CN107503041A - 一种憎水型超细玻璃纤维棉毡 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种憎水型超细玻璃纤维棉毡，由超细玻璃纤维棉与憎水型酚醛树脂胶黏剂组成，采用火焰法制备玻璃纤维，得到纤维直径1‑2μm的超细玻璃纤维，同时在玻璃纤维生产过程中，采用雾化喷胶装置将具有憎水效果的胶黏剂变成雾状，与经过火焰高速高温气流形成的絮状玻璃纤维充分混合，使得每一根玻璃纤维单丝中均可以均匀的裹附一层胶黏剂，经过沉积后固化成型，最终得到纤维直径小、柔性好、导热系数低、吸声隔声性能优异、透气性好、憎水性能好、使用寿命长、应用广泛的超细玻璃纤维棉毡。
Description
技术领域
本发明涉及一种超细玻璃纤维棉毡，尤其是涉及一种憎水型超细玻璃纤维棉毡。
背景技术
在当今社会，玻璃纤维棉毡由于其优异的保温吸音性能逐渐被运用在建筑、交通等领域，湿一种非常好的工程材料，但是随着人们的研究逐渐深入，人们发现玻璃纤维棉毡吸水性严重，十份容易老化，导致在应用过程中极大的缩短了玻璃纤维棉毡制品的有效使用寿命，同时由于吸潮还会引起导热系数降低，吸音效果降低以及材料腐蚀等问题。因此，提高玻璃纤维棉毡的憎水性能是当前迫切需要解决的问题。
众所周知，玻璃纤维的各项性能与玻璃棉单丝直径有着很重要的关系，通常纤维直径越小，保温吸音性能越优异，但是憎水型越差，国内目前生产的玻璃纤维主要通过离心法制备，具有产能高的特点，但产品直径通常较粗，火焰法制备的玻璃纤维虽然能耗高，但是可以制备出纤维直径较细的纤维，有效的改善了玻璃纤维的各项性能，但同时其憎水性能更加难以解决。
公开号为CN 105152551 A的中国专利公开了一种超细高硅氧玻璃纤维棉，由无碱玻璃纤维棉、二元玻璃纤维棉或三元玻璃纤维棉制备而成，其中，无碱玻璃纤维棉、二元玻璃纤维棉或三元玻璃纤维棉的直径均小于4.0um，纤维长度均小于400mm。该发明所制备的高硅氧玻璃纤维超细棉，软化点高、导热系数低、柔软性好易成形，较好地保留了纤维的原始长径比能满足航空航天高端领域对保温材料的严苛性要求。但是此发明制备的玻璃纤维棉毡产品跟众多玻璃棉毡产品一样都不具备憎水效果，极大的减少了产品的使用寿命。
公开号为CN 102875174 A的中国专利公开了一种本发明涉及一种新型陶瓷纤维憎水毯，采用新型陶瓷纤维保温毯为主要原料，再采用溶剂型的高温纳米憎水材料作为表面处理剂，用结合硅烷偶联剂作为纤维与高温憎水材料的“分子桥”或“粘结剂”该发明生产的陶瓷纤维憎水毯具有优良的憎水性，避免了空气水分子及管道外保护不好的情况下保温层吸水问题，极大地提高了纤维的保温性能，有效的解决了保温体被腐蚀问题，同时实现纤维毯整体憎水，解决了常规纤维毯吸潮引起的导热系数降低，保温体腐蚀的问题。但是该发明采用的高温纳米憎水材料成本较高，虽然解决了憎水问题，但是不利于纤维材料的长远发展。
目前国内生产的玻璃纤维棉毡大多使用离心法制得，虽然在建筑、保温等领域得到了广泛的使用，但是由于纤维直径不够细，渣球含量高，棉毡容重较大、憎水性能差等缺点使得其在高端领域用保温吸音体系中无法使用，又由于随着纤维直径的降低，单位体积内单丝纤维数量增多，比表面积提高，使得玻璃纤维棉毡在潮湿环境中更容易吸潮，降低了材料各项性能的同时又缩短了材料的使用寿命。因此研究一种纤维直径小、憎水性能优异的玻璃纤维材料对未来保温吸音领域的长远发展至关重要。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种憎水型超细玻璃纤维棉毡，采用火焰法制备玻璃纤维，可以得到纤维直径1-2μm的超细玻璃纤维，同时原料选用无碱玻璃制造玻璃纤维，它的化学稳定性、电绝缘性能、强度都很好、同时吸水性也很小，对于提升最终的玻璃纤维棉毡制品的各项性能均有很大的影响，而且在玻璃纤维生产过程中，采用雾化喷胶装置将具有憎水效果的胶黏剂变成雾状，与经过火焰高速高温气流形成的絮状玻璃纤维充分混合，使得每一根玻璃纤维单丝中均可以均匀的裹附一层胶黏剂，在负压风的作用下沉积，最终经固化成型，得到纤维直径小、柔性好、导热系数低、吸声隔声性能优异、透气性好、憎水性能好的超细玻璃纤维棉毡。
为实现本发明的目的采用的技术方案是：一种憎水型超细玻璃纤维棉毡，其特征在于所述的超细玻璃纤维棉毡由超细玻璃纤维棉与憎水型酚醛树脂胶黏剂组成；所述超细玻璃纤维棉毡平均纤维直径为1-2μm，所述胶黏剂粘度为10-50mpa·s，胶黏剂含量为5-30％，所述憎水型酚醛树脂胶黏剂通过雾化装置形成雾状气体，在高速气流作用下与经过火焰喷吹形成的絮状超细玻璃棉混合沉积在集棉网上，使得胶黏剂可以均匀的裹附在每一根玻璃纤维单丝上，最终得到憎水性能优异的均匀混合的超细玻璃纤维棉毡。
所述超细玻璃纤维棉采用火焰喷吹法制备，所用玻璃球原料为无碱玻璃，其配方为：SiO2： 54.1-56.6％，Al2O3：13.5-14.8％，CaO：15.6-16.7％，MgO：3.2-4.5％，B2O3：8.6-9.3％，Fe2O3： 0.2-0.3％，R2O：0.2-0.6％。
所述胶黏剂为经过改性的憎水性能优异的酚醛树脂胶黏剂，胶黏剂由水溶性酚醛树脂、助剂和去离子水组成，其重量配比为1∶1.97-2.13∶32-34。
所述水溶性酚醛树脂由苯酚和甲醛按照摩尔比1∶3-4的比例，在氨水的催化作用下， 60-80℃条件下反应1.5-2h，再将其与助剂和去离子水均匀混合，得到固含量47-65％的憎水型酚醛树脂胶黏剂，其中助剂包括：尿素：15-20份，去离子水50-70份，瓦克硅油70-100份，三聚氰胺3-10份，丙烯酸20-30份，硫酸铵1-6份。
所述的憎水型酚醛树脂胶黏剂采用雾化装置进行喷洒，其中雾化装置包括喷管、喷头和空气压缩泵，其中胶黏剂喷管有两个管，一个管连通胶黏剂，另一个管连通去离子水，两个管再在喷头处进行连通并使得液体间得到充分的混合，分为上下两排，每排7个喷头，喷头出口与地面呈45°-60°摆放，每个喷头与压缩空气管连接，胶黏剂与压缩空气在喷嘴处混合后，呈雾状喷出。
所述憎水型超细玻璃纤维棉毡憎水效率≥99.5％，拉伸强度为100-300N/m，面密度为 160-250g/m2，导热系数≤0.038W/(m·K)。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)火焰喷吹法制备玻璃纤维直径小、柔性大、柔韧性好、纤维比表面积大、透气性好过滤精度高、性价比高；(2)憎水性能优异，导热系数低、吸音效果好。(3)使用寿命长、应用广泛。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
实施例1
一种憎水型超细玻璃纤维棉毡，其特征在于所述的超细玻璃纤维棉毡由超细玻璃纤维棉与憎水型酚醛树脂胶黏剂组成；所述超细玻璃纤维棉毡平均纤维直径为1.5μm，所述胶黏剂粘度为30mpa·s，胶黏剂含量为15％，所述憎水型酚醛树脂胶黏剂通过雾化装置形成雾状气体，在高速气流作用下与经过火焰喷吹形成的絮状超细玻璃棉混合沉积在集棉网上，使得胶黏剂可以均匀的裹附在每一根玻璃纤维单丝上，最终得到憎水性能优异的均匀混合的超细玻璃纤维棉毡。
所述超细玻璃纤维棉采用火焰喷吹法制备，所用玻璃球原料为无碱玻璃，其配方为：SiO2： 55.6％，Al2O3：14.5％，CaO：16.3％，MgO：3.8％，B2O3：9.3％，Fe2O3：0.3％，R2O：0.2％。
所述胶黏剂为经过改性的憎水性能优异的酚醛树脂胶黏剂，胶黏剂由水溶性酚醛树脂、助剂和去离子水组成，其重量配比为1∶1.97∶32。
所述水溶性酚醛树脂由苯酚和甲醛按照摩尔比1∶3的比例，在氨水的催化作用下，60℃条件下反应2h，再将其与助剂和去离子水均匀混合，得到固含量65％的憎水型酚醛树脂胶黏剂，其中助剂包括：尿素：15份，去离子水50份，瓦克硅油70份，三聚氰胺3份，丙烯酸20份，硫酸铵1份。
所述的憎水型酚醛树脂胶黏剂采用雾化装置进行喷洒，其中雾化装置包括喷管、喷头和空气压缩泵，其中胶黏剂喷管有两个管，一个管连通胶黏剂，另一个管连通去离子水，两个管再在喷头处进行连通并使得液体间得到充分的混合，分为上下两排，每排7个喷头，喷头出口与地面呈45°摆放，每个喷头与压缩空气管连接，胶黏剂与压缩空气在喷嘴处混合后，呈雾状喷出。
所述憎水型超细玻璃纤维棉毡憎水效率≥99.5％，拉伸强度为100-300N/m，面密度为 160-250g/m2，导热系数≤0.038W/(m·K)。
上述仅为本发明单个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种憎水型超细玻璃纤维棉毡，其特征在于所述的超细玻璃纤维棉毡由超细玻璃纤维棉与憎水型酚醛树脂胶黏剂组成；所述超细玻璃纤维棉毡平均纤维直径为1-2μm，所述胶黏剂粘度为10-50mpa·s，胶黏剂含量为5-30％，所述憎水型酚醛树脂胶黏剂通过雾化装置形成雾状气体，在高速气流作用下与经过火焰喷吹形成的絮状超细玻璃棉混合沉积在集棉网上，使得胶黏剂可以均匀的裹附在每一根玻璃纤维单丝上，最终得到憎水性能优异的均匀混合的超细玻璃纤维棉毡。
2.根据权利要求1所述的一种憎水型超细玻璃纤维棉毡，其特征在于所述超细玻璃纤维棉采用火焰喷吹法制备，所用玻璃球原料为无碱玻璃，其配方为：SiO2：54.1-56.6％，Al2O3：13.5-14.8％，CaO：15.6-16.7％，MgO：3.2-4.5％，B2O3：8.6-9.3％，Fe2O3：0.2-0.3％，R2O：0.2-0.6％。
3.根据权利要求1所述的一种憎水型超细玻璃纤维棉毡，其特征在于所述胶黏剂为经过改性的憎水性能优异的酚醛树脂胶黏剂，胶黏剂由水溶性酚醛树脂、助剂和去离子水组成，其重量配比为1∶1.97-2.13∶32-34。
4.根据权利要求1和权利要求3所述的一种憎水型超细玻璃纤维棉毡，其特征在于所述水溶性酚醛树脂由苯酚和甲醛按照摩尔比1∶3-4的比例，在氨水的催化作用下，60-80℃条件下反应1.5-2h，再将其与助剂和去离子水均匀混合，得到固含量47-65％的憎水型酚醛树脂胶黏剂，其中助剂包括：尿素：15-20份，去离子水50-70份，瓦克硅油70-100份，三聚氰胺3-10份，丙烯酸20-30份，硫酸铵1-6份。
5.根据权利要求1所述的一种憎水型超细玻璃纤维棉毡，其特征在于所述的憎水型酚醛树脂胶黏剂采用雾化装置进行喷洒，其中雾化装置包括喷管、喷头和空气压缩泵，其中胶黏剂喷管有两个管，一个管连通胶黏剂，另一个管连通去离子水，两个管再在喷头处进行连通并使得液体间得到充分的混合，分为上下两排，每排7个喷头，喷头出口与地面呈45°-60°摆放，每个喷头与压缩空气管连接，胶黏剂与压缩空气在喷嘴处混合后，呈雾状喷出。
6.根据权利要求1所述的一种憎水型超细玻璃纤维棉毡，其特征在于所述憎水型超细玻璃纤维棉毡憎水效率≥99.5％，拉伸强度为100-300N/m，面密度为160-250g/m2，导热系数≤0.038W/(m·K)。
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