[發明專利]介孔玻璃纖維及其制備方法和分級孔道纖維棉及其制備方法

有效

• 申請號: 202110647809.3
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113307489B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發明（設計）人: 戚棟明;聶磊;朱晨凱;楊曉明;李家煒;夏厚君;嚴小飛
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學;浙江福萊新材料股份有限公司
• 主分類號: C03B37/04
• 分類號: C03B37/04;C03B37/022;C03C25/002;C03C25/66;C03C13/00;D04H3/004;D04H3/12
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 鄭磊

本發明涉及玻璃纖維領域，具體涉及一種介孔玻璃纖維及其制備方法和分級孔道纖維棉及其制備方法。所述玻璃纖維直徑在0.25μm?5μm，且玻璃纖維具有介孔結構，該玻璃纖維具有良好的隔熱、隔音效果；所述分級孔道纖維棉包括樹脂粘結劑和所述介孔玻璃纖維，該玻璃纖維棉孔隙率好，含有介孔和微孔分級孔結構，導熱系數低，隔音隔熱性能優異，該玻璃纖維棉導熱系數最低可達0.015W/(m·K)，耐火等級為A1級，且2000Hz聲音傳輸損耗最高可達2.1dB。

技術領域

本發明涉及玻璃纖維領域，具體涉及一種介孔玻璃纖維及其制備方法和分級孔道纖維棉及其制備方法。

背景技術

超細玻璃纖維棉屬于人造無機纖維，以石英砂、石灰石、白云石、純堿、硼砂等原料熔融形成玻璃液，借助外力吹制成絮狀細纖維，并與熱固性樹脂粘結劑結合而成的制品。其中纖維和纖維之間為立體交叉，互相纏繞形成包含細小孔隙的多孔結構，呈現多孔、體密度小、不燃等特點，因而具備優異的隔熱、吸音性能，是航空航天保溫隔熱、吸聲降噪等領域不可或缺的基礎材料。玻璃纖維棉多孔結構是整體隔熱、吸音功能的關鍵，孔隙率的提升可顯著降低材料的導熱系數并延長熱傳遞路徑，而孔隙內空氣與管壁間的粘滯阻力可使聲能轉化為熱能，提升隔音效果。因此，設計開發高性能隔熱隔音超細纖維棉已成為當前航空航天高端領域的研究重點，其研發水平已成為國家玻璃纖維工業發展水平的體現。

CN106966583A公開了一種航空用高強度隔熱隔音超細玻璃纖維棉及制備方法，公開一種含堿玻璃纖維棉的配方設計，其制備工藝首先將熔融玻璃液通過漏板形成一次玻璃液細流，再通過高溫火焰氣流二次熔融牽引形成超細纖維，纖維表面通過粘結劑霧化噴灑后均勻分布在網上并烘干固化，纖維直徑95％都正態分布于1～2μm，導熱系數為0.025W/(m·K)～0.03W/(m·K)。

CN107558289 B公開一種高強度低導熱系數超細玻璃纖維棉干法熱壓芯材及其制備方法，公開了超細纖維棉結構芯材的整體制備方法，其中熔融玻璃液通過高速旋轉離心盤甩出超細玻璃纖維，通過負壓引風平鋪收集在集棉機網帶，纖維落下速度為5～50m/s，纖維直徑98％都正態分布于2.4～4.5μm，孔隙率85％。

CN107012585 B公開了一種超細無堿玻璃纖維棉及其制備方法，玻璃液通過漏板形成一次玻璃流股，在高溫、高速的火焰作用下被二次熔融噴吹形成超細玻璃纖維，再通過粘接助劑溶液霧化噴灑混合，在成型網上烘干成型。其中超細玻璃纖維直徑95％都正態分布于0.5～2μm。

上述發明專利所公開的玻璃纖維棉均為傳統平滑無孔玻璃纖維通過粘接劑交錯堆疊，所形成的棉結構隨多孔但孔道尺寸較大，單位體積孔道數量與相應的比表面積較小。

發明內容

為了解決以上技術問題，本發明的目的之一在于提供一種介孔玻璃纖維，該玻璃纖維具有良好的隔熱、隔音效果。

本發明目的之二在于提供一種玻璃纖維棉，該介孔玻璃纖維棉孔隙率好，含有介孔和微孔分級孔結構，纖維強度高，導熱系數低，隔音隔熱性能優異。

根據本發明第一方面，本發明提供一種介孔玻璃纖維，所述介孔玻璃纖維直徑在0.25μm-5μm，且玻璃纖維具有介孔結構。

根據本發明第二方面，本發明提供一種介孔玻璃纖維的制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)玻璃纖維原料于1100-1600℃溫度下熔融成玻璃液，玻璃液在1000-1300℃下熔融澄清、均化；

(2)玻璃液成股流入離心盤中，離心盤溫度為800-1000℃，離心盤以2500-3000rad/min的旋轉速度將玻璃液均勻聚集于側壁，通過側壁孔隙離心甩出，得到第一玻璃纖維；

(3)第一玻璃纖維經垂直火焰噴吹，二次熔融并牽伸形成第二玻璃纖維；

(4)對第二玻璃纖維進行熱處理，使造孔劑結晶，得到第三玻璃纖維；