[發明專利]一種長纖維編織真空絕熱芯材及其制備方法

在審

• 申請號: 201710778515.8
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107339550A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 陳舟;陳力
• 申請（專利權）人: 蘇州億禾永利新能源有限公司
• 主分類號: F16L59/10
• 分類號: F16L59/10;C03C13/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種真空絕熱芯材及其制備方法，特別是涉及一種長纖維編織真空絕熱芯材及其制備方法。

背景技術

真空絕熱板(Vacuum Insulation Panel)是一種性能優良的保溫絕熱材料，由填充的多孔芯材與真空保護表層復合而成，它可以有效地避免空氣對流引起的熱對流和固體接觸引起的熱傳導。因此具有超低的導熱系數(≤0.006W/(m·K))，保溫隔熱性能是傳統保溫材料(聚乙烯、聚氨酯、玻璃棉、巖棉)的數倍，目前已成功應用在家電冰箱、冷鏈和建筑墻體保溫等方面。

中國專利CN101793340A公開了一種真空絕熱板芯材及其制造方法。按重量包括以下原料：48份礦物棉、45份玻璃纖維棉27-31^oSR、35份玻璃纖維棉18^oSR，所述礦物棉的纖維直徑為4-6μm，長度為1.0-4.0mm，通過打漿、除渣、抄造、干燥、分切工藝來制造該真空絕熱芯材。

中國專利CN102330475A公開了一種高性能低成本真空絕熱板芯材及其制作方法。將100％離心法生產的玻璃纖維棉(直徑為3.5-5μm，長度為5-20mm)通過打漿、稀釋、上網、脫水成型、烘干、裁切工藝來制造該真空絕熱板芯材。

中國專利CN103196007A公開了一種真空絕熱板芯材及其制作方法。將70-100wt％的玻璃纖維短切絲(直徑為6-13μm，長度為4-20mm)和0-30wt％的火焰法玻璃纖維棉(直徑為1.0-4μm，長度為1-5mm)通過多層加液，多層抽真空脫水工藝來制備該真空絕熱板芯材。

中國專利CN104141859A公開了一種真空絕熱板芯材及真空絕熱板。將長度4-20mm的玻璃纖維短切絲或長度1-5mm的火焰法玻璃纖維棉采用濕式造紙法成型成玻璃纖棉片材。

中國專利CN104696669A公開了一種真空絕熱板，包括芯材料、覆蓋材料。其中，芯材料包括20-70nm長度的玻璃短纖維。

目前國內真空絕熱板芯材主要為離心棉、火焰棉、礦物棉、短切絲或以上幾種短纖維的混合物，芯材的制備主要通過濕法網成型或干法導向桶成型，通過將棉充分分散，在成型網上成型。離心棉通過熔融、離心、噴吹的方法制備，纖維直徑分布較廣，為1um至十幾um；火焰棉通過火焰噴吹的方法制備，纖維直徑分布由小于1um至幾微米；短切絲是由無限長纖維經機械加工為20mm左右的纖維，纖維直徑分布較均勻，在6至20um左右。以上幾種短纖維，纖維長度都不超過20mm。

玻璃棉因懸浮度有限，通過傳統的方法無法將棉充分制成懸浮液，在制成芯材后仍有很大部分孔徑大于空氣自由程，空氣對流換熱仍然存在，在一定程度上降低了真空絕熱板的保溫絕熱效果。且因為無法充分分散，真空絕熱板的表面會產生凹凸，真空絕熱板的厚度一致性較差。并且由于纖維直徑細、長度短，容易被人體吸肺，無法滿足世界衛生組織對保溫材料人體無害化的要求。同時短切絲硬度較大，制成芯片后易刺穿阻隔袋。

發明內容

本發明的目的旨在克服現有產品的不足，提供了一種長纖維編織真空絕熱芯材及其制備方法，該芯材可以有效的抑制空氣對流，在提高芯材熱阻的同時可以保證表面具有良好的平整度，具有高熱阻，低導熱系數。不僅可以解決短纖維易刺穿阻隔袋的問題，還可以有效防止芯材因直徑細、長度短，易被人體吸入呼吸道的危害。

為實現本發明的目的采用的技術方案是：提供了一種長纖維編織真空絕熱芯材，其特征在于所述芯材化學組成按質量百分比為：50.0％～95.0％的SiO₂，1.0％～20.0％的Al₂O₃，0.1％～10.0％的B₂O₃，0.1％～3.0％的ZnO，0.1％～3.0％的ZrO₂，堿金屬氧化物K₂O和Na₂O之和為0.1％～20.0％，堿土金屬氧化物MgO、CaO和BaO之和為3.0％～20.0％。

所述芯材由無限長纖維編織并疊加而成，層與層之間錯縫編織搭接，單層厚度為0.1mm～10mm，層數為1～100層，纖維直徑為3.0μm～10.0μm。

所述芯材的單層單胞結構可以為矩形、菱形或不規則形狀，單胞孔隙尺寸為0.5μm～10μm×0.5μm～10μm。

本發明還公開了一種長纖維編織真空絕熱芯材的其制備方法，其特征在于包括下述順序的步驟：