一種輕質保溫材料的制備方法
【專利摘要】一種輕質保溫材料的制備方法，其特征在于，將碳纖維或碳纖維預氧化絲之一、三維中空聚酯纖維和低熔點聚酯纖維，均勻混合，其中三種材料的質量配比為：40-60∶25-45∶15-25，用鋪網機將其鋪成多層，送入到烘烤箱，溫度控制180-220℃進行烘烤，直到將低熔點聚酯纖維全部融化，熔融粘合全部材料于一體，然后冷卻定型。保溫材料加入了密度小的碳纖維，減輕整體密度，碳纖維預氧化絲經過高溫淬煉，著火點高而防火性能好，加入了聚酯纖維，使得整個產品易于成型，且柔韌性提高、回彈效果優良，便于折疊和封裝，極大地減少了運輸環節和切割安裝環節中的人力、物力成本。
【專利說明】一種輕質保溫材料的制備方法
【【技術領域】】
[0001]本發明涉及保溫材料領域，尤其涉及在交通工具上應用的保溫材料。
【【背景技術】】
[0002]保溫材料一般指導熱系數小于或者等于0.2的材料，而工業領域對保溫材料需求最大的行業還是建筑和軌道交通工具，應用在軌道交通和建筑上傳統的保溫材料是礦棉、玻璃棉、巖棉、三聚氰胺板，這些傳統的保溫材料都普遍存在保溫層厚度厚，熱損耗大的問題，特別是無極保溫材料密度大、比較厚重、容易產生扎人碎屑，在使用和切割時存在一些工藝上的安全性問題，而有機保溫材料防火性能比較差，具有一定的毒性，長期近距離接觸人體使用，可能會對人的身體健康產生不良影響，另外，有機保溫材料的耐火性能較差，存在安全隱患，其次保溫材料在安裝時需要進行裁剪、切割，但是密度大且脆性的保溫材料在切割時困難、不容易后續的成型和安裝。
【
【發明內容】
】
[0003]本發明的技術方案是:一種輕質保溫材料的制備方法，其特征在于，將碳纖維或碳纖維預氧化絲之一、三維中空聚酯纖維和低熔點聚酯纖維，均勻混合，其中三種材料的質量配比為:40-60: 25-45: 15-25，用鋪網機將其鋪成多層，送入到烘烤箱，溫度控制180-220°C進行烘烤，直到將低熔點聚酯纖維全部融化，熔融粘合全部材料于一體，然后冷卻定型。
[0004]其中碳纖維或者碳纖維預氧化絲之一、三維中空聚酯纖維和低熔點聚酯纖維的質量配比為 40-55: 25-40: 15-25。
[0005]更優選地，碳纖維或者碳纖維預氧化絲之一、三維中空聚酯纖維和低熔點聚酯纖維的質量配比為45-55: 25-35: 15-25。
[0006]碳纖維(carbon fiber)不僅具有碳材料的固有本質特點-反應惰性，又兼具紡
織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維，與傳統的玻璃纖維(GF)相比，楊氏模量是其3倍多，而且在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐腐蝕性出類拔萃，經久耐用，在極端環境中也能長時間保持纖維形態。
[0007]碳纖維是含碳量高于90%的無機高分子纖維。其中含碳量高于99%的稱石墨纖維。碳纖維的軸向強度和模量高，無蠕變，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數小，耐腐蝕性好，纖維的密度低，X射線透過性好。但其耐沖擊性較差，容易損傷，在強酸作用下發生氧化，與金屬復合時會發生金屬碳化、滲碳及電化學腐蝕現象。因此，碳纖維在使用前須進行表面處理。
[0008]碳纖維也是新一代廠房、倉庫等建筑材料，具有優良的隔熱保溫性能，化學性質穩定，耐用防酸、防堿、防腐蝕，在正常使用條件下使用壽命不低于20年，如果結合多孔發泡材料使用，具有多孔通氣性能，有效阻隔紫外線，使導熱系數降低至0.8ff/(m.k)，保溫、隔熱性能是石棉瓦的6倍，PVC瓦的2.5倍，鋼板瓦(0.5mm)的2200倍。[0009]而碳纖維預氧化絲是近20年來開始發展的碳纖維技術應用之一，聚丙烯晴基碳纖維通常是通過低溫預氧化使之熱塑化聚丙烯晴碳纖維轉化成環狀耐熱的梯形化合物，使其可承受下一步工藝的高溫，經高溫碳化處理，使預氧化的聚丙烯晴碳纖維中的羥基開始進行交聯、縮合反應，最終形成大的稠芳環面層結構，隨后將碳纖維進行表面處理，形成碳纖維預氧化絲。
[0010]該發明的特征是通過無膠棉生產線，一次成型做成的平鋪棉。在整個生產過程中不使用任何膠粘劑，而傳統的保溫材料在制作中使用大量的膠粘劑成型，因此本專利產品不含甲醛等成分。 [0011]本發明公開了保溫材料的制備方法，其中加入了密度小的碳纖維，減輕整體密度，而加入經過高度提煉的碳纖維預氧化絲于材料中，碳纖維預氧化絲經過高溫淬煉，著火點高而防火性能好，另外還在產品中加入了聚酯纖維，使得整個產品易于成型，且柔韌性提高、回彈效果優良，便于折疊和封裝，可以制成板材、卷材或者抽真空壓縮包裝進行運輸，極大地減少了運輸環節和切割安裝環節中的人力、物力成本。
【【具體實施方式】】
[0012]以下根據具體實施例對本發明進行進一步地說明，
[0013]實施例1:
[0014]將碳纖維45kg、三維中空聚酯纖維30kg和低熔點聚酯纖維25kg稱取備用；
[0015]放入混合容器中混合均勻，轉移到鋪網機中，將鋪網機對接無膠棉生產線，直接將混合好的三種材料送入無膠棉生產線的烘烤箱內進行加溫，前期加溫溫度控制12-15°C /min升溫速率，持續加溫直到溫度達到180°C，定溫烘烤，直到將低熔點聚酯纖維全部融化，熔融粘合全部材料于一體。在整個生產過程中不使用任何膠粘劑，利用熔融的低熔點聚酯纖維將所有材料粘結在一起，然后冷卻定型。而傳統的保溫材料在制作中使用大量的膠粘劑成型，因此本專利產品不含甲醛等成分。
[0016]實施例2與實施例1的技術方案大致相同，不同之處是采用碳纖維預氧化絲50kg、三維中空聚酯纖維25kg和低熔點聚酯纖維25kg進行制作保溫材料。提高聚酯纖維的比例能控制保溫材料的柔性，在一定范圍內，聚酯纖維比例高而柔韌性更好。
[0017]碳纖維(carbon fiber)不僅具有碳材料的固有本質特點-反應惰性，又兼具紡
織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維，與傳統的玻璃纖維(GF)相比，楊氏模量是其3倍多，而且在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐腐蝕性出類拔萃，經久耐用，在極端環境中也能長時間保持纖維形態。
[0018]碳纖維是含碳量高于90%的無機高分子纖維。其中含碳量高于99%的稱石墨纖維。碳纖維的軸向強度和模量高，無蠕變，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數小，耐腐蝕性好，纖維的密度低，X射線透過性好。但其耐沖擊性較差，容易損傷，在強酸作用下發生氧化，與金屬復合時會發生金屬碳化、滲碳及電化學腐蝕現象。因此，碳纖維在使用前須進行表面處理。
[0019]碳纖維也是新一代廠房、倉庫等建筑材料，具有優良的隔熱保溫性能，化學性質穩定，耐用防酸、防堿、防腐蝕，在正常使用條件下使用壽命不低于20年，如果結合多孔發泡材料使用，具有多孔通氣性能，有效阻隔紫外線，使導熱系數降低至0.8ff/(m.k)，保溫、隔熱性能是石棉瓦的6倍，PVC瓦的2.5倍，鋼板瓦(0.5mm)的2200倍。
[0020]而碳纖維預氧化絲是近20年來開始發展的碳纖維技術應用之一，聚丙烯晴基碳纖維通常是通過低溫預氧化使之熱塑化聚丙烯晴碳纖維轉化成環狀耐熱的梯形化合物，使其可承受下一步工藝的高溫，經高溫碳化處理，使預氧化的聚丙烯晴碳纖維中的羥基開始進行交聯、縮合反應，最終形成大的稠芳環面層結構，隨后將碳纖維進行表面處理，形成碳纖維預氧化絲。
[0021]該發明的特征是通過無膠棉生產線，一次成型做成的平鋪棉。在整個生產過程中不使用任何膠粘劑，而傳統的保溫材料在制作中使用大量的膠粘劑成型，因此本專利產品不含甲醛等成分。
[0022]本發明中公開的保溫材料加入了密度小的碳纖維，減輕整體密度，而加入經過高度提煉的碳纖維預氧化絲于材料中，碳纖維預氧化絲經過高溫淬煉，著火點高而防火性能好，另外還在產品中加入了聚酯纖維，使得整個產品易于成型，且柔韌性提高、回彈效果優良，便于折疊和封裝，可以制成板材、卷材或者抽真空壓縮包裝進行運輸，極大地減少了運輸環節和切割安裝環節中的人力、物力成本。
[0023]以上所述，僅是本發明較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許變更或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明技術是指對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發明技術方案的范圍內。
【權利要求】
1.一種輕質保溫材料的制備方法，其特征在于，將碳纖維或碳纖維預氧化絲之一、三維中空聚酯纖維和低熔點聚酯纖維，均勻混合，其中三種材料的質量配比為:40-60: 25-45: 15-25，用鋪網機將其鋪成多層，送入到烘烤箱，溫度控制180_220°C進行烘烤，直到將低熔點聚酯纖維全部融化，熔融粘合全部材料于一體，然后冷卻定型。
2.根據權利要求1所述輕質保溫材料的制備方法，其特征在于，其中碳纖維或者碳纖維預氧化絲之一、三維中空聚酯纖維和低熔點聚酯纖維的質量配比為40-55: 25-40: 15-25。
3.根據權利要求2所述輕質保溫材料的制備方法，其特征在于，其中碳纖維或者碳纖維預氧化絲之一、三維中空聚酯纖維和低熔點聚酯纖維的質量配比為45-55: 25-35: 15-25。
【文檔編號】B29C51/00GK103770320SQ201210410720
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月23日 優先權日:2012年10月23日
【發明者】徐福生 申請人:吉林省澤希科技發展有限公司