具有改进的空腔保持性的玻璃纤维隔热产品的制作方法-k8凯发

本技术总体涉及玻璃纤维隔热产品，和更具体地涉及具有改进性能特性的玻璃纤维隔热产品。

背景技术：

1、术语“纤维隔热产品”包含多种组合物、生产制品和生产方法。矿物纤维(例如玻璃纤维)通常用于隔热产品和非织造垫。纤维隔热通常通过由纤维化设备(如旋转纺丝头)将聚合物、玻璃或其它矿物纤维的熔融组合物纤维化来制造。为了形成隔热产品，由旋转纺丝头生产的纤维通过鼓风机从纺丝头向下吹向传送带。当纤维向下移动时，向纤维上喷粘合剂组合物，且将纤维收集到传送带上形成厚且膨松的连续毡层。纤维粘合剂基体使隔热产品具有在包装后恢复的弹性，并提供硬度和可操作性，从而隔热产品可以进行搬运和按需应用于建筑物的隔热腔中。粘合剂组合物还为纤维提供免受纤丝间磨损的保护，并促进各纤维之间的相容性。

2、然后使包含粘合剂涂覆的纤维的毡子通过固化烘箱固化粘合剂，以使毡子达到所需厚度。粘合剂组合物固化后，可将纤维隔热产品切割为一定长度形成单独的隔热产品，并且可以包装隔热产品以运输至客户所在地。所生产的典型的隔热产品是隔热垫或隔热毡，其适用于住宅或其它建筑物中的空腔(如墙壁、地板、屋顶)的隔热，也可用于使建筑物的阁楼或其它部分隔热。这种隔热垫或隔热毡通常是统一结构，相对柔软或可卷曲。另一种常见的隔热产品是喷吹或松散填充的隔热产品，其适用于住宅和商业建筑以及难以到达的位置的侧壁和阁楼隔热。这种松散填充隔热通常形成为许多相对较小的离散块、簇或类似物，其上可以涂或不涂粘合剂。松散填充的隔热也可以由从隔热毡上切下的小方块形成，压缩后包装在袋子中。

3、隔热材料的隔热性能主要由材料的厚度除以其导热系数(k)的比值决定，该比值衡量使隔热材料一侧至另一侧的温度上升或下降1℃时通过一平方英尺1英寸厚的隔热材料所传递的热量(以but/小时表示)。厚度越大，k值越小，则材料的隔热性能越好。

4、用于建筑产品的纤维隔热材料需要较低的导热系数，从而成为墙壁和屋顶空腔中的有效隔热体。另外，虽然减轻产品重量通常会对隔热性能产生负面影响，但减轻产品总重量还是希望的。具体地，已经尝试通过减小用于形成纤维隔热产品的纤维直径来减轻产品重量，其中常规的纤维平均直径为约4微米(μm)(1μm等于3.94十万分之一英寸或1.0ht)或更大。

5、但这种纤维直径减小传统上会对特定面积重量和产品厚度下产品的隔热值(r值)产生负面影响。因此，将隔热产品的平均纤维直径减小到小于4μm以前是不现实的，因为这样的产品既不能满足性能要求，又不经济。因此，仍然需要由比4μm更细的纤维形成的隔热产品，这类隔热产品不仅具有热性能，也可以提高总的材料效率。

技术实现思路

1、总发明概念涉及一种平均纤维直径相对较细(如小于3.80μm(15ht))且具有良好空腔保持性的纤维隔热产品。

2、在一个示例性实施方案中，纤维隔热产品包含：多根玻璃纤维；和至少部分涂覆所述纤维的交联的无甲醛粘合剂，其中所述交联的无甲醛粘合剂由基于其总固含量包含5.0-37.0wt％的至少一种具有至少四个羟基基团的单体多元醇的水性粘合剂组合物形成；其中所述纤维上交联的无甲醛粘合剂的量为纤维隔热产品的2-10wt％；其中所述纤维隔热产品的r值为10-54；其中所述玻璃纤维的平均纤维直径小于或等于3.80μm(15ht)；其中所述纤维隔热产品未压缩时的密度为4.80-43.25kg/m3(0.3-2.7pcf)；和其中所述纤维隔热产品单位产品重量的最大失效力(墙壁)为39.2n/kg(4.0lbf/lb)或更大。

3、在一些示例性实施方案中，单位产品重量的最大失效力(墙壁)为43.2n/kg(4.4lbf/lb)或更大。

4、在一些示例性实施方案中，玻璃纤维的平均纤维直径为2.03-3.81μm(8-15ht)。

5、在一些示例性实施方案中，玻璃纤维的平均纤维直径为3.05-3.81μm(12-15ht)。

6、在一些示例性实施方案中，玻璃纤维的平均纤维直径为2.03-3.05μm(8-12ht)。

7、在一些示例性实施方案中，水性粘合剂组合物基于其总固含量还包含至少50.0wt％的含具有至少两个羧酸基团的聚合态多羧酸的交联剂；其中水性粘合剂组合物中羧酸基团与羟基基团的摩尔当量比为0.60/1.0至1.0/0.6。

8、在一些示例性实施方案中，水性粘合剂组合物中羧酸基团与羟基基团的摩尔当量比为0.80/1.0至1.0/0.8。

9、在一些示例性实施方案中，纤维上交联的无甲醛粘合剂的量为纤维隔热产品的3.6-6.3wt％。

10、在一些示例性实施方案中，交联剂为聚丙烯酸。

11、在一些示例性实施方案中，以水性粘合剂组合物的总固含量为基准，交联剂在水性粘合剂组合物的存在量为50.0-85wt％。

12、在一些示例性实施方案中，单体多元醇包含至少5个羟基基团。

13、在一些示例性实施方案中，单体多元醇包括如下一种或多种：糖醇、季戊四醇、伯醇、1,2,4-丁三醇、三羟甲基丙烷、短链烷醇胺和它们的混合物。

14、在一些示例性实施方案中，单体多元醇的数均分子量小于2,000道尔顿。

15、在一些示例性实施方案中，水性粘合剂组合物还包含至少一种具有至少两个羟基基团且数均分子量为至少2,000道尔顿的长链多元醇。

16、在一些示例性实施方案中，长链多元醇选自聚乙烯醇和聚乙酸乙烯酯。

17、在一些示例性实施方案中，以水性粘合剂组合物的总固含量为基准，长链多元醇在粘合剂组合物中的存在量为约2.5-30wt％。

18、在一些示例性实施方案中，水性粘合剂组合物在40％固含量和25℃下的粘度为10-65cp。

19、在一些示例性实施方案中，水性粘合剂组合物在40％固含量和25℃下的粘度为300-500cp。

20、在一些示例性实施方案中，纤维隔热产品的r值为10-16。

21、在一些示例性实施方案中，纤维隔热产品的r值为32-54。

22、在一些示例性实施方案中，纤维上交联的无甲醛粘合剂的量为纤维隔热产品的2-5wt％，纤维隔热产品的r值为16-28，玻璃纤维的平均纤维直径为3.05-3.81μm(12-15ht)，和纤维隔热产品未压缩时的密度为8.0-16.0kg/m3(0.5-1.0pcf)。

23、在一个示例性实施方案中，纤维隔热产品包含：多根玻璃纤维；和至少部分涂覆所述纤维的交联的无甲醛粘合剂，其中所述交联的无甲醛粘合剂由基于其总固含量包含5.0-37.0wt％的至少一种具有至少四个羟基基团的单体多元醇的水性粘合剂组合物形成；其中所述纤维上交联的无甲醛粘合剂的量为纤维隔热产品的2-10wt％；其中所述纤维隔热产品的r值为10-54；其中所述玻璃纤维的平均纤维直径小于或等于3.81μm(15ht)；其中所述纤维隔热产品未压缩时的密度为4.80-43.25kg/m3(0.3-2.7pcf)；和其中所述纤维隔热产品的平均法向力为3781n(850lbf)或更大。

24、在一些示例性实施方案中，纤维隔热产品的最大失效力(屋顶)为2kg或更大。

25、在一些示例性实施方案中，玻璃纤维的平均纤维直径为2.03-3.81μm(8-15ht)。

26、在一些示例性实施方案中，玻璃纤维的平均纤维直径为3.05-3.81μm(12-15ht)。

27、在一些示例性实施方案中，玻璃纤维的平均纤维直径为2.03-3.05μm(8-12ht)。

28、在一些示例性实施方案中，其中以水性粘合剂组合物的总固含量为基准，水性粘合剂组合物还包含至少50.0wt％的含具有至少两个羧酸基团的聚合态多羧酸的交联剂；其中水性粘合剂组合物中羧酸基团与羟基基团的摩尔当量比为0.60/1.0至1.0/0.6。

29、在一些示例性实施方案中，水性粘合剂组合物中羧酸基团与羟基基团的摩尔当量比为0.80/1.0至1.0/0.8。

30、在一些示例性实施方案中，纤维上交联的无甲醛粘合剂的量为纤维隔热产品的3.6-6.3wt％。

31、在一些示例性实施方案中，交联剂为聚丙烯酸。

32、在一些示例性实施方案中，以水性粘合剂组合物的总固含量为基准，交联剂在水性粘合剂组合物中的存在量为50.0-85wt％。

33、在一些示例性实施方案中，单体多元醇包含至少5个羟基基团。

34、在一些示例性实施方案中，单体多元醇包括如下一种或多种：糖醇、季戊四醇、伯醇、1,2,4-丁三醇、三羟甲基丙烷、短链烷醇胺和它们的混合物。

35、在一些示例性实施方案中，单体多元醇的数均分子量小于2,000道尔顿。

36、在一些示例性实施方案中，水性粘合剂组合物还包含至少一种具有至少两个羟基基团且数均分子量为至少2,000道尔顿的长链多元醇。

37、在一些示例性实施方案中，长链多元醇选自聚乙烯醇和聚乙酸乙烯酯。

38、在一些示例性实施方案中，以水性粘合剂组合物的总固含量为基准，所述长链多元醇在粘合剂组合物中的存在量为约2.5-30wt％。

39、在一些示例性实施方案中，水性粘合剂组合物在40％固含量和25℃下的粘度为10-65cp。

40、在一些示例性实施方案中，水性粘合剂组合物在40％固含量和25℃下的粘度为300-500cp。

41、在一些示例性实施方案中，纤维隔热产品的r值为10-16。

42、在一些示例性实施方案中，纤维隔热产品的r值为32-54。

43、在一些示例性实施方案中，纤维上交联的无甲醛粘合剂的量为纤维隔热产品的2-5wt％，纤维隔热产品的r值为16-28，玻璃纤维的平均纤维直径为3.05-3.81μm(12-15ht)，和纤维隔热产品未压缩时的密度为8.0-16.0kg/m3(0.5-1.0pcf)。

44、在结合附图阅读如下各示例性实施方案的描述后，本领域普通技术人员将会更容易理解总发明概念的其它方面和特征。