[发明专利]介孔玻璃纤维及其制备方法和分级孔道纤维棉及其制备方法

说明书

本发明涉及玻璃纤维领域，具体涉及一种介孔玻璃纤维及其制备方法和分级孔道纤维棉及其制备方法。所述玻璃纤维直径在0.25μm‑5μm，且玻璃纤维具有介孔结构，该玻璃纤维具有良好的隔热、隔音效果；所述分级孔道纤维棉包括树脂粘结剂和所述介孔玻璃纤维，该玻璃纤维棉孔隙率好，含有介孔和微孔分级孔结构，导热系数低，隔音隔热性能优异，该玻璃纤维棉导热系数最低可达0.015W/(m·K)，耐火等级为A1级，且2000Hz声音传输损耗最高可达2.1dB。

技术领域

本发明涉及玻璃纤维领域，具体涉及一种介孔玻璃纤维及其制备方法和分级孔道纤维棉及其制备方法。

背景技术

超细玻璃纤维棉属于人造无机纤维，以石英砂、石灰石、白云石、纯碱、硼砂等原料熔融形成玻璃液，借助外力吹制成絮状细纤维，并与热固性树脂粘结剂结合而成的制品。其中纤维和纤维之间为立体交叉，互相缠绕形成包含细小孔隙的多孔结构，呈现多孔、体密度小、不燃等特点，因而具备优异的隔热、吸音性能，是航空航天保温隔热、吸声降噪等领域不可或缺的基础材料。玻璃纤维棉多孔结构是整体隔热、吸音功能的关键，孔隙率的提升可显著降低材料的导热系数并延长热传递路径，而孔隙内空气与管壁间的粘滞阻力可使声能转化为热能，提升隔音效果。因此，设计开发高性能隔热隔音超细纤维棉已成为当前航空航天高端领域的研究重点，其研发水平已成为国家玻璃纤维工业发展水平的体现。

CN106966583A公开了一种航空用高强度隔热隔音超细玻璃纤维棉及制备方法，公开一种含碱玻璃纤维棉的配方设计，其制备工艺首先将熔融玻璃液通过漏板形成一次玻璃液细流，再通过高温火焰气流二次熔融牵引形成超细纤维，纤维表面通过粘结剂雾化喷洒后均匀分布在网上并烘干固化，纤维直径95％都正态分布于1～2μm，导热系数为0.025W/(m·K)～0.03W/(m·K)。

CN107558289 B公开一种高强度低导热系数超细玻璃纤维棉干法热压芯材及其制备方法，公开了超细纤维棉结构芯材的整体制备方法，其中熔融玻璃液通过高速旋转离心盘甩出超细玻璃纤维，通过负压引风平铺收集在集棉机网带，纤维落下速度为5～50m/s，纤维直径98％都正态分布于2.4～4.5μm，孔隙率85％。

CN107012585 B公开了一种超细无碱玻璃纤维棉及其制备方法，玻璃液通过漏板形成一次玻璃流股，在高温、高速的火焰作用下被二次熔融喷吹形成超细玻璃纤维，再通过粘接助剂溶液雾化喷洒混合，在成型网上烘干成型。其中超细玻璃纤维直径95％都正态分布于0.5～2μm。

上述发明专利所公开的玻璃纤维棉均为传统平滑无孔玻璃纤维通过粘接剂交错堆叠，所形成的棉结构随多孔但孔道尺寸较大，单位体积孔道数量与相应的比表面积较小。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明的目的之一在于提供一种介孔玻璃纤维，该玻璃纤维具有良好的隔热、隔音效果。

本发明目的之二在于提供一种玻璃纤维棉，该介孔玻璃纤维棉孔隙率好，含有介孔和微孔分级孔结构，纤维强度高，导热系数低，隔音隔热性能优异。

根据本发明第一方面，本发明提供一种介孔玻璃纤维，所述介孔玻璃纤维直径在0.25μm-5μm，且玻璃纤维具有介孔结构。

根据本发明第二方面，本发明提供一种介孔玻璃纤维的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)玻璃纤维原料于1100-1600℃温度下熔融成玻璃液，玻璃液在1000-1300℃下熔融澄清、均化；

(2)玻璃液成股流入离心盘中，离心盘温度为800-1000℃，离心盘以2500-3000rad/min的旋转速度将玻璃液均匀聚集于侧壁，通过侧壁孔隙离心甩出，得到第一玻璃纤维；

(3)第一玻璃纤维经垂直火焰喷吹，二次熔融并牵伸形成第二玻璃纤维；

(4)对第二玻璃纤维进行热处理，使造孔剂结晶，得到第三玻璃纤维；