芯材的选用和制备方法对其各项性能影响都非常大，芯材一般选用多孔介质材料，如气凝胶、微孔聚氨酯、二氧化硅粉末、石棉纤维、玻璃纤维等。其中玻璃纤维已被商业化生产和销售超过60年，它的两种基本形态及其工艺方法为：棉型纤维，被称为最常用的玻璃纤维或玻璃纤维绝缘材料，通过喷吹法工艺生产；另外一种是连续玻璃纤维，通过干锅拉丝法生产。

然而，人造的玻璃纤维对人身健康会造成影响，主要是通过肺部呼吸系统吸收微小的玻璃纤维。世界卫生组织定义：可吸附纤维的长度大于5μm，其直径小于3μm，长径比不小于3。对于棉型纤维，其直径大小较难控制，含有小部分直径低于3μm，在长期使用过程中容易被吸入，引发工人肺功能指标下降；而对于连续玻璃纤维而言，其直径均大于6μm，不会被吸入至人体肺部深处。

同时，文献资料表明纤维直径是否均匀也会对真空绝热板的导热性能造成影响。大量实验证明，连续玻璃纤维比棉型纤维具有更均匀的直径尺寸，范围相差较小，因而采用连续玻璃纤维为芯材制备的真空绝热板隔热性能也更好。

随着市场对绝热板材的要求越来越高，在绝热板材厚度、导热系数、使用温度范围和寿命等方面的标准也逐渐升高。同时，生产厂家在对真空绝热板产品的卫生安全性问题上还需重视、改善。因此，如何使用该种连续玻璃纤维制备一种安全无害、且具有高效隔热性能的新型真空绝热板芯材有着十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术的不足，提供了一种安全无害、且具有高效隔热性能的层状真空绝热板芯材。

为实现本发明的目的采用的技术方案是：提供了一种层状真空绝热板芯材及其制备方法，其特征在于该芯材厚度为5～50mm，导热系数在0.018～0.03W/mK之间，由多层玻璃纤维毡叠加而成，可制备高效的真空绝热板。

所述芯材，其特征在于所用玻璃纤维直径为6～13μm，长度为5～20mm。

所述芯材，其特征在于所用玻璃纤维毡厚度为0.5～2mm。

所述芯材，其特征在于所用玻璃纤维毡层数为5～50层。

本发明还公开了一种制备上述层状真空绝热板芯材的方法，其特征包括下述顺序的工艺步骤：

(1)取直径均匀分布的连续玻璃纤维，纤维直径为6～13μm，纤维长度为5～20mm；

(2)将连续玻璃纤维加水、增稠剂和分散剂搅拌均匀后送入配浆池稀释，稀释浓度至0.1～0.5％；其中增稠剂和分散剂的稀释浓度至0.5％～2％；；

(3)将稀释好的连续玻璃纤维浆液送入蓄浆池；

(4)将蓄浆池中的浆料送入网前箱，采用成型网对连续玻璃纤维脱水成型，形成连续玻璃纤维毡毛坯；

(5)采用压辊对连续玻璃纤维毡毛坯进行纵向、横向表面平整，同时对连续玻璃纤维毡毛坯的厚度进行调整，使连续玻璃纤维毡毛坯厚度一致；

(6)将完成整形的连续玻璃纤维毡毛坯放入真空负压的环境中，去除毛坯中70％～90％的水分；

(7)然后将去除水分的连续玻璃纤维毡毛坯送入烘烤箱内烘干固化，烘烤箱内温度控制在250～300℃，烘烤时间为2～10分钟，烘烤完成后形成连续玻璃纤维芯材毡；

(8)将连续玻璃纤维毡冷却至常温；

(9)按照客户要求将连续玻璃纤维芯材整板进行裁剪，叠层即得连续玻璃纤维芯材。

所述真空绝热板芯材的制备方法，其特征在于步骤(4)成型网对连续玻璃纤维脱水时，成型网的速度为500～1500m/h。采用这个速度能够有效的保证通过成型网制作出的连续玻璃纤维毡毛坯中连续玻璃纤维密度均匀，整体厚度相对均匀，不出现一边高一边低的情况，提高了生产出的真空绝热板芯材成品质量。

所述真空绝热板芯材的制备方法，其特征在于步骤(5)中连续玻璃纤维毡毛坯厚度为0.5～5mm。

应用效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

(1)本发明所述的层状真空绝热板芯材导热系数在0.018～0.03W/mK，具有高效隔热性能。