一种玻璃纤维纳米孔绝热毡及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种玻璃纤维纳米孔绝热毡及其制备方法。本发明专利技术提供的制备方法包括以下步骤：a)将纳米二氧化硅、有机结合剂、憎水剂和水混合，得到二氧化硅胶浆；b)利用所述二氧化硅胶浆浸渍玻璃纤维毡，得到湿坯；c)对所述湿坯压滤后，进行微波干燥，得到玻璃纤维纳米孔绝热毡。本发明专利技术的制备方法制得的绝热毡具有优异的绝热性、高抗拉强度、高憎水率、良好的燃烧性能，且性能稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃纤维纳米孔绝热毡及其制备方法
本专利技术涉及保温隔热材料
，特别涉及一种玻璃纤维纳米孔绝热毡及其制备方法。
技术介绍
绝热毡是工业设备常用的保温材料，通常用于工业管道、储罐、工业炉体、电厂、注塑机、金属、玻璃等领域的保温隔热，如制成可拆卸式保温套等。目前，气凝胶纤维毡是较为普遍的绝热毡，气凝胶纤维毡是将二氧化硅气凝胶复合于纤维毡中制得的保温材料，其中，纤维毡(常为玻璃纤维毡)提供了优异的强度和韧性，二氧化硅气凝胶提供了纳米孔洞、降低材料的对流传热，提高纤维毡的绝热效果。二者复合，充分结合了两种材料的优势，使绝热毡既具有良好的绝热保温效果，也具有优异的强度、韧性等机械性能，满足实际施工和使用需求。以往，制备该类绝热毡的工艺包括超临界工艺和非超临界工艺。超临界工艺制得的气凝胶复合玻璃纤维毡具有更低的导热系数，但其生产成本极高，且存在较高危险性，难以实现市场化生产。相比之下，非临界工艺安全性提高，但产品性能如绝热性有所降低，且往往也要经过陈化、老化等工艺，生产周期较长，成本较高。为克服上述问题，现有技术提出一些改进的制备方法，如公开号为CN105599396A的专利申请公开了一种喷压式气凝胶毡及其制备方法，所述喷压式气凝胶毡包括绝热布表层和绝热布底层，所述绝热布表层与绝热布底层之间设有至少一个复合绝热层，所述复合绝热层由玻璃纤维层以及气凝胶粉层复合在一起，产生隔热保温协同效应，解决了传统的气凝胶毡在运输、施工和使用过程中气凝胶微小颗粒、粉尘易脱落的现象，提高了气凝胶毡的使用寿命，且具有防潮、防火、耐腐蚀等优点。公开号为CN105209248A的专利申请公开了一种制造无纺湿法气凝胶毡的方法，所得气凝胶毡可呈现改善的导热率、较低的腐蚀性、较低的灰尘产生和均匀的结构。有别于传统超临界和非超临界工艺，上述制备方法相对简单易操作，为工业化生产提供了便利。但是，上述方法仍存在一定缺陷，CN105599396A提供的方法仅将纤维毡和气凝胶粉料层叠在一起，无任何粘结剂，虽然上下层设有绝热布，能够抑制粉料脱落，但其绝热效果仍欠佳，且层间强度差，易剥落，尤其是在运输和施工过程中，纤维毡会受到不同程度振动，导致气凝胶粉料沿着纤维交织的孔洞迁移至上下表层，使气凝胶粉分布不均，更加影响绝热效果，且其憎水效果差。CN105209248A通过湿法制浆工艺制备气凝胶毡，虽可保证气凝胶粉料在坯体中均匀分布，但为保证毡体的强度和韧性，需引入大量有机结合剂，影响其导热性能，且该类气凝胶毡子在高温环镜下，有机结合剂会燃烧，导致毡体强度衰减严重，并挥发出大量刺激性烟气，严重影响使用效果，并对环境造成危害。因此，绝热毡的绝热性及强度韧性等机械性能往往难以兼顾，且尤其是经运输施工后，更易导致绝热性或强度明显下降。而如何获得绝热性、强度性能优异、环保，且性能保持性好的绝热毡已成为亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种玻璃纤维纳米孔绝热毡及其制备方法。本专利技术的制备方法制得的绝热毡具有优异的绝热性、高抗拉强度，且性能稳定。本专利技术提供了一种玻璃纤维纳米孔绝热毡的制备方法，包括以下步骤：a)将纳米二氧化硅、有机结合剂、憎水剂和水混合，得到二氧化硅胶浆；b)利用所述二氧化硅胶浆浸渍玻璃纤维毡，得到湿坯；c)对所述湿坯压滤后，进行微波干燥，得到玻璃纤维纳米孔绝热毡。优选的，所述有机结合剂为丙烯酸酯乳液和/或聚氨酯乳液。优选的，所述丙烯酸酯乳液的固含量为52％～54％，粘度为400～1500mPa.s；所述聚氨酯乳液的固含量为28％～32％，粘度为400～600mPa.s。优选的，所述憎水剂为有机硅憎水剂。优选的，所述憎水剂为含氢硅油乳液。优选的，所述含氢硅油乳液的含油量为≥28％；含氢硅油乳液中含氢硅油的含氢量为1.5％～2.5％。优选的，所述步骤a)中，水、纳米二氧化硅、有机结合剂和憎水剂的质量比为100∶(20～25)∶(2～3)∶(1～2)；所述二氧化硅胶浆中二氧化硅的浓度为15wt％～20wt％。优选的，所述玻璃纤维毡为煅烧处理后的玻璃纤维针刺毡；所述煅烧处理的温度为350～400℃，时间为1～2h。优选的，所述步骤c)中，微波干燥的温度为120～150℃，时间为2～3h。本专利技术还提供了上述技术方案所述的制备方法制得的玻璃纤维纳米孔绝热毡。本专利技术提供了一种玻璃纤维纳米孔绝热毡的制备方法，包括以下步骤：a)将纳米二氧化硅、有机结合剂、憎水剂和水混合，得到二氧化硅胶浆；b)利用所述二氧化硅胶浆浸渍玻璃纤维毡，得到湿坯；c)对所述湿坯压滤后，进行微波干燥，得到玻璃纤维纳米孔绝热毡。本专利技术先将纳米二氧化硅、有机结合剂、憎水剂和水混合制备二氧化硅胶浆，再用该胶浆浸渍玻璃纤维毡，然后再压滤、微波干燥；经上述处理，将纳米二氧化硅、结合剂和憎水剂均匀分布在纤维毡内部，结合剂经烘干成膜，粘结纤维和纳米二氧化硅，提高毡体内纤维结合强度；且通过微波干燥的方式时纳米二氧化硅在毡体内更均匀的分布，使纳米二氧化硅最大限度发挥减小对流传热的功效，从而降低导热系数，并有助于提升产品强度；另外，憎水剂与纤维表面的硅羟基反应，使纤维表面连接具有憎水性有机官能团，能够显著提升纤维毡的憎水性。试验结果表明，本专利技术制得的玻璃纤维纳米孔绝热毡的平均25℃导热系数＜0.026W/(m·k)，平均300℃导热系数＜0.05W/(m·k)，表现出优异的绝热性能；其抗拉强度＞0.3MPa；憎水率＞98％；燃烧性能达到A1级。具体实施方式本专利技术提供了一种玻璃纤维纳米孔绝热毡的制备方法，包括以下步骤：a)将纳米二氧化硅、有机结合剂、憎水剂和水混合，得到二氧化硅胶浆；b)利用所述二氧化硅胶浆浸渍玻璃纤维毡，得到湿坯；c)对所述湿坯压滤后，进行微波干燥，得到玻璃纤维纳米孔绝热毡。本专利技术先将纳米二氧化硅、有机结合剂、憎水剂和水混合制备二氧化硅胶浆，再用该胶浆浸渍玻璃纤维毡，然后再压滤、微波干燥；经上述处理，将纳米二氧化硅、结合剂和憎水剂均匀分布在纤维毡内部，结合剂经烘干成膜，粘结纤维和纳米二氧化硅，提高毡体内纤维结合强度；且通过微波干燥的方式时纳米二氧化硅在毡体内更均匀的分布，使纳米二氧化硅最大限度发挥减小对流传热的功效，从而降低导热系数，并有助于提升产品强度；另外，憎水剂与纤维表面的硅羟基反应，使纤维表面连接具有憎水性有机官能团，能够显著提升纤维毡的憎水性。按照本专利技术，先将纳米二氧化硅、有机结合剂、憎水剂和水混合，得到二氧化硅胶浆。本专利技术中，所述纳米二氧化硅优选为气相法纳米二氧化硅和溶胶-凝胶法纳米二氧化硅中的一种或几种。所述纳米二氧化硅的堆积密度优选为20～40kg/m3。所述纳米二氧化硅的粒度优选为20～30nm。本专利技术中，所述有机结合剂优选为丙烯酸酯乳液和/或聚氨酯乳液。相比于其它有机结合剂如淀粉、纤维素等，本专利技术采用上述两类乳液，在干燥后有更好的成膜性和柔韧性等，有利于提升绝热毡产品的柔韧性，弯折时不易断裂，提高其抗拉强度。其中，所述丙烯酸酯乳液的固含量优选为52％～54％；所述丙烯酸酯乳液的粘度优选为400～1500mPa.s。所述聚氨酯乳液的固含量优选为28％～32％；所述聚氨酯乳液的粘度优选为400～600mPa.s。本专利技术对所述有机结合剂的来源没有特殊限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃纤维纳米孔绝热毡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a)将纳米二氧化硅、有机结合剂、憎水剂和水混合，得到二氧化硅胶浆；b)利用所述二氧化硅胶浆浸渍玻璃纤维毡，得到湿坯；c)对所述湿坯压滤后，进行微波干燥，得到玻璃纤维纳米孔绝热毡。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃纤维纳米孔绝热毡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a)将纳米二氧化硅、有机结合剂、憎水剂和水混合，得到二氧化硅胶浆；b)利用所述二氧化硅胶浆浸渍玻璃纤维毡，得到湿坯；c)对所述湿坯压滤后，进行微波干燥，得到玻璃纤维纳米孔绝热毡。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机结合剂为丙烯酸酯乳液和/或聚氨酯乳液。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯乳液的固含量为52％～54％，粘度为400～1500mPa.s；所述聚氨酯乳液的固含量为28％～32％，粘度为400～600mPa.s。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述憎水剂为有机硅憎水剂。5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述憎水剂为含氢硅油乳液...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成贺，任大贵，岳耀辉，刘超，王振宇，
申请(专利权)人：山东鲁阳节能材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37