湿法硅酸铝纤维纸专用胶粘剂的制备及应用

摘要

薄型保温隔热材料-硅酸铝纤维纸具有容重小、热导率低、隔热性能良好、环境污染小、使用寿命长等优点。硅酸铝纤维纸应用于各个不同领域,因此需要制备出可在不同温度条件下使用的硅酸铝纤维纸。本文研究的目的是通过对胶粘剂复配和改性的研究,来制备出不同温度条件下的硅酸铝纤维纸张所适合的胶粘剂,从而使抄造出的硅酸铝纤维纸可满足强度和耐高温等各种指标。具体工作和主要成果如下:
　　 1、胶粘剂复配的研究
　　 ①有机胶粘剂能赋予硅酸铝纤维纸良好的物理强度,其中酚醛树脂增强效果优于CMC,CMC优于PVA,但有机胶粘剂不能耐高温:无机胶粘剂能够耐高温,但增强效果较差,其中水玻璃的增强效果最好。
　　 ②有机胶粘剂复配能够起到相互助滤助留的作用,从而提高增强效果。可以用CMC作为基准试剂,其他试剂辅助的加入,得出CMC与阳离子淀粉最佳配比为1:1,CMC和PVA最佳配比为8:2。无机与无机胶粘剂复配能够提高增强效果,硅溶胶与水玻璃复配比例最终确定为10:1。通过探讨确定水玻璃与PVA复配比例为10:1,抄造出的硅酸铝纤维纸张能够耐400℃的高温,并且在常温下赋予纸页较高的物理强度。
　　 2、无机胶粘剂改性的研究
　　 ①通过对水玻璃进行磷酸氢二钠和四硼酸钠的改性,改善了水玻璃的高温溃散性和成纸的脆性。通过实验探讨初步确定改性剂磷酸氧二钠的用量为4％、四硼酸钠用量为2.5％。
　　 ②水玻璃经过磷酸二氢钠和四硼酸钠改性后,硅酸铝纤维纸的抗张强度和耐折度都有了明显提高,四硼酸钠改性效果在提高纸页强度方面好于磷酸二氢钠。
　　 3、改性有机胶粘剂的制备
　　 ①用硼酸对有机胶粘剂酚醛树脂进行改性,其最佳条件为:反应物摩尔比为n(苯酚):n(甲醛):n(硼酸)=1.0:1.5:0.4,催化剂氨水用量为反应物总质量的10％:缩合反应温度为60℃-70℃范围,时间为2.0h～2.5h,酯化反应温度为100℃,时间为3小时左右。
　　 ②通过应用发现,硼改性酚醛树脂不仅常温下对硅酸铝纤维成纸具有很好的粘结效果,成纸强度较高,而且在高温下也具有很好的粘结效果,可以耐到600℃的高温。对硼酸改性酚醛树脂耐高温机理进行了探讨,硼酸改性后酚醛树脂,不仅减少了体系中的游离酚羟基,而且所引入硼氧键的键能远大于碳碳键的键能,便其可以耐一定的高温。
　　 4、固体胶粘剂的探讨
　　 添加PVA纤维抄造硅酸铝纤维纸张的最佳条件为:20％PVA纤维添加量；140℃下干燥；分散时间为210s。通过胶粘剂复配的研究,得出复配胶粘剂的最佳用量为:CMC用量10％,PAC、硅溶胶和水玻璃的用量为50％
　　 5、不同产品胶粘剂的配方
　　 ①保温杯隔热纸胶粘剂选用有机的酚醛树脂,加入量为10％；加湿器隔热纸胶粘剂选用水玻璃与PVA的复配,加入量为水玻璃20％,PVA2％；高温炉衬硅酸铝纤维纸板,胶粘剂选用四硼酸钠改性的水玻璃,用量定为20％。
　　 ②纸张干燥以后胶粘剂成膜,而且以硅酸铝纤维为骨架,在局部形成了封闭的气仓。