[发明专利]一种两步法原生纳米孔干法复合真空绝热芯材及其制备方法

权利要求书

1.一种两步法原生纳米孔干法复合真空绝热芯材的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

 (1)根据超细玻璃纤维棉的成分选取适量的废旧平板玻璃、石英砂、纯碱、钾长石、钠长石、硼砂、白云石、方解石、氧化锌和碳酸钡，将上述原料混合均匀后熔炼成均匀的玻璃液，随后将透明无杂质的玻璃液引流入离心机中高速旋转的离心盘甩出超细玻璃纤维；

 (2)将混合有偶联剂的二氧化硅气凝胶粉末均匀雾化喷洒于超细玻璃纤维表面进行第一步改性，然后通过负压引风收集改性后的复合超细玻璃纤维棉；

 (3)将第一步二氧化硅气凝胶改性后的超细玻璃纤维浸渍于含有二氧化硅气凝胶前驱体、抗水剂和遮光剂的溶胶中进行第二步纳米颗粒在纤维表面的原位生长，随后将经两步法复合超细玻璃纤维棉通过常压干燥法进行干燥，所述二氧化硅气凝胶前驱体的硅源为正硅酸甲脂、梯形聚甲基倍半硅氧烷、正硅酸乙脂、正硅酸四乙脂和水玻璃中的一种或几种，乙醇为溶剂，醇硅比为5:1～25:1，所述常压干燥过程为100～120℃下干燥6～12h；

 (4)将干燥后的复合超细玻璃纤维棉在温度为480～650℃的干法固化炉热压5～8min，最终制得复合真空绝热芯材；

所述绝热芯材按重量比组分包括：超细玻璃纤维棉60～88wt％、二氧化硅气凝胶9～22wt％、遮光剂2～12wt％、抗水剂0.5～5.5wt％和偶联剂1～4.5wt％，其中所述超细玻璃纤维棉由54.5～69.5wt％SiO₂，4.5～13.5wt％R₂O，R＝Na或K，5.5～10wt％B₂O₃，3.8～6.2wt％Al₂O₃，1.4～5.5 wt％MgO，2.3～8.5 wt％CaO，0.3～2.5 wt％Fe₂O₃和小于0.55wt％ZnO+ BaO组成。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，按质量份计，称取52～81份废旧平板玻璃，10～22.5份石英砂，2.5～9.6份纯碱，0.5～5.5份钾长石，1～3份钠长石，2.5～10.5份硼砂，0.5～6.5份白云石，2～5份方解石、0.5～1.5份氧化锌和0.5～1份碳酸钡。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述玻璃液的温度为1310±10℃，高速旋转离心盘的温度为975±10℃；所述玻璃液引流入离心机时玻璃液流量为80～500kg/h，离心盘旋转速为1800～2300r/min。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述喷洒时喷射压力为0.25～0.8MPa，喷射流量为90～230kg/h；所述负压引风的频率为35～50Hz。

5.如权利要求1-3任一项所述的制备方法制备的绝热芯材，其特征在于，所述超细玻璃纤维棉的纤维直径99％都正态分布在2.2～4μm，纤维长径比为550～4500，纤维长度98％正态分布在0.2～5.5mm。

6.如权利要求1-3任一项所述的制备方法制备的绝热芯材，其特征在于，所述二氧化硅气凝胶密度为0.02～0.70g/cm³,比表面积为250～850m²/g和粒径99.6％都正态分布在20～30nm。

7.如权利要求1-3任一项所述的制备方法制备的绝热芯材，其特征在于，所述遮光剂选用TiO₂,SiC,Fe₃O₄,B₄C和炭黑中的一种或几种，含量占复合真空绝热芯材总重量的2～12wt％。

8.如权利要求1-3任一项所述的制备方法制备的绝热芯材，其特征在于，所述抗水剂选用羟基氨基硅油、瓦克硅油、甲基硅油和羟基硅油中的一种或几种，含量占复合真空绝热芯材总重量的0.5～5.5wt％。