[发明专利]一种光固化玻璃棉毡及其制备方法

说明书

一种光固化玻璃棉毡及其制备方法，属于玻璃棉纤维改性技术领域。本发明配方包括玻璃棉毡、改性剂和胶黏剂；所述胶黏剂包括预聚物、活性稀释剂、光引发剂和阻聚剂；所述改性剂包覆在玻璃棉毡的纤维表面，胶黏剂均匀地分散在包覆了改性剂的玻璃棉毡的表面。本发明所述的光固化玻璃棉毡具有极低的厚度（1~1000μm）和高孔隙率（80%~99%），有利于光固化胶黏剂在棉毡内部的深度交联与固化；本发明产品兼具高力学性能和低导热系数等优异性能，可抵抗真空压缩及冷热交变等因素对玻璃棉毡的影响，非常适用于冷链保温和建筑隔热等领域。

技术领域

本发明涉及一种光固化玻璃棉毡及其制备方法，具体涉及一种紫外光固化胶黏剂包覆的玻璃棉纤维及其制备方法，特别适用于玻璃棉毡的力学性能和绝热性能的提高，属于玻璃棉纤维改性技术领域。

背景技术

随着生活水平的不断发展，人们越来越关注食品质量和生命健康，对优质生鲜、速冻食品、医疗药品的需求量不断提高，同时成就了不断火热的冷链物流市场。保温材料是冷链物流必须采用的材料，是保障食品药品质量安全的关键。然而，目前常用的绝热材料，如聚氨酯和岩棉的导热系数高于0.02 W/(m·K)，绝热性能差，会造成较大的冷量泄露。相比而言，玻璃棉真空绝热板具有极大的性能优势，不仅能达到A级防火不燃，还具有极低的导热系数（≤0.002 W/(m·K)），是常用绝热材料绝热性能的5~10倍。若将玻璃棉真空绝热板应用在冷链装备中，必将产生极大的保温与节能效果。然而，玻璃棉真空绝热板的导热系数会随着内部气压的升高（外界气体渗透和内部材料脱气）而不断增加。据报道，玻璃棉真空绝热板在常温常压下的使用寿命仅约为10年，无法为服役环境更苛刻的冷链物流提供长期、高效的保温与隔热。其主要原因之一是玻璃棉毡的力学性能差：玻璃棉毡在膜内外压强差的挤压下易发生纤维脆断和体积大幅收缩，从而引起较高的层间热桥效应。因此，提高玻璃棉毡的力学性能至关重要。

为了提高玻璃棉毡的力学性能，现有文献大多借助胶黏剂来加固棉毡骨架。若采用热固化来处理胶黏剂，玻璃棉毡不仅需要较长的固化时间，其中还存在较大的热应力，不适合大块的玻璃棉毡的生产与应用。相比而言，光固化胶黏剂不仅固化速率快、节能环保、不使用溶剂，还可通过二次光固化来修复棉毡内部的损伤，非常适用于玻璃棉毡的增强与增韧及其适于在真空环境中服役。

中国专利CN 103356392 B公开了一种齿科修复用光固化高强度纤维的制备方法及制备装置，解决了复合材料的界面性能与力学性能差、成本高、使用不便的技术问题。该方法是将高分子聚合物溶解于有机溶剂中，制得高分子聚合物溶液；将玻璃纤维或石英纤维浸渍在上述高分子聚合物溶液中，然后蒸发溶剂进行表面处理；最后，将玻璃纤维或石英纤维浸渍多组分的光固化树脂基体，通过成型工艺制得光固化高强度纤维。

中国专利CN 104312192 B公开了一种紫外光固化结构修复用复合材料预浸料及其制备方法。该法以自由基固化型树脂为基体，优选适当的光引发剂、热引发剂及其他助剂构成“光-热复合引发体系”，以玻璃纤维织物为增强材料，经复合工艺制得一定厚度的复合材料预浸料，再经紫外光单面照射完成固化。该法解决了紫外光不能一次性固化大厚度复合材料结构件的技术难题，使复合材料预浸料的固化变得更方便高效。

高孔隙率是玻璃棉毡具备优异绝热性能的关键，其不仅能保证玻璃棉毡具有较低的固相热传导，还能限制玻璃棉毡孔隙内的气相热传导和气体热对流。然而，现有文献报道的纤维/胶黏剂复合材料大多为密实材料或低孔隙率材料且孔径不可控，存在导热系数高等性能缺陷，不能应用于冷链物流中。

因此，如何构建兼具高孔隙率、高力学性能和低导热系数的玻璃棉毡成为玻璃棉纤维改性领域的重大技术难题。

发明内容

本发明的目的是克服现有玻璃棉毡力学性能差、光固化复合材料孔隙率低的缺点，提供一种光固化玻璃棉毡及其制备方法，该种光固化玻璃棉毡可用作冷链物流、建筑、机械和热能等领域的绝热元器件或材料。