[发明专利]火焰法纳米玻璃纤维保温材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种保温材料，具体地讲，是一种火焰法纳米玻璃纤维保温材料的制备方法。 

背景技术

玻璃棉制品容重小，热导率低，绝热、吸声、防火、耐热、抗冻、抗震、化学稳定性等性能好，施工方便，价格低廉，广泛用于管道、高级高温器皿、外墙保温、运输、冰箱、通讯、航天等领域，也是未来建筑节能的首选材料。 

玻璃棉是采用天然矿石如石英砂、白云石、蜡石等为主要原料，配以其它如纯碱、硼酸等化工原料熔制成玻璃，在熔融状态下借助外力拉制、吹制或甩成极细的纤维状材料。按其生产方法可分为三种：(1)火焰法玻璃棉，将熔融玻璃制成玻璃球、棒或块状物，使其再二次熔化，然后拉丝并经火焰喷吹成棉；(2)离心喷吹法玻璃棉，对粉状玻璃原料进行熔化，然后借助离心力及火焰喷吹的双重作用，使熔融玻璃直接制成玻璃棉；(3)离心蒸汽(或压缩空气)立吹法玻璃棉，将熔融玻璃借助蒸汽或压缩空气对其进行喷吹而成玻璃棉。目前第(3)种生产方法已逐渐被淘汰，世界各国生产玻璃棉的厂家，绝大多数均采用离心喷吹法和火焰法。离心喷吹法玻璃棉因其单丝直径较大，比表面积小，导热系数较大，保温效果较差，不能用于高档保温场所。 

玻璃棉制品品种较多，其基本品种有玻璃棉毡、玻璃棉板、玻璃棉带、玻 璃棉毯和玻璃棉保温管。现有玻璃棉板是通过玻璃棉经过固化处理后制成的具有一定强度的板材制品。由于采用固化成型，该玻璃棉板纤维蓬松，结构孔隙大，承载力差，产品密度差，使用空间受限，而且易粉化，使用寿命较短。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种火焰法纳米玻璃纤维保温材料的制备方法，增大玻璃棉保温材料的比表面积，降低导热系数，提高其保温性能。为了解决上述问题，本发明的技术方案为：种火焰法纳米玻璃纤维保温材料的制备方法，包括下列步骤： 

步骤(1)、高碱玻璃纤维和无碱玻璃纤维的制备，将高碱玻璃球或无碱玻璃球熔化后，经过直径大小为0.5～1mm的排列漏孔下丝，拉丝直径控制在10～20μm，拉丝速度为2.5～3m/min，再在1600～1800℃高温下，用燃烧室喷出的火焰将玻璃丝制成5μm以下的玻璃纤维，燃烧室的喷嘴宽度为6～10mm，喷吹气流速度为800～1000m/s； 

步骤(2)、打浆，将25～30％重量的平均直径为大于2μm至3μm的高碱玻璃纤维、30～40％重量的平均直径为1～2μm的高碱玻璃纤维、20～30％重量的平均直径为0.3～0.5μm的高碱玻璃纤维和15～20％重量的平均直径为0.1～0.3μm的无碱玻璃纤维在加有硫酸的水溶液中进行打浆分散，并控制浆料的质量浓度为4.5～5.5％，打浆度为44～46°SR，酸度为pH 3.5～4.0； 

步骤(3)、将步骤(2)得到的浆料稀释至质量浓度为0.4～0.6％，再除渣，然后用造纸机进行湿法成型，得到湿纸，湿纸先自然脱水，再在真空度为0.1～0.5MPa的条件下对湿纸进行抽吸脱水，使湿纸的含水率＜20％； 

步骤(4)、将步骤(2)得到的湿纸在200～300℃下进行干燥处理，得产品。 

本发明以高碱玻璃球和无碱玻璃球为原料采用火焰法制得超细玻璃维纤维。无碱玻璃的机械性能较好，适宜制备超细纤维，使用高碱玻璃的目的在于降低产品的生产成本。再将不同粗细纤维搭配在一起，既增大了比表面积，又控制了成本，最后经过造纸成型制得板状保温材料。通过本发明制备的保温材料具有表面平整，结构匀称，比表面积大，导热系数低，保温效果好的优点。 

作为上述技术方案的优选实施例，步骤(3)中的抽吸脱水处理时，分三段真空抽吸，第一段的真空度为0.1～0.2Mpa，第二段的真空度为0.2～0.25Mpa，第三段的真空度为0.4～0.5Mpa。 

作为上述技术方案的另一优选实施例，步骤(3)中的干燥处理时，分三段干燥，第一段的温度为260～280℃，第二段的温度为230～250℃，第三段的温度为280～300℃，干燥至最终产品含水量低于0.03％。 

作为上述技术方案的另一优选实施例，步骤(1)中，所述高碱玻璃球的熔化温度为1200～1400℃，所述无碱玻璃球的熔化温度为1600～1800℃。 

作为上述技术方案的另一优选实施例，步骤(1)中，所用的漏板材质为GH4755合金，喷嘴为22号锆刚玉砖。 

与现有技术相比，本发明的有益效果是：