一种具有纳米粒子层的玻璃棉制造技术

本实用新型专利技术属于保温技术领域，具体涉及一种具有纳米粒子层的玻璃棉。本实用新型专利技术的具有纳米粒子层的玻璃棉，其包含多根玻璃纤维，其中，在所述玻璃纤维的外侧具有纳米粒子层；所述纳米粒子的平均粒径为大于0且小于等于约100nm；所述纳米粒子中包含纳米SiO2；所述纳米粒子层的厚度为所述玻璃纤维直径的1/50～1/10。与现有技术的玻璃棉相比，在厚度相同的前提下，本实用新型专利技术的具有纳米粒子层的玻璃棉制成的保温板可以显著提高保温板的保温和绝热效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于保温材料领域，涉及一种玻璃棉，更具体而言，本技术涉及一种具有纳米粒子层的玻璃棉。
技术介绍
玻璃棉属于玻璃纤维中的一个类别，是一种人造无机纤维。玻璃棉是将熔融玻璃纤维化，形成棉状的材料，化学成分属玻璃类，是一种无机质纤维。具有成型性好、体积密度小、热导率彽、保温绝热、吸音性能好、耐腐蚀、化学性能稳定。目前市场上的玻璃棉分白色的无甲醛玻璃棉和黄色的酚醛树脂玻璃棉两种。白色的无甲醛玻璃棉主要采用废玻璃为原料，通过融化、离心，喷吹成棉，然后用无甲醛的丙烯酸树脂为粘结剂，做成玻璃棉板。市场上其他的玻璃棉采用的粘结剂为酚醛树脂颜色为黄色，为含甲醛不环保的玻璃棉制品。据国务院发布的国家建筑节能专项计划：“十一五”期间，我国执行的建筑节能标准主要为50％节能标准，“十一五”期末逐步提高到65％节能标准的水平。“十二五”期间提出了新的规划要求：到2015年，城镇新建建筑执行不低于65％的建筑节能标准，城镇新建建筑95％达到建筑节能强制性标准的要求。鼓励北京、天津、上海、重庆四个直辖市和有条件的地区率先实施节能75％的标准。节能标准的提高导致市场上现有的厚度为2cm的玻璃棉已无法满足要求；而多数玻璃棉企业采用了增加玻璃棉厚度牺牲建筑有效体积的办法，这势必会对生产和安装系统进行大幅度调整，消耗大量的人力，物力，财力同时也与国家建筑节能的长期规划发展相悖，不利于社会的可持续发展。另外对于空间狭小、管道复杂的部位的保温目前还没有合适的材料。因此，对于导热系数低的玻璃棉仍存在需求。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术的目的是提供一种新的具有纳米粒子层的玻璃棉，其具有低导热系数。本技术提供的具有纳米粒子层的玻璃棉，其包含多根玻璃纤维，其中，在所述玻璃纤维的外侧具有纳米粒子层；所述纳米粒子的平均粒径为大于0且小于等于约100nm；所述纳米粒子中包含纳米SiO2；所述纳米粒子层的厚度为所述玻璃纤维直径的1/50～1/10。优选地，所述纳米粒子的平均粒径为大于0且小于等于约60nm。优选地，所述纳米粒子的平均粒径为约10nm～约20nm；所述纳米粒子层的厚度为所述玻璃纤维直径的1/40～1/20。优选地，所述纳米粒子中包含纳米Al2O3；所述纳米Al2O3的平均粒径为约30nm～约50nm；所述纳米Al2O3的重量为所述纳米SiO2重量的5％～10％。优选地，所述玻璃纤维的直径为5μm～8μm。优选地，所述玻璃棉包含粘结剂；所述粘结剂的用量为所述玻璃纤维和纳米粒子总重量的5％～15％；所述粘结剂为丙烯酸树脂粘结剂或酚醛树脂粘结剂。优选地，所述纳米粒子中掺和有红外遮光剂粒子；所述红外遮光剂粒子为SiC粒子、BN粒子、ZrSiO4粒子或KT6粒子；所述红外遮光剂粒子的平均粒径为约1.5μm～约5μm；所述红外遮光剂与所述纳米粒子中SiO2的重量比为0.8～1.2:1。优选地，在所述玻璃纤维的外侧具有纳米粒子层；所述玻璃纤维的直径为5μm～8μm；所述纳米粒子的平均粒径为约10nm～约20nm，厚度为所述玻璃纤维直径的1/40～1/20；所述纳米粒子中包含纳米SiO2、纳米Al2O3和粘结剂，并掺和有红外遮光剂粒子；所述纳米Al2O3的平均粒径为约30nm～约50nm，重量为纳米SiO2重量的5％～10％；所述粘结剂的用量为所述玻璃纤维和纳米粒子总重量的7％～12％，为丙烯酸树脂粘结剂或酚醛树脂粘结剂；所述红外遮光剂粒子为SiC粒子，平均粒径为约3μm，与SiO2的重量比为1:1。与现有技术的玻璃棉相比，在厚度相同的前提下，本技术的具有纳米粒子层的玻璃棉制成的保温板可以显著提高保温板的保温和绝热效果。附图说明图1为背温实验装置的示意图。图2为本技术具有纳米粒子层的玻璃棉的一根外侧具有纳米粒子层的玻璃纤维的截面示意图。图3为背温实验结果的温度曲线图。具体实施方式下面通过实施例对本技术进行更加详细的描述。应当理解，这些实施例仅用于具体举例和说明，不能构成对于本技术的限制。根据本技术的目的，本技术提供的具有纳米粒子层的玻璃棉，其包含多根玻璃纤维，其中，在所述玻璃纤维的外侧具有纳米粒子层。本领域技术人员应当理解，术语“多根”指的是多于或等于2根。所述纳米粒子的平均粒径为纳米级，具有高的比表面积，容易附着在所述玻璃纤维的表面上。本技术的玻璃棉，通过其外侧具有纳米粒子层，将现有技术的玻璃棉为玻璃纤维之间的面接触改变为本技术的纳米粒子之间的点接触，从而可以显著降低玻璃棉的热传导，从而使得玻璃棉具有低导热系数。本领域技术人员应当理解，可以达到上述效果的具有任何粒径的纳米粒子均适用于本技术。优选地，所述纳米粒子的平均粒径可以为大于0且小于等于约100nm。例如，可以为约1nm、约3nm、约5nm、约10nm、约20nm、约30nm、约40nm、约50nm、约60nm、约70nm、约80nm、约90nm或约100nm。当所述纳米粒子的平均粒径为上述数值时，本技术玻璃棉的玻璃纤维与纳米粒子之间以及纳米粒子和纳米粒子之间形成的空腔的体积小，其中的空气分子基本上失去了自由流动的能力而附着在空腔壁上，使得本技术的玻璃棉处于近似于真空状态，从而可以降低玻璃棉的热对流，从而使得玻璃棉具有低导热系数。更优选地，所述纳米粒子的平均粒径可以为大于0且小于等于约60nm。例如，可以为约1nm、约3nm、约5nm、约10nm、约20nm、约30nm、约40nm、约50nm或约60nm。当所述纳米粒子的平均粒径为上述数值时，本技术玻璃棉的玻璃纤维与纳米粒子之间以及纳米粒子和纳米粒子之间形成的空腔的体积进一步减小，其中的空气分子进一步失去了自由流动的能力而附着在空腔壁上，使得本技术的玻璃棉进一步处于近似于真空状态，从而可以进一步降低玻璃棉的热对流。进一步优选地，所述纳米粒子的平均粒径可以为约10nm～约20nm。例如，可以为约11nm、约12nm、约13nm、约14nm、约15nm、约16nm、约17nm、约18nm、约19nm或约20nm。当所述纳米粒子的平均粒径为上述数值时，所述纳米粒子在市场上可以容易地获得且成本相对较低；从而使得所述玻璃棉在降低热对流的同时也具有相对较低的成本。优选地，所述纳米粒子层的厚度为所述玻璃纤维直径的1/50～1/10。例如，可以为约1/50、1/40、1/30、1/20或1/10。所述纳米粒子层太厚会使得成本增加，并且玻璃纤维之间的接触面积增大会增加固体导热，从而不利益导热系数的降低。更优选地，所述纳米粒子层的厚度为所述玻璃纤维直径的1/40～1/20。例如，可以为约1/40、1/35、1/30、1/25、1/20。此时，所述纳米粒子层不但可以避免过多的纳米粒子团聚从而使得导热增加，还可以避免过少的纳米粒子会使得玻璃纤维之间会接触从而使得热传递增加。优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有纳米粒子层的玻璃棉，其包含多根玻璃纤维，其特征在于，在所述玻璃纤维的外侧具有纳米粒子层；所述纳米粒子的平均粒径为大于0且小于等于100nm；所述纳米粒子中包含纳米SiO2；所述纳米粒子层的厚度为所述玻璃纤维直径的1/50～1/10。

【技术特征摘要】
1.一种具有纳米粒子层的玻璃棉，其包含多根玻璃纤维，其特征在于，在所述玻璃纤维的外侧具有纳米粒子层；所述纳米粒子的平均粒径为大于0且小于等于100nm；所述纳米粒子中包含纳米SiO2；所述纳米粒子层的厚度为所述玻璃纤维直径的1/50～1/10。
2.根据权利要求1所述的具有纳米粒子层的玻璃棉，其特征在于，所述纳米粒子的平均粒径为大于0且小于等于60nm。
3.根据权利要求1所述的具有纳米粒子层的玻璃棉，其特征在于，所述纳米粒子的平均粒径为10nm～20nm；所述纳米粒子层的厚度为所述玻璃纤维直径的1/40～1/20。
4.根据权利要求1所述的具有纳米粒子层的玻璃棉，其特征在于，所述纳米粒子中包含的纳米Al2O3的平均粒径为30nm～50nm。
5.根据权利要求1所述的具有纳米粒子层的玻璃棉，其特征在于，所述玻璃纤维的直径为5μm～...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑忠清，倪文，陈德平，姬军，
申请(专利权)人：世纪良基投资集团有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11