玻璃纖維分散方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種玻璃纖維分散方法，包括如下步驟：將徑向最大尺寸為0.1?5μm的玻璃棉與徑向最大尺寸為6?50μm的玻璃纖維按照質(zhì)量比為1：(0.05?20)加入至水中，配成漿料；對(duì)所述漿料進(jìn)行超聲處理，得玻璃纖維勻漿，即可，其中，所述超聲處理的條件為：超聲波頻率為20?68KHz，超聲波功率為0.2?1kw/kg，超聲時(shí)間0.5?30min。該方法在玻璃纖維分散技術(shù)中首次引入超聲分散，利用超聲波的空化作用和機(jī)械效應(yīng)，無(wú)需加入任何分散劑或降低漿料濃度，即可實(shí)現(xiàn)玻璃纖維在水中充分、均勻的分散，并按質(zhì)量比配伍特定直徑的玻璃棉和玻璃纖維，使玻璃纖維分散均勻的同時(shí)，保證制得的玻璃纖維紙具有較高的強(qiáng)度。
【專利說(shuō)明】
玻璃纖維分散方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及過(guò)濾材料的制備領(lǐng)域，特別是涉及一種玻璃纖維分散方法。
【背景技術(shù)】
[0002]玻璃纖維是以玻璃為組成物的纖維狀物質(zhì)，具有容量小、尺寸穩(wěn)定性高、導(dǎo)熱系數(shù)低、電絕緣性好、吸聲性能好、過(guò)濾效率高、不燃燒、耐水、耐油、耐酸和耐腐蝕等優(yōu)良性能，是一種良好的過(guò)濾、絕熱、吸聲材料。
[0003]將玻璃纖維通過(guò)濕法造紙制成的玻璃纖維基薄頁(yè)功能材料具有優(yōu)異的過(guò)濾性能，也可以稱為玻璃纖維紙。玻璃纖維紙的制備不需要打漿，成紙前需將玻璃纖維在水中充分分散，在水中的均勻度，決定了紙張的勻度和強(qiáng)度。因此，玻璃纖維的分散在生產(chǎn)玻璃纖維紙張過(guò)程中尤為重要。
[0004]顯微鏡下觀察到的玻璃纖維似玻璃棒，單根挺硬而細(xì)長(zhǎng)，長(zhǎng)寬比大，該纖維表面帶有電荷，所以在抄造前的配漿過(guò)程中，玻璃纖維容易互相纏繞，形成大量不易分散的纖維團(tuán)，產(chǎn)生絮聚現(xiàn)象，嚴(yán)重影響玻璃纖維紙張勻度。
[0005]目前工業(yè)上主要從兩個(gè)方面解決上述問(wèn)題:①在漿料過(guò)程中加入表面活性劑，以改善玻璃纖維的表面張力，增加玻璃纖維親水性，以促進(jìn)玻璃纖維分散均勻;②降低漿料濃度，一般濕法玻璃纖維紙碎漿濃度較低，一般在0.1 %以下。
[0006]上述兩種解決玻璃纖維分散不均勻的方法均存在問(wèn)題:①加入表面活性劑，確實(shí)能改變玻璃纖維的表面張力，有利于玻璃纖維的分散，但同時(shí)引入有機(jī)物，會(huì)影響到玻璃纖維紙張的應(yīng)用領(lǐng)域;②降低漿料濃度，有利于玻璃纖維的分散，但降低漿料濃度會(huì)導(dǎo)致設(shè)備利用率降低，不僅影響產(chǎn)能，更為重要的是在分散過(guò)程中會(huì)增加大量的廢水，無(wú)論對(duì)環(huán)境還是對(duì)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益均會(huì)產(chǎn)生較大影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]基于此，有必要提供一種在不加入任何分散劑或降低漿料濃度的情況下，使玻璃纖維均勻分散的玻璃纖維分散方法。
[0008]—種玻璃纖維分散方法，包括如下步驟:
[0009]將徑向最大尺寸為0.1_5μπι的玻璃棉與徑向最大尺寸為6_50μπι的玻璃纖維按照質(zhì)量比為1: 0.05-20加入至水中，配成漿料；
[0010]對(duì)所述漿料進(jìn)行超聲處理，得玻璃纖維勻漿，即可，其中，所述超聲處理的條件為:超聲波頻率為20-68ΚΗζ，超聲波功率為0.2-lkw/kg，超聲時(shí)間0.5_30min。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述超聲處理的條件為:超聲波頻率為20-68KHZ，超聲波功率為 0.2-0.6kw/kg，超聲時(shí)間 15-30min。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述超聲處理的條件為:超聲波頻率為20-40KHZ，超聲波功率為 0.4-0.6kw/kg，超聲時(shí)間 15-30min。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述玻璃棉與玻璃纖維按照質(zhì)量比為1:1-20。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述玻璃棉與玻璃纖維按照質(zhì)量比為1:1-2。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述玻璃棉的徑向最大尺寸為0.6-4.5μπι，打漿度為24-29°，所述玻璃纖維的徑向最大尺寸為6-30μπι。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述漿料中所述玻璃棉與玻璃纖維的質(zhì)量濃度之和為0.1-0.5%。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，經(jīng)所述超聲處理后的漿料，再采用功率為300-500?纖維標(biāo)準(zhǔn)解離器進(jìn)行分散處理，攪拌轉(zhuǎn)速為2000-4000rpm，分散時(shí)間為l_20min，得所述玻璃纖維勻漿。
[0018]本發(fā)明另提供一種玻璃纖維紙的制備方法，包括如下步驟:
[0019]按照所述玻璃纖維分散方法制得玻璃纖維勻漿；
[0020]將所述玻璃纖維勻漿抽濾成紙后，噴灑粘結(jié)劑，烘干，即得所述玻璃纖維紙。
[0021 ]所述粘結(jié)劑具體可用優(yōu)選為聚氨酯或苯丙樹脂。
[0022]本發(fā)明還提供所述的玻璃纖維紙的制備方法制備得到的玻璃纖維紙。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0024]本發(fā)明的玻璃纖維分散方法，在玻璃纖維分散技術(shù)中首次引入超聲分散，利用超聲波的空化作用和機(jī)械效應(yīng)，無(wú)需加入任何分散劑或降低漿料濃度，即可實(shí)現(xiàn)玻璃纖維在水中充分、均勻的分散，并按質(zhì)量比配伍特定徑向最大尺寸的玻璃棉和玻璃纖維，使玻璃纖維分散均勻的同時(shí)，保證制得的玻璃纖維紙具有較高的強(qiáng)度。
[0025]該方法操作簡(jiǎn)單，過(guò)程便于控制，適用于工業(yè)化大批量生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明實(shí)施例2制備得到的漿料成紙后的電鏡圖；
[0027]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1與對(duì)比例3制得的漿料對(duì)比圖(左:對(duì)比例3，右:實(shí)施例1)。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的玻璃纖維分散方法作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例中采用的玻璃棉的打漿度均為24-29°。
[0030]實(shí)施例1
[0031]將平均徑向最大尺寸(即平均直徑)為0.6μπι的玻璃棉和平均徑向最大尺寸為6μπι的玻璃纖維，按質(zhì)量比為20:1，配成濃度為0.1 %的漿料，在超聲頻率為20ΚΗζ，超聲波功率為lkw/kg下超聲30分鐘，超聲結(jié)束后，楽料在標(biāo)準(zhǔn)纖維解離器(功率300w，轉(zhuǎn)速2000rpm)中分散20分鐘。
[0032]分散后的漿料測(cè)纖維平均徑向最大尺寸為0.89μπι，將漿料在成型器上成紙后，紙張的抗張強(qiáng)度為95N/m。
[0033]進(jìn)一步在該紙張上噴灑粘結(jié)劑苯丙樹脂，100-120°C烘干后，即可制成玻璃纖維紙。
[0034]實(shí)施例2
[0035]將平均徑向最大尺寸為0.6μηι的玻璃棉和平均徑向最大尺寸為6μηι的玻璃纖維，按質(zhì)量比為1:1加入至水中，配成濃度為0.25%的漿料，在超聲頻率為40ΚΗζ，超聲波功率為0.61^/1^下超聲15分鐘，超聲結(jié)束后，楽料在標(biāo)準(zhǔn)纖維解離器(功率400￥，轉(zhuǎn)速3000印111)中分散10分鐘。
[0036]分散后的漿料測(cè)纖維平均徑向最大尺寸為3.40μπι，將漿料成紙后，紙張的抗張強(qiáng)度為103N/m，紙張的電鏡圖如圖1所示。
[0037]進(jìn)一步在該紙張上噴灑粘結(jié)劑聚氨酯，100-120°C烘干后，即可制成玻璃纖維紙。
[0038]實(shí)施例3
[0039]將平均徑向最大尺寸為0.6μπι的玻璃棉和平均徑向最大尺寸為6μπι的玻璃纖維，按質(zhì)量比為I: 20加入至水中，配成濃度為0.5 %的漿料，在超聲頻率為68ΚΗζ，在超聲波功率為0.2kw/kg下超聲15分鐘，超聲結(jié)束后，楽料在標(biāo)準(zhǔn)纖維解離器(功率400w，轉(zhuǎn)速3000rpm)中分散20分鐘。
[0040]分散后的漿料測(cè)纖維平均徑向最大尺寸為6.30μπι，將漿料成紙后，紙張的抗張強(qiáng)度為 114N/m。
[0041 ] 實(shí)施例4
[0042]將平均徑向最大尺寸為0.6μπι的玻璃棉和平均徑向最大尺寸為6μπι的玻璃纖維，按質(zhì)量比為1:1加入至水中，配成濃度為0.5%的漿料，在超聲頻率為20ΚΗΖ，超聲波功率為0.2kw/kg下超聲5分鐘，超聲結(jié)束后，楽料在標(biāo)準(zhǔn)纖維解離器(功率300w，轉(zhuǎn)速2000rpm)中分散10分鐘。
[0043]分散后的漿料測(cè)纖維平均徑向最大尺寸為3.70μπι，將漿料成紙后，紙張的抗張強(qiáng)度為 108N/m。
[0044]實(shí)施例5
[0045]將平均徑向最大尺寸為0.6μπι的玻璃棉和平均徑向最大尺寸為6μπι的玻璃纖維，按質(zhì)量比為20:1加入至水中，配成濃度為0.5 %的漿料，在超聲頻率為45ΚΗζ，超聲波功率為0.2kw/kg下超聲0.5分鐘，超聲結(jié)束后，楽料在標(biāo)準(zhǔn)纖維解離器(功率500w，轉(zhuǎn)速4000rpm)中分散I分鐘。
[0046]分散后的漿料測(cè)纖維平均徑向最大尺寸為0.94μπι，將漿料成紙后，紙張的抗張強(qiáng)度為93N/m。
[0047]實(shí)施例6
[0048]將平均徑向最大尺寸為4.5μπι的玻璃棉和平均徑向最大尺寸為30μπι的玻璃纖維，按質(zhì)量比為20:1加入至水中，配成濃度為0.1 %的漿料，在超聲頻率為68ΚΗζ，超聲波功率為lkw/kg下超聲30分鐘，超聲結(jié)束后，楽料在標(biāo)準(zhǔn)纖維解離器(功率500w，轉(zhuǎn)速4000rpm)中分散20分鐘。
[0049]分散后的漿料測(cè)纖維平均徑向最大尺寸為5.80μπι，將漿料成紙后，紙張的抗張強(qiáng)度為90N/m。
[0050]實(shí)施例7
[0051 ]將平均徑向最大尺寸為4.5μπι的玻璃棉和平均徑向最大尺寸為30μπι的玻璃纖維，按質(zhì)量比為1:1加入至水中，配成濃度為0.5%的漿料，在超聲頻率為20ΚΗΖ，超聲波功率為0.5kw/kg下超聲15分鐘，超聲結(jié)束后，楽料在標(biāo)準(zhǔn)纖維解離器(功率400w，轉(zhuǎn)速3000rpm)中分散10分鐘。
[0052]分散后的漿料測(cè)纖維平均徑向最大尺寸為18.Ιμπι，將漿料成紙后，紙張的抗張強(qiáng)度為 119N/m。
[0053]實(shí)施例8
[0054]將平均徑向最大尺寸為1.02μπι的玻璃棉和平均徑向最大尺寸為15μπι的玻璃纖維，按質(zhì)量比為1:1加入至水中，配成濃度為0.5%的漿料，在超聲頻率為68ΚΗΖ，超聲波功率為0.5kw/kg下超聲30分鐘，超聲結(jié)束后，楽料在標(biāo)準(zhǔn)纖維解離器(功率400w，轉(zhuǎn)速3000rpm)中分散10分鐘。
[0055]分散后的漿料測(cè)纖維平均徑向最大尺寸為8.6μπι，將漿料成紙后，紙張的抗張強(qiáng)度為118N/m。
[0056]實(shí)施例9
[0057]將平均徑向最大尺寸為1.02μπι的玻璃棉和平均徑向最大尺寸為15μπι的玻璃纖維，按質(zhì)量比為1:1加入至水中，配成濃度為0.5%的漿料，在超聲頻率為40ΚΗΖ，超聲波功率為0.5kw/kg下超聲30分鐘，超聲結(jié)束后，楽料在標(biāo)準(zhǔn)纖維解離器(功率400w，轉(zhuǎn)速3000rpm)中分散10分鐘。
[0058]分散后的漿料測(cè)纖維平均徑向最大尺寸為8.6μπι，將漿料成紙后，紙張的抗張強(qiáng)度為122N/m。
[0059]實(shí)施例10
[0060]將平均徑向最大尺寸為1.02μπι的玻璃棉和平均徑向最大尺寸為15μπι的玻璃纖維，按質(zhì)量比為1:1加入至水中，配成濃度為0.5%的漿料，在超聲頻率為28ΚΗΖ，超聲波功率為0.5kw/kg下超聲30分鐘，超聲結(jié)束后，楽料在標(biāo)準(zhǔn)纖維解離器(功率400w，轉(zhuǎn)速3000rpm)中分散10分鐘。
[0061]分散后的漿料測(cè)纖維平均徑向最大尺寸為8.5μπι，將漿料成紙后，紙張的抗張強(qiáng)度為128N/m。
[0062]實(shí)施例11
[0063]將平均徑向最大尺寸為1.02μπι的玻璃棉和平均徑向最大尺寸為15μπι的玻璃纖維，按質(zhì)量比為1:1加入至水中，配成濃度為0.5%的漿料，在超聲頻率為20ΚΗΖ，超聲波功率為0.5kw/kg下超聲30分鐘，超聲結(jié)束后，楽料在標(biāo)準(zhǔn)纖維解離器(功率400w，轉(zhuǎn)速3000rpm)中分散10分鐘。
[0064]分散后的漿料測(cè)纖維平均徑向最大尺寸為8.2μπι，將漿料成紙后，紙張的抗張強(qiáng)度為134N/m。
[0065]對(duì)比例I
[0066]將平均徑向最大尺寸為1.02μπι的玻璃棉和平均徑向最大尺寸為15μπι的玻璃纖維，按質(zhì)量比為1:1加入至水中，配成濃度為0.5%的漿料，在標(biāo)準(zhǔn)纖維解離器(功率400W，轉(zhuǎn)速3000rpm)中分散10分鐘，分散后的漿料測(cè)纖維平均徑向最大尺寸為9.2μπι，將漿料成紙后，紙張的抗張強(qiáng)度為70N/m。
[0067]對(duì)比例2
[0068]將平均徑向最大尺寸為1.02μπι的玻璃棉和平均徑向最大尺寸為15μπι的玻璃纖維，按質(zhì)量比為1:1加入至水中，配成濃度為0.5%的漿料，在超聲頻率為80ΚΗΖ，超聲波功率為
0.5kw/kg下超聲30分鐘，超聲結(jié)束后，楽料在標(biāo)準(zhǔn)纖維解離器(功率400w，轉(zhuǎn)速3000rpm)中分散10分鐘。
[0069]分散后的漿料測(cè)纖維平均徑向最大尺寸為9.5μπι，將漿料成紙后，紙張的抗張強(qiáng)度為110N/mo
[0070]對(duì)比例3
[0071]將平均徑向最大尺寸為6μπι的玻璃纖維加入至水中，配成濃度為0.1%的漿料，在超聲頻率為20ΚΗζ，超聲波功率為lkw/kg下超聲30分鐘，超聲結(jié)束后，漿料在標(biāo)準(zhǔn)纖維解離器(功率300w，轉(zhuǎn)速2000rpm)中分散20分鐘。
[0072]分散后的漿料與實(shí)施例1制備得到的漿料的對(duì)比圖見圖2，測(cè)其纖維平均徑向最大尺寸為30μηι ；上述楽料無(wú)法成紙。
[0073]以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。
[0074]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種玻璃纖維分散方法，其特征在于，包括如下步驟: 將徑向最大尺寸為0.1-5μπι的玻璃棉與徑向最大尺寸為6-50μπι的玻璃纖維按照質(zhì)量比為1: 0.05-20加入至水中，配成漿料； 對(duì)所述漿料進(jìn)行超聲處理，得玻璃纖維勻漿，即可，其中，所述超聲處理的條件為:超聲波頻率為20-68ΚΗζ，超聲波功率為0.2-lkw/kg，超聲時(shí)間0.5_30min。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃纖維分散方法，其特征在于，所述超聲處理的條件為:超聲波頻率為20-68KHz，超聲波功率為0.2-0.6kw/kg，超聲時(shí)間15_30min。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玻璃纖維分散方法，其特征在于，所述超聲處理的條件為:超聲波頻率為20-40KHz，超聲波功率為0.4-0.6kw/kg，超聲時(shí)間15_30min。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃纖維分散方法，其特征在于，所述玻璃棉與玻璃纖維按照質(zhì)量比為I: 1-20。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的玻璃纖維分散方法，其特征在于，所述玻璃棉與玻璃纖維按照質(zhì)量比為I: 1-2。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃纖維分散方法，其特征在于，所述玻璃棉的徑向最大尺寸為0.6-4.5μπι，打漿度為24-29° ；所述玻璃纖維的徑向最大尺寸為6_30μπι。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃纖維分散方法，其特征在于，所述漿料中所述玻璃棉與玻璃纖維的質(zhì)量濃度之和為0.1-0.5%。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的玻璃纖維分散方法，其特征在于，經(jīng)所述超聲處理后的漿料，再采用功率為300-500?纖維標(biāo)準(zhǔn)解離器進(jìn)行分散處理，攪拌轉(zhuǎn)速為2000-4000rpm，分散時(shí)間為l_20min，得所述玻璃纖維勻漿。9.一種玻璃纖維紙的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 按照權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述玻璃纖維分散方法制得玻璃纖維勻漿； 將所述玻璃纖維勻漿抽濾成紙后，噴灑粘結(jié)劑，烘干，即得所述玻璃纖維紙。10.權(quán)利要求9所述的玻璃纖維紙的制備方法制備得到的玻璃纖維紙。
【文檔編號(hào)】C03B37/10GK105821692SQ201610362204
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月26日
【發(fā)明人】吳立群, 肖輝, 劉鑄, 胡庭維, 朱勇, 馮俊杰, 李凱
【申請(qǐng)人】昆明納太科技有限公司