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湿法硅酸铝纤维纸专用胶粘剂的制备及应用

作　者: 李全朋
导　师: 赵传山
学　校: 山东轻工业学院
专　业: 制浆造纸工程
关键词: 硅酸铝纤维胶粘剂造纸 PVA纤维隔热机理
分类号: TS727
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

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氢二钠的用量为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,使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,在这里我们可以把这种气仓看成是闭气孔,这种闭气孔降低了空气的对流传热,一定程度上提高了硅酸铝纤维纸的隔热性能。

全文目录

摘要  8-10
ABSTRACT  10-12
第1章绪论  12-26
  1.1 特种纸和功能纸的发展  12
  1.2 国内外保温隔热材料的发展现状  12-15
    1.2.1 保温材料的分类  12-14
    1.2.2 隔热材料发展趋势  14-15
  1.3 硅酸铝纤维的发展现状和趋势  15-17
    1.3.1 硅酸铝纤维的制备方法及类型  15-16
    1.3.2 硅酸铝纤维制品的发展  16
    1.3.3 硅酸铝纤维纸的发展  16-17
  1.4 胶粘剂的发展现状  17-25
    1.4.1 胶粘剂的工作原理和性质  17-18
    1.4.2 胶粘剂的分类  18-22
    1.4.3 耐高温胶粘剂的发展  22-23
    1.4.4 胶粘剂的化学结合力及原理  23-25
  1.5 论文研究目的、意义及内容  25-26
    1.5.1 论文研究目的、意义  25
    1.5.2 主要研究内容  25-26
第2章硅酸铝纤维纸胶粘剂的选用及复配的研究  26-40
  2.1 引言  26-28
  2.2 实验部分  28-29
    2.2.1 实验原料  28
    2.2.2 实验方法  28-29
  2.3 结果与讨论  29-38
    2.3.1 硅酸铝纤维的检测分析  29-30
    2.3.2 胶粘剂耐温性能的比较  30-31
    2.3.3 胶粘剂增强性能的比较  31-33
    2.3.4 有机与有机胶粘剂的复配  33-36
    2.3.5 无机与无机胶粘剂的复配  36-37
    2.3.6 无机与有机胶粘剂的复配  37-38
  2.4 本章小结  38-40
第3章无机胶粘剂改性的研究  40-49
  3.1 引言  40
  3.2 实验部分  40-41
    3.2.1 实验原料与仪器  40
    3.2.2 实验方法  40-41
  3.3 结果与讨论  41-47
    3.3.1 磷酸氢二钠对水玻璃的改性研究  41-44
    3.3.2 四硼酸钠对水玻璃的改性研究  44-46
    3.3.3 改性无机胶粘剂效果检测  46-47
  3.4 本章小结  47-49
第4章改性有机胶粘剂的制备  49-60
  4.1 引言  49-51
    4.1.1 酚醛树脂的特点及应用  49-50
    4.1.2 酚醛树脂的耐温性能  50
    4.1.3 硼酸改性酚醛树脂的原理  50-51
  4.2 实验部分  51-52
    4.2.1 实验原料及仪器  51
    4.2.2 硼酸改性酚醛树脂的制备方法  51-52
  4.3 结果与讨论  52-58
    4.3.1 硼改性酚醛树脂的制备条件的探讨  52-53
    4.3.2 硼改性酚醛树脂溶解性的检测  53
    4.3.3 硼酸改性酚醛树脂改性效果的检测  53-57
    4.3.4 硼酸改性酚醛树脂的检测分析  57-58
  4.4 本章小结  58-60
第5章硅酸铝纤维纸固体胶粘剂的研究  60-71
  5.1 引言  60-62
    5.1.1 PVA 纤维的性能及特点  60
    5.1.2 PVA 纤维的应用  60-61
    5.1.3 PVA 纤维的发展前景  61
    5.1.4 PVA 纤维的技术指标  61-62
  5.2 实验部分  62
    5.2.1 实验原料及仪器  62
    5.2.2 实验步骤  62
  5.3 结果与讨论  62-69
    5.3.1 PVA 纤维对硅酸铝纤维纸张的影响  62-65
    5.3.2 PVA 纤维与有机胶粘剂的复配对硅酸铝纤维纸张的影响  65-66
    5.3.3 PVA 纤维与无机胶粘剂的复配对硅酸铝纤维纸张的影响  66-68
    5.3.4 PVA 纤维与胶粘剂复配的性能检测  68-69
  5.4 本章小结  69-71
第6章不同产品胶粘剂配方的设计  71-77
  6.1 引言  71-72
  6.2 实验部分  72
    6.2.1 实验原料及仪器  72
    6.2.2 实验步骤  72
  6.3 结果与讨论  72-76
    6.3.1 保温杯隔热纸胶粘剂配方的设计  72-73
    6.3.2 加湿器隔热纸胶粘剂配方的设计  73
    6.3.3 高温炉衬隔热材料胶粘剂配方的设计  73-74
    6.3.4 胶粘剂对硅酸铝纤维纸隔热性能的影响  74-76
  6.4 本章小结  76-77
第7章全文结论及创新之处  77-81
  7.1 全文结论  77-79
    7.1.1 胶粘剂的选用及复配  77
    7.1.2 无机胶粘剂的改性  77-78
    7.1.3 改性有机胶粘剂的制备  78
    7.1.4 固体胶粘剂的应用  78-79
    7.1.5 胶粘剂的配方设计  79
  7.2 论文创新之处  79-80
  7.3 需进一步研究之处  80-81
参考文献  81-87
致谢  87-88
发表的文章  88

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