一种气凝胶改性的玻璃纤维隔热板及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种气凝胶改性的玻璃纤维隔热板及其制备方法，制备原料及其质量分数配比为：粗玻璃纤维0

【技术实现步骤摘要】
一种气凝胶改性的玻璃纤维隔热板及制备方法


[0001]本专利技术涉及隔热板材
，具体涉及一种气凝胶改性的玻璃纤维隔热板及制备方法。

技术介绍

[0002]建筑板指用于商业和住宅的隔离结构，通常是玻璃纤维或者聚氨酯泡沫为基材的复合板材。其中玻璃纤维具有较好的隔热、防火和隔声性能，且无机材料的回收对环境友好。
[0003]气凝胶是一种多孔、重量超轻的材料，通常通过溶胶
‑
凝胶工艺制成。气凝胶是一种出色的绝热体，通常含有98％的空气，孔径极小，仅10
‑
40纳米。气凝胶，例如二氧化硅气凝胶，本身是亲水的，这是因为其拥有像海绵一样的纳米结构，一块冰块大小气凝胶的表面积相当于半个足球场大，足以吸附很多水分子；另外气凝胶结构表面覆盖着会吸附水分子的氧氢基团；通过化学处理可以使其疏水、防潮。
[0004]气凝胶改性玻璃纤维建筑板可以提高建筑板的热阻值(R值)，且减少由于传导和热辐射引起的热量或热能传递。传统的气凝胶改性的玻璃纤维复合材料，通常是将制备好的纤维板放到气凝胶凝胶液体中复合气凝胶，这种方法仅是简单的复合，没有充分考虑使用需求，使用时会出现气凝胶粉末掉落的情况，造成空气污染，且隔热隔声性能不突出，不适合应用在商业和住宅建筑板中，目前大量使用在工业管道保温中。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种气凝胶改性的玻璃纤维隔热板，具有优异的隔热、阻燃、隔音性能，且具有较好的加工性能。
[0006]本专利技术为了实现其目的，采用的技术方案是：
[0007]一种气凝胶改性的玻璃纤维隔热板，制备所述隔热板的各种原料及其质量分数配比为：粗玻璃纤维0
‑
15wt％、超细玻璃纤维10
‑
40wt％、粘合剂5
‑
20wt％、气凝胶42.5
‑
76wt％、黑色材料2.5
‑
12wt％；
[0008]所述粗玻璃纤维的平均纤维直径为8
‑
20um，优选10
‑
16um；
[0009]所述超细玻璃纤维为玻璃纤维棉或羊毛状玻璃纤维，平均纤维直径为0.5
‑
6um，优选1
‑
3um；
[0010]所述黑色材料是炭黑、氧化铁、五氧化三钛中的一种或多种。
[0011]在上述技术方案中，所述气凝胶为二氧化硅气凝胶、有机气凝胶、聚酰亚胺气凝胶或者聚氨酯气凝胶，优选为二氧化硅气凝胶。
[0012]所述气凝胶的形态为直径＞1mm的固体块状，或者直径100um
‑
1mm的颗粒状，或者直径小于500um的粉末状，优选粒径100
‑
300um的颗粒。
[0013]所述粘合剂选自有机硅粘合剂、硅氧烷基乳液、丙烯酸粘合剂。
[0014]所述粘合剂中含有防水剂，所述防水剂在整个隔热板中的重量比为0.5
‑
2％。
[0015]优选地，所述防水剂是聚硅氧烷防水剂。
[0016]在所述气凝胶改性的玻璃纤维隔热板中，所述粗玻璃纤维和超细玻璃纤维相互纠缠，微观下形成无纺结构；其中粗玻璃纤维的作用为构建框架，超细玻璃纤维填充在框架中间的孔隙中。
[0017]无纺结构是指由定向的或随机的纤维而构成，无纺指的是不需要纺纱织布而形成织物的工艺，只是将纺织短纤维或者长纤维进行定向或随机排列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘或化学等方法加固而成。
[0018]所述隔热板的厚度为2cm
‑
15cm，密度为48
‑
193kg/m3，所述隔热板的热阻值R值≥6mW/m.K，优选R值≥7mW/m.K。
[0019]本专利技术还提供了上述的隔热板的制备方法，包括如下步骤：
[0020]1)将玻璃纤维、气凝胶、黑色材料均匀的分散在液体中得到混合浆料；
[0021]2)将步骤1)得到的混合浆料倾倒在模具上，通过真空或压制的方式去除混合浆料中的水分，形成气凝胶改性的玻璃纤维毡；
[0022]3)将粘合剂施加到步骤2)得到的玻璃纤维毡上，粘合剂通过液体毛细迁移原理均匀的分布在玻璃纤维毡上；
[0023]4)将步骤3)的玻璃纤维毡置于烘箱或热压机中，200℃以上高温固化，进一步去除多余的水分，得到气凝胶改性的玻璃纤维隔热板。
[0024]所述制备方法还包括：步骤5)对隔热板进行装饰，所述装饰包括在表面涂颜色、在表面复合装饰面，优选所述装饰面为膜、涂布纸、无纺布、铝膜压饰面或不锈钢框体。
[0025]本专利技术的气凝胶改性的玻璃纤维隔热板中，气凝胶和黑色材料均匀的分布在玻璃纤维中。黑色材料起到黑体辐射器的作用，可以与气凝胶混合，起到辐射吸收剂的作用，以减少或抑制由于辐射引起的热量或热能传递。气凝胶优选100
‑
300微米之间的粒度可以使气凝胶颗粒容易地分散在水溶液中，并能够在隔热板的形成过程中使水容易地排出。防水剂可以防止隔热板中的水凝结和/或腐蚀。
[0026]本专利技术的有益效果是：
[0027]本专利技术的气凝胶改性的玻璃纤维隔热板，具有优异的隔热、阻燃、隔音性能，且具有较好的加工性能，适用于商业和住宅的建筑隔离结构，也可用于石油或天然气精炼厂、化工厂、汽车、动车、船体、航空航天结构中；可以应用于绝缘住宅或商业建筑、结构或组件、绝缘石油或天然气精炼厂组件和/或结构、隔离化工厂组件和/或结构、绝缘汽车部件和/或结构、绝缘航空部件和/或结构等方面。
[0028]本专利技术的隔热板密度低，密度较低的建筑板通常表现出较低的热释放率和烟雾指数。密度越低的气凝胶施工板在较高的频率下具有较好的抑声性能，这可能是由于多孔性更强、密度更低的板增加了吸声能力。
具体实施方式
[0029]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但并不因此而限制本专利技术。
[0030]下述实施例中的实验方法，如无特别说明，均为常规方法；所用原材料如无特别说明，均为本
常规原材料，均可商购获得。
[0031]本专利技术的气凝胶改性的玻璃纤维隔热板，制备所述隔热板的各种原料及其质量分
数配比为：粗玻璃纤维0
‑
15wt％、超细玻璃纤维10
‑
40wt％、粘合剂5
‑
20wt％、气凝胶42.5
‑
76wt％、黑色材料2.5
‑
12wt％；所述粗玻璃纤维的平均纤维直径为8
‑
20um，优选10
‑
16um；所述超细玻璃纤维为玻璃纤维棉或羊毛状玻璃纤维，平均纤维直径为0.5
‑
6um，优选1
‑
3um；所述黑色材料是炭黑、氧化铁、五氧化三钛中的一种或多种。
[0032]制备本专利技术的气凝胶改性的玻璃纤维隔热板，按照如下步骤操作：
[0033]1)将玻璃纤维、气凝胶、黑色材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气凝胶改性的玻璃纤维隔热板，其特征在于：制备所述隔热板的各种原料及其质量分数配比为：粗玻璃纤维0
‑
15wt％、超细玻璃纤维10
‑
40wt％、粘合剂5
‑
20wt％、气凝胶42.5
‑
76wt％、黑色材料2.5
‑
12wt％；所述粗玻璃纤维的平均纤维直径为8
‑
20um，优选10
‑
16um；所述超细玻璃纤维为玻璃纤维棉或羊毛状玻璃纤维，平均纤维直径为0.5
‑
6um，优选1
‑
3um；所述黑色材料是炭黑、氧化铁、五氧化三钛中的一种或多种。2.如权利要求1所述的隔热板，其特征在于：所述气凝胶为二氧化硅气凝胶、有机气凝胶、聚酰亚胺气凝胶或者聚氨酯气凝胶，优选为二氧化硅气凝胶。3.如权利要求1所述的隔热板，其特征在于：所述气凝胶的形态为直径＞1mm的固体块状，或者直径100um
‑
1mm的颗粒状，或者直径小于500um的粉末状，优选粒径100
‑
300um的颗粒。4.如权利要求1所述的隔热板，其特征在于：所述粘合剂选自有机硅粘合剂、硅氧烷基乳液、丙烯酸粘合剂。5.如权利要求1所述的隔热板，其特征在于：所述粘合剂中含有防...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾影，郭思含，
申请(专利权)人：重庆纤维研究设计院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：