專利名稱：改性膠粘劑及一種硅酸鋁纖維紙板的制備方法
技術領域：
本發明涉及硅酸鋁纖維紙板制備技術領域，特別涉及一種用于硅酸鋁纖維紙板中的改性膠粘劑，還涉及使用改性膠粘劑的硅酸鋁纖維紙板的制備方法。
背景技術：
在社會高速進步和發展的今天，能量消耗日益增加，出現能源危機，解決能源問題主要是開源和節流，開發新的能源，如風力、太陽能、地熱能、潮汐；節流就是要減少能源的損失、杜絕浪費。在開發新能源的技術上，節能是關乎人類生存和發展的大事，保溫隔熱是節能技術中容易實現而且應用很廣的一種技術。硅酸鋁纖維是以焦寶石、工業氧化鋁和硅石為主要原料經電阻爐熔融甩絲或電弧爐熔融噴吹工藝制備而成，直徑約2 17um,長度約2 25_，主要成分中Al2O3含量大于 46%，Al203+Si02含量大于99%，其它成分小于1%，由于其具有熱導率低和耐高溫等特點，因此，廣泛被用作保溫板和氈等保溫隔熱產品的原料。傳統硅酸鋁纖維板制備采用聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纖維素(CMC)、羧基丁苯膠乳(SBR)和聚酰胺多胺環氧氯丙烷(PAE)等有機膠粘劑，經過濕法抄造工藝制備，這類產品耐高溫性能差；而采用傳統無機膠粘劑制備的硅酸鋁纖維板雖然耐高溫性能好，但密度高、易潰散，限制了其應用。
發明內容
為了解決以上現有技術中硅酸鋁纖維板使用有機膠粘劑耐高溫性能差、使用無機膠粘劑密度高、易潰散的問題，本發明提供了一種用于硅酸鋁纖維紙板中的改性膠粘劑。本發明還提供了使用上述改性膠粘劑的低密度、低熱導率硅酸鋁纖維紙板的制備方法。本發明是通過以下措施實現的
一種改性膠粘劑，原料中含有硅酸鈉和改性劑，改性劑為磷酸氫二鈉、四硼酸鈉和硅溶膠按照質量比1:1:1組成，硅酸鈉與改性劑的質量比為(8 12):(1 5)。其中所使用的硅溶膠為納米級的二氧化硅顆粒在水中或溶劑中的分散液，硅溶膠中SiO2有很多種，市售的硅溶膠也有很多種固含規格，比如SiO2含量為25%、35%等，在此改性膠粘劑中，使用的是硅溶膠的通性，因此硅溶膠的固含對改性膠粘劑的改性效果并沒有影響。所述的改性膠粘劑，優選硅酸鈉與改性劑的質量比為12:1。所述的改性膠粘劑，將原料在溫度60-80°C，攪拌速度為80 120rpm攪拌90 180分鐘。一種硅酸鋁纖維紙板的制備方法，將硅酸鋁纖維添加到權利要求I或2所述的改性膠粘劑中得到硅酸鋁纖維漿料，混合時間為10 30分鐘；成型、整飾、干燥即得；
硅酸鋁纖維與改性膠粘劑的質量比為(I 2) : (8 12)。所述的制備方法，優選硅酸鋁纖維與改性膠粘劑的質量比為I :9。所述的制備方法，硅酸鋁纖維質量濃度為I 2%，改性膠粘劑質量濃度為8 12%。
所述的制備方法，成型工藝條件為將硅酸鋁纖維漿料泵送到敞開流漿箱中，噴流上網，網目為40-60目，成型網下配有真空吸水箱，真空度控制為O. I O. 6MPa。所述的制備方法，整飾工藝采用雙壓輥工藝，控制線壓為10 80KN/m。所述的制備方法，干燥工藝采用對流式烘箱，溫度控制為105±2°C，時間為30 90分鐘。將改性處理后的水玻璃添加到硅酸鋁纖維中，在配漿池內混合調濃后，用泵送至敞開式流漿箱中進行成型，再經整飾壓榨處理后，經干燥后制備硅酸鋁纖維紙板，成型部和整飾部的濾液回流到配漿池重復使用，通過此工藝制備的硅酸鋁纖維纖維紙板密度低、熱導率低，可作為優質保溫隔熱材料。針對無機膠粘劑水玻璃在高溫下易潰散的特點，通過硅溶膠、磷酸鹽和硼酸鹽復配對其改性處理，提高水玻璃的耐高溫性和粘結強度，然后將改性后的水玻璃與硅酸鋁纖 維混合，泵送至敞開式流漿箱中進行成型，再經整飾壓榨處理后，進一步降低纖維之間距離，成型部和整飾部的濾液回流到配漿池重復使用，膠粘劑無結塊發生，只需補充消耗的改性膠粘劑即可，整飾后的濕纖維板經干燥后得到低密度、低熱導率的硅酸鋁纖維紙板。本發明的有益效果
(1)首先借助于復配的硅溶膠、磷酸鹽和硼酸鹽對水玻璃進行改性處理，提高水玻璃的耐高溫性和粘結強度，再結合濕法成型-整飾-干燥工藝，制備了低密度、低熱導率的硅酸鋁纖維紙板；
(2)采用本發明所述工藝制備硅酸鋁纖維紙板，生產工藝清潔，無廢水排放；
(3)本發明的制備方法得到了低密度、低熱導率的硅酸鋁纖維紙板。
具體實施例方式為了更好的理解本發明，下面結合具體實施例來進一步說明。實施例I :制備改性膠粘劑
將磷酸氫二鈉、四硼酸鈉和硅溶膠按照質量比1:1:1混合制得改性劑，將硅酸鈉與改性劑混合，為了使改性劑的改性效果得到更好、更快的發揮，可以將混合物在溫度60-80°C，攪拌速度為80 120rpm攪拌90 180分鐘，制得改性膠粘劑。采用不同的混合比例，得到不同改性性能的改性膠粘劑。由于不可能窮舉，以下就簡單列舉幾種不同比例的改性膠粘劑。8 12 :1 5
硅酸鈉與改性劑按照質量比12:1混合經過加熱攪拌制得改性膠粘劑a ；
硅酸鈉與改性劑按照質量比11:1混合經過加熱攪拌制得改性膠粘劑b ;
硅酸鈉與改性劑按照質量比10:1混合經過加熱攪拌制得改性膠粘劑c ；
硅酸鈉與改性劑按照質量比9:1混合經過加熱攪拌制得改性膠粘劑d ；
硅酸鈉與改性劑按照質量比8:2混合經過加熱攪拌制得改性膠粘劑e ；
硅酸鈉與改性劑按照質量比8:5混合經過加熱攪拌制得改性膠粘劑f ；
實施例2
將硅酸鋁纖維與改性膠粘劑混合均勻，混合時間約為10 30分鐘，得到硅酸鋁纖維漿料，經過成型、整飾、干燥即得硅酸鋁纖維紙板。硅酸鋁纖維與改性膠粘劑的質量比為(I 2) :(8 12)。
硅酸鋁纖維與改性膠粘劑的質量比是影響最終得到的硅酸鋁纖維板的重要因素，以下以長度范圍為I. O 2. Omm,直徑范圍為2 6um的硅酸鋁纖維舉例說明。采用實施例I中制備得到的改性膠粘劑a，與硅酸鋁纖維混合制備得到硅酸鋁纖維板。其中，硅酸鋁纖維與改性膠粘劑的質量比分別為1:12，1: 9，1: 8，1: 6，1: 4，得到的硅酸鋁纖維紙板的密度分別為 298kg/m 3，287kg/m3，276kg/m3, 265kg/m3, 260kg/m3, ；800°C時熱導率分別為 O. 098W/ (Μ · K)，O. 085W/ (Μ · K)，O. 097W/ (Μ · K)，O. 104W/ (Μ · K)，O. 11 Off/(Μ · K)。固定硅酸鋁纖維與改性膠粘劑的質量比為1:9，分別選用上述實施例I中制備得到的改性膠粘劑a、b、c、d、e、f，得到的硅酸鋁纖維紙板的密度分別為287kg/m3，295kg/m3，301 kg/m3, 298kg/m3, 325kg/m3, 340kg/m3 ;800°C 時熱導率分別為 0. 085W/ (Μ · K)，0· 089W/(Μ · K)，O. 097W/ (Μ · K)，O. 103W/ (Μ · K) O. 113W/ (Μ · K)。使用長度范圍為2. O 3. 5mm,直徑范圍為10 17um的硅酸鋁纖維，硅酸鋁纖維與改性膠粘劑a的質量比為1:9時，得到硅酸鋁纖維紙板的密度為238kg/m3，800°C時熱導率為O. 095ff/(M · K)，可用作優質保溫隔熱材料。同一批次的硅酸鋁纖維與未經過改性的硅酸鈉膠粘劑混合，采用相同的工藝及參數，得到的硅酸鋁纖維紙板的密度為350kg/m3，800°C時熱導率為O. 138W/(M · K)，且易潰散。為了使硅酸鋁纖維更好的濕法成型，硅酸鋁纖維漿料中硅酸鋁纖維的質量濃度選擇為I 2%，改性膠粘劑質量濃度為8 12%。成型、整飾、干燥工藝操作，都是采用本領域慣用的操作，在本發明的方案中并沒有特別之處，如成型工藝可以采用將調節好的硅酸鋁纖維漿料泵送到敞開流漿箱中，噴流上網，網目為40目，成型網下配有真空吸水箱，真空度控制為O. 4Mpa ;整飾工藝可以采用雙壓輥工藝，控制線壓為10 80KN/m ;干燥工藝采用對流式烘箱，溫度控制為105±2°C，時間為30 90分鐘。但并不僅僅限于上述的成型、整飾、干燥工藝，只要能夠達到將硅酸鋁纖維漿料制成硅酸鋁纖維板，都可以使用，在此就不一一列舉了。
權利要求
1.一種改性膠粘劑，其特征在于原料中含有硅酸鈉和改性劑，改性劑為磷酸氫二鈉、四硼酸鈉和娃溶膠按照質量比1:1:1組成，娃酸鈉與改性劑的質量比為(8 12) : (I 5)。
2.根據權利要求I所述的改性膠粘劑，其特征在于硅酸鈉與改性劑的質量比為12:1。
3.根據權利要求I所述的改性膠粘劑，其特征在于將原料在溫度60-80°C，攪拌速度為80 120rpm攪拌90 180分鐘。
4.一種硅酸鋁纖維紙板的制備方法，其特征是將硅酸鋁纖維與權利要求1-3中任一項所述的改性膠粘劑混合均勻得到硅酸鋁纖維漿料，經過成型、整飾、干燥即得硅酸鋁纖維紙板； 硅酸鋁纖維與改性膠粘劑的質量比為(I 2) : (8 12)。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于硅酸鋁纖維與改性膠粘劑的質量比為I:9。
6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于硅酸鋁纖維質量濃度為I 2%，改性膠粘劑質量濃度為8 12%。
7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于成型工藝條件為將硅酸鋁纖維漿料泵送到敞開流漿箱中，噴流上網，網目為40-60目，成型網下配有真空吸水箱，真空度控制為 O. I O. 6MPa。
8.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于整飾工藝采用雙壓輥工藝，控制線壓為 10 80KN/m。
9.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于干燥工藝采用對流式烘箱，溫度控制為105±2°C，時間為30 90分鐘。
10.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于硅酸鋁纖維與改性膠粘劑混合時間為10 30分鐘。
全文摘要
本發明涉及硅酸鋁纖維紙板制備技術領域，特別涉及一種改性膠粘劑，原料中含有硅酸鈉和改性劑，改性劑為磷酸氫二鈉、四硼酸鈉和硅溶膠按照質量比1:1:1組成，硅酸鈉與改性劑的質量比為(8～12)(1～5)。硅酸鋁纖維紙板的制備方法，將硅酸鋁纖維添加到權利要求1或2所述的改性膠粘劑中得到硅酸鋁纖維漿料，混合時間為10～30分鐘；成型、整飾、干燥即得；硅酸鋁纖維與改性膠粘劑的質量比為(1～2)(8～12)。本發明制備得到了低密度、低熱導率的硅酸鋁纖維紙板；生產工藝清潔，無廢水排放。
文檔編號C04B28/26GK102898053SQ20121039249
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月17日 優先權日2012年10月17日
發明者趙傳山, 吳朝軍, 于冬梅, 李榮剛, 逄錦江, 李全鵬 申請人:山東輕工業學院