[发明专利]一种多组分长纤维编织芯材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种芯材及其制备方法，特别是涉及一种多组分长纤维编织芯材及其制备方法。

背景技术

真空绝热板(Vacuum Insulation Panel)是一种性能优良的保温绝热材料，由填充的多孔芯材与真空保护表层复合而成，它可以有效地避免空气对流引起的热对流和固体接触引起的热传导。因此具有超低的导热系数(≤0.006W/(m·K))，保温隔热性能是传统保温材料(聚乙烯、聚氨酯、玻璃棉、岩/矿棉)的数倍，目前已成功应用在家电冰箱、冷链和建筑墙体保温等方面。

中国专利CN101793340A公开了一种真空绝热板芯材及其制造方法。按重量包括以下原料：48份矿物棉、45份玻璃纤维棉27-31^oSR、35份玻璃纤维棉18^oSR，所述矿物棉的纤维直径为4-6μm，长度为1.0-4.0mm，通过打浆、除渣、抄造、干燥、分切工艺来制造该真空绝热芯材。

中国专利CN102330475A公开了一种高性能低成本真空绝热板芯材及其制作方法。将100％离心法生产的玻璃纤维棉(直径为3.5-5μm，长度为5-20mm)通过打浆、稀释、上网、脱水成型、烘干、裁切工艺来制造该真空绝热板芯材。

中国专利CN103196007A公开了一种真空绝热板芯材及其制作方法。将70-100wt％的玻璃纤维短切丝(直径为6-13μm，长度为4-20mm)和0-30wt％的火焰法玻璃纤维棉(直径为1.0-4μm，长度为1-5mm)通过多层加液，多层抽真空脱水工艺来制备该真空绝热板芯材。

中国专利CN104141859A公开了一种真空绝热板芯材及真空绝热板。将长度4-20mm的玻璃纤维短切丝或长度1-5mm的火焰法玻璃纤维棉采用湿式造纸法成型成玻璃纤棉片材。

中国专利CN104696669A公开了一种真空绝热板，包括芯材料、覆盖材料。其中，芯材料包括20-70nm长度的玻璃短纤维。

目前国内真空绝热板芯材主要为离心棉、火焰棉、矿物棉、短切丝或以上几种短纤维的混合物，芯材的制备主要通过湿法网成型或干法导向桶成型，通过将棉充分分散，在成型网上成型。离心棉通过熔融、离心、喷吹的方法制备，纤维直径分布较广，为1um至十几um；火焰棉通过火焰喷吹的方法制备，纤维直径分布由小于1um至几微米；短切丝是由无限长纤维经机械加工为20mm左右的纤维，纤维直径分布较均匀，在6至20um左右。以上几种短纤维，纤维长度都不超过20mm。

玻璃棉(包括离心棉、火焰棉)和矿物棉因悬浮度有限，通过传统的方法无法将棉充分制成悬浮液，在制成芯材后仍有很大部分孔径大于空气自由程，空气对流换热仍然存在，在一定程度上降低了真空绝热板的保温绝热效果。且因为无法充分分散，真空绝热板的表面会产生凹凸，真空绝热板的厚度一致性较差。并且由于纤维直径细、长度短，容易被人体吸肺，无法满足世界卫生组织对保温材料人体无害化的要求。而短切丝硬度较大，制成芯片后易刺穿阻隔袋。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有产品的不足，提供了一种多组分长纤维编织芯材及其制备方法，该芯材可以有效的抑制空气对流，在提高芯材热阻的同时可以保证表面具有良好的平整度，又兼具高热阻和低导热系数。不仅可以解决短纤维易刺穿阻隔袋的问题，还可以有效防止芯材因直径细、长度短，易被人体吸入呼吸道的危害。

为实现本发明的目的采用的技术方案是：提供了一种多组分长纤维编织芯材，其特征在于所述芯材由两种或两种以上的不同化学成分或不同物理形态的无限长纤维编织并叠加而成。

所述芯材中长纤维的化学组成按质量百分比为：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，碱金属氧化物K₂O和Na₂O之和为0.1％～20.0％，碱土金属氧化物MgO、CaO和BaO之和为3.0％～20.0％。

所述芯材中长纤维的断面为圆形、椭圆形、矩形、三角形、多边形中的一种或几种的组合，纤维直径范围为0.1μm～10.0μm。

所述芯材层与层之间错缝编织搭接，单层厚度为0.1mm～10mm，层数为1～100层。