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一种高排水 隔音 隔热玻璃 纤维 棉毡的制备方法及产品

阅读：920发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡的制备方法及产品专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡的制备方法及产品，属于玻璃纤维材料技术领域。该方法具体为：玻璃纤维棉由喷棉口喷出后进入集棉罩，在集棉罩内完成含防水剂的胶粘剂的喷淋后落于成型网带上，经滚压、定型后制得高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡。本发明中通过使用具有特定结构的集棉罩，保证玻璃纤维棉上能够被均匀喷淋含防水剂的胶粘剂，不仅能够增强玻璃纤维间的结合力，还能够使防水剂均匀分布，从而提高玻璃纤维棉毡的机械强度及排水性。该方法简单易操作，且成本低，适合工业化生产。，下面是一种高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡的制备方法及产品专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡的制备方法，其特征在于，所述方法如下：
玻璃纤维棉由喷棉口喷出后进入集棉罩，在所述集棉罩内完成含防水剂的胶粘剂的喷淋后落于成型网带上，经滚压、定型后制得高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡；
所述集棉罩是由一个前抛面、一个后抛面和两个侧面围成的中空四面体，所述前抛面面对后抛面的对应面上沿玻璃纤维棉下落方向顺序设置有喷淋口Ⅰ(1)和喷淋口Ⅱ(2)，所述后抛面面对前抛面的对应面上1/3-2/3高度处设置有喷淋口Ⅲ(3)，所述喷淋口Ⅰ(1)和喷淋口Ⅲ(3)的连线与喷淋口Ⅱ(2)和喷淋口Ⅲ(3)的连线所构成的夹角度数为30-55°，所述喷淋口Ⅰ(1)通过水压加压后进行喷淋，所述喷淋口Ⅱ(2)和喷淋口Ⅲ(3)通过风压加压后进行喷淋，所述喷淋口Ⅰ(1)和喷淋口Ⅱ(2)的喷射方向均与所述喷淋口Ⅲ(3)的喷射方向相对，所述两个侧面的相对面上各设置有风口(4)，所述风口(4)与所述喷淋口Ⅲ(3)位于一个水平面上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷淋口Ⅲ(3)的喷射方向与水平线的夹角为30-60°。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷淋口Ⅲ(3)、喷淋口Ⅱ(2)和各风口(4)形成以各风口(4)为顶点的等腰三角形。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷淋口Ⅰ(1)通过水压加压后进行雾化喷淋，所述喷淋口Ⅱ(2)和喷淋口Ⅲ(3)通过风压加压后进行雾化喷淋。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷淋口Ⅰ(1)、喷淋口Ⅱ(2)和喷淋口Ⅲ(3)为排式喷淋口。
6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述喷棉口与所述喷淋口Ⅰ(1)在水平方向上相距1-10m。
7.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述滚压时的压力为5-500Pa；所述定型时的温度为100-360℃。
8.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述玻璃纤维棉的直径95％正态分布在1.0-3.0μm。
9.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述含防水剂的胶粘剂中防水剂为硅酸钾类防水剂、有机硅乳液型防水剂、油性防水剂、纳米硅防水剂、纳米碳防水剂或卤素防水剂中一种或多种，所述防水剂占所述玻璃纤维棉毡总重量的0.01-10％；所述含防水剂的胶粘剂中胶粘剂为水性胶粘剂，所述胶粘剂占所述玻璃纤维棉毡总重量的0-20％。
10.由权利要求1-9任一项所述的方法制备的高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡。

说明书全文

一种高排水 隔音 隔热玻璃 纤维 棉毡的制备方法及产品

技术领域

[0001] 本发明属于玻璃纤维材料技术领域，具体涉及一种高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡的制备方法及产品。

背景技术

[0002] 飞机制造中有一句名言是：“为减轻每一克重量而奋斗”。一克的重量对于动辄几吨、几十吨的飞机来说有那么重要吗？答案是肯定的。“一代材料、一代飞机”，材料之于飞机的重要性在这句话里表现得淋漓尽致。自从莱特兄弟1993年第一次进行了有动力的飞行后，百年时光，飞机材料的改进从未停止。第一阶段，从1903年到20世纪10年代，机体材料采用木头、布；第二阶段，20世纪20年代至40年代，机体开始采用铝和钢；至今已经进入第五阶段，采用复合材料、铝、钛等。但无论机身材料怎么变化，共性上都在向着高强度、轻量化的方向稳步迈进。飞机轻量化能带来更低的油耗、更高的运力以及一系列绿色经济效益。其中，在飞机的机舱舱体中，有一个隔音隔热层，其材质主要为玻璃纤维，因其质轻、耐高温、耐腐蚀和保温隔音性能等特点被广泛应用于航空航天船舶等高技术领域。但由于玻璃纤维表面具有优异的亲水性能，如遇特殊情况导致隔音隔热层遇水，为了保持飞机机身重量稳定，需要实现快速排水，这就需要对玻璃纤维棉的排水性有较高要求，而传统的玻璃棉排水性能能保持在250g/m2，还不能很好的满足上述要求，因此，急需一种高排水性的隔音隔热用玻璃纤维棉毡及其制备方法。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡的制备方法；目的之二在于提供一种高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡。

[0004] 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0005] 1、一种高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡的制备方法，所述方法如下：

[0006] 玻璃纤维棉由喷棉口喷出后进入集棉罩，在所述集棉罩内完成含防水剂的胶粘剂的喷淋后落于成型网带上，经滚压、定型后制得高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡；

[0007] 所述集棉罩是由一个前抛面、一个后抛面和两个侧面围成的中空四面体，所述前抛面面对后抛面的对应面上沿玻璃纤维棉下落方向顺序设置有喷淋口Ⅰ(1)和喷淋口Ⅱ(2)，所述后抛面面对前抛面的对应面上1/3-2/3高度处设置有喷淋口Ⅲ(3)，所述喷淋口Ⅰ(1)和喷淋口Ⅲ(3)的连线与喷淋口Ⅱ(2)和喷淋口Ⅲ(3)的连线所构成的夹角度数为30-55°，所述喷淋口Ⅰ(1)通过水压加压后进行喷淋，所述喷淋口Ⅱ(2)和喷淋口Ⅲ(3)通过风压加压后进行喷淋，所述喷淋口Ⅰ(1)和喷淋口Ⅱ(2)的喷射方向均与所述喷淋口Ⅲ(3)的喷射方向相对，所述两个侧面的相对面上各设置有风口(4)，所述风口(4)与所述喷淋口Ⅲ(3)位于一个水平面上。

[0008] 优选地，所述喷淋口Ⅲ(3)的喷射方向与水平线的夹角为30-60°。

[0009] 优选地，所述喷淋口Ⅲ(3)、喷淋口Ⅱ(2)和各风口(4)形成以各风口(4)为顶点的等腰三角形。

[0010] 优选地，所述喷淋口Ⅰ(1)通过水压加压后进行雾化喷淋，所述喷淋口Ⅱ(2)和喷淋口Ⅲ(3)通过风压加压后进行雾化喷淋。

[0011] 优选地，所述喷淋口Ⅰ(1)、喷淋口Ⅱ(2)和喷淋口Ⅲ(3)为排式喷淋口。

[0012] 优选地，所述排式喷淋口带有2-15个喷嘴。

[0013] 优选地，所述喷棉口与所述喷淋口Ⅰ(1)在水平方向上相距1-10m。

[0014] 优选地，所述滚压时的压力为5-500Pa；所述定型时的温度为100-360℃。

[0015] 优选地，所述玻璃纤维棉的直径95％正态分布在1.0-3.0μm。

[0016] 优选地，所述玻璃纤维棉按重量百分比计，由如下组分组成，SiO2：54-56wt％，Al2O3：5-7wt％，Na2O：9.5-12wt％，K2O：2-3.5wt％，CaO：2-3.5wt％，MgO：0.05-0.2wt％，ZnO：3.5-4.5wt％，BaO：4.5-5.5wt％，B2O3：10-12wt％，Fe2O3：0.05-0.18wt％。

[0017] 优选地，所述含防水剂的胶粘剂中防水剂为硅酸钾类防水剂、有机硅乳液型防水剂、油性防水剂、纳米硅防水剂、纳米碳防水剂或卤素防水剂中一种或多种，所述防水剂占所述玻璃纤维棉毡总重量的0.01-10％；所述含防水剂的胶粘剂中胶粘剂为水性胶粘剂，所述胶粘剂占所述玻璃纤维棉毡总重量的0-20％。

[0018] 优选地，所述防水剂为但不限于氟碳防水剂、甲基硅油防水剂、纳米硅防水剂或聚甲基三乙氧基硅烷防水剂中的至少一种。

[0019] 优选地，所述水性胶粘剂为但不限于丙烯酸乳液、苯丙乳液、酚醛树脂或聚乙酸乙烯酯中的至少一种。

[0020] 2、由所述的方法制备的高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡。

[0021] 本发明的有益效果在于：本发明提供了一种高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡的制备方法及产品，本发明中通过使用具有特定结构的集棉罩，保证玻璃纤维棉上能够被均匀喷淋含防水剂的胶粘剂，不仅能够增强玻璃纤维间的结合力，还能够使防水剂均匀分布，从而提高玻璃纤维棉毡的机械强度及排水性，使最终制备的玻璃纤维棉毡排水性能保持在230g/m2以下，玻璃纤维棉毡在长度方向机械强度大于0.8N/25mm，宽度方向机械强度大于
0.5N/25mm，厚度为5-40mm，定量100-300g/m2，声学性能满足1000Hz的传声损耗大于3.5dB，
2000Hz的传声损耗为大于6dB，4000Hz的传声损耗大于8.5dB，导热系数小于0.035W/m·K，且棉毡可燃部分低于总质量的20％，并能够达到A级阻燃要求。其中，制备过程中所使用的集棉罩是根据玻璃纤维棉从喷棉口飞出后的下落轨迹进行设计，不但可以减少飞棉现象，还能尽量保持棉最完整的纤维长度，该集棉罩中位于前抛面上的喷淋口Ⅰ1通过水压加压后进行雾化喷淋，位于前抛面上的喷淋口Ⅱ2和位于后抛面上的喷淋口Ⅲ3通过风压加压后进行雾化喷淋，两个侧面上设置的风口4，并进一步限定各风口4与喷淋口Ⅲ3、喷淋口Ⅱ2的位置，其中，喷淋口Ⅰ1和喷淋口Ⅱ2的喷射方向均与喷淋口Ⅲ3的喷射方向相对，并进一步限定三者之间的角度，之所以这样设定，是因为喷淋口Ⅱ2和喷淋口Ⅲ3通过风力，再配合两个侧面上设置的风口4所产生的风力，能够使集棉罩中分散的玻璃纤维相对集中并旋转下落，且可以根据喷淋口上喷嘴的个数形成多股玻璃纤维束，此时再由喷淋口Ⅰ、喷淋口Ⅱ2和喷淋口Ⅲ3同时雾化喷淋，能够保证各纤维绵上均匀分布有防水剂的胶粘剂，纤维交结的部分能够形成胶点，保证最终制备的玻璃纤维棉毡上表面层、中间层及下表面层均被均匀施加有防水剂的胶粘剂，进而保证其不仅具有较高的强度，后期加工过程中不易断裂，不易造成飞絮，而且具有优异的排水性能，且其中由于喷淋口Ⅱ2、喷淋口Ⅲ3及两个风口4的作用，使飞散的玻璃纤维棉形成玻璃纤维束，增大了各玻璃纤维棉之间的摩擦力，从而导致即使在胶粘剂含量为0的情况下，也能保证最终制备的玻璃纤维棉毡具有优异的机械性能。另外，集棉罩两个侧面上设置风口4，并进一步限定各风口4与喷淋口Ⅲ3、喷淋口Ⅱ2的位置，还能保证集棉罩中的各纤维有同样的概率落在成型网上，能够在成型网上均匀分布，由于孔隙结构的均匀性将直接影响玻璃纤维棉毡的隔音隔热性能，而当同样纤维直径范围的玻璃纤维形成均匀的层状结构时，能形成均匀的孔隙结构，从而提高最终制备的玻璃纤维棉毡的隔音隔热性能。该方法简单易操作，且成本低，适合工业化生产。

[0022] 本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明

[0023] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

[0024] 图1为本发明中集棉罩立体示意图；

[0025] 图2为本发明中集棉罩俯视示意图；

[0026] 图3为图1中A-A剖面示意图。

[0027] 附图标记：喷淋口Ⅰ1、喷淋口Ⅱ2、喷淋口Ⅲ3、风口4。

具体实施方式

[0028] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

[0029] 实施例1至实施例3中排水性能是指，将玻璃纤维棉毡放入21±5℃的水中，在距水平面115-135mm的位置静置5-25min，再垂直悬挂60±5s，计算单位面积棉毡含水量即为排水性指标。

[0030] 实施例1至实施例3中所使用的集棉罩的示意图参见图1、图2和图3。

[0031] 实施例1

[0032] 制备高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡

[0033] 玻璃纤维棉由喷棉口喷出后进入集棉罩，喷棉口与集棉罩内设置的喷淋口Ⅰ1在水平方向上相距10m，在该集棉罩内按防水剂占玻璃纤维棉毡总重量的10％，胶粘剂占玻璃纤维棉毡总重量的0％喷淋含防水剂的胶粘剂，完成喷淋后落于成型网带上，在50Pa下经滚压后于280℃下定型，制得高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡，其中：

[0034] 玻璃纤维棉的直径95％正态分布在1.0-3.0μm，按按重量百分比计，由如下组分组成，SiO2：55.5wt％，Al2O3：6.7wt％，Na2O：9.57wt％，K2O：3.2wt％，CaO：3.5wt％，MgO：0.05wt％，ZnO：4.5wt％，BaO：4.8wt％，B2O3：12wt％，Fe2O3：0.18wt％；

[0035] 含防水剂的胶粘剂中胶粘剂为氟碳防水剂；

[0036] 所用集棉罩是由一个前抛面、一个后抛面和两个侧面围成的中空四面体，前抛面面对后抛面的对应面上沿玻璃纤维棉下落方向顺序设置有喷淋口Ⅰ1和喷淋口Ⅱ2，后抛面面对前抛面的对应面上1/2高度处设置有喷淋口Ⅲ3，喷淋口Ⅰ1和喷淋口Ⅲ3的连线与喷淋口Ⅱ2和喷淋口Ⅲ3的连线所构成的夹角度数为45°，喷淋口Ⅲ3的喷射方向与水平线的夹角为30°，喷淋口Ⅰ1通过水压加压后进行雾化喷淋，喷淋口Ⅱ2和喷淋口Ⅲ3通过风压加压后进行雾化喷淋，喷淋口Ⅰ1和喷淋口Ⅱ2的喷射方向均与喷淋口Ⅲ3的喷射方向相对，两个侧面的相对面上各设置有风口4，风口4与喷淋口Ⅲ3位于一个水平面上，且喷淋口Ⅲ3、喷淋口Ⅱ2和各风口4形成以各风口4为顶点的等腰三角形，喷淋口Ⅰ1、喷淋口Ⅱ2和喷淋口Ⅲ3均为带有15个喷嘴的排式喷淋口。

[0037] 上述制备的高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡的排水性能为103g/m2，长度方向机械2
强度为6N/25mm，宽度方向机械强度为2.2N/25mm，厚度为15mm，定量150g/m ，声学性能满足
1000Hz的传声损耗为6.3dB，2000Hz的传声损耗为9dB，4000Hz的传声损耗为13dB，导热系数为0.033W/m·K。

[0038] 实施例2

[0039] 制备高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡

[0040] 玻璃纤维棉由喷棉口喷出后进入集棉罩，喷棉口与集棉罩内设置的喷淋口Ⅰ1在水平方向上相距8m，在该集棉罩内按防水剂占玻璃纤维棉毡总重量的8％，胶粘剂占玻璃纤维棉毡总重量的10％喷淋含防水剂的胶粘剂，完成喷淋后落于成型网带上，在200Pa下经滚压后于360℃下定型，制得高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡，其中：

[0041] 玻璃纤维棉的直径95％正态分布在1.0-3.0μm，按按重量百分比计，由如下组分组成，SiO2：56wt％，Al2O3：5.35wt％，Na2O：12wt％，K2O：3wt％，CaO：3wt％，MgO：0.1wt％，ZnO：4wt％，BaO：5.5wt％，B2O3：11wt％，Fe2O3：0.05wt％；

[0042] 含防水剂的胶粘剂中防水剂为甲基硅油防水剂，含防水剂的胶粘剂中胶粘剂为丙烯酸乳液；

[0043] 所用集棉罩为实施例1中的集棉罩。

[0044] 上述制备的高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡的排水性能为230g/m2，长度方向机械强度为9N/25mm，宽度方向机械强度为3.9N/25mm，厚度为26mm，定量210g/m2，声学性能满足1000Hz的传声损耗为10dB，2000Hz的传声损耗为16.8dB，4000Hz的传声损耗为23dB，导热系数为0.032W/m·K。

[0045] 实施例3

[0046] 制备高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡

[0047] 玻璃纤维棉由喷棉口喷出后进入集棉罩，喷棉口与集棉罩内设置的喷淋口Ⅰ1在水平方向上相距6m，在该集棉罩内按防水剂占玻璃纤维棉毡总重量的2％，胶粘剂占玻璃纤维棉毡总重量的18％喷淋含防水剂的胶粘剂，完成喷淋后落于成型网带上，在400Pa下经滚压后于300℃下定型，制得高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡，其中：

[0048] 玻璃纤维棉的直径95％正态分布在1.0-3.0μm，按按重量百分比计，由如下组分组成，SiO2：55.2wt％，Al2O3：7wt％，Na2O：12wt％，K2O：3.5wt％，CaO：2.5wt％，MgO：0.2wt％，ZnO：3.5wt％，BaO：5wt％，B2O3：11wt％，Fe2O3：0.1wt％；

[0049] 含防水剂的胶粘剂中防水剂为纳米硅防水剂+氟碳防水剂，含防水剂的胶粘剂中胶粘剂为酚醛树脂+聚乙酸乙烯酯；

[0050] 所用集棉罩为实施例1中的集棉罩。

[0051] 上述制备的高排水隔音隔热玻璃纤维棉毡的排水性能为60g/m2，长度方向机械强度为10N/25mm，宽度方向机械强度为5.5N/25mm，厚度为32mm，定量280g/m2，声学性能满足1000Hz的传声损耗为13dB，2000Hz的传声损耗为为17.5dB，4000Hz的传声损耗为26.8dB，导热系数为0.032W/m·K。

[0052] 本发明中，喷淋口Ⅲ3位于后抛物面1/3-2/3高度处任一位置、喷淋口Ⅰ1和喷淋口Ⅲ3的连线与喷淋口Ⅱ2和喷淋口Ⅲ3的连线所构成的夹角度数为30-55°范围内任一角度、喷淋口Ⅲ3的喷射方向与水平线的夹角为30-60°范围内任一角度，排式喷淋口上喷嘴的个数为2-15中任意整数，各因素相互组合后形成的集棉罩均能实现本发明中的作用。

[0053] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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