CN102826789A - 粉煤灰纤维保温吸声板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种粉煤灰纤维保温吸声板及其制备方法，原料及重量百分比组成为：粉煤灰纤维80.0～94.8wt％，粘结剂3.1～10.0wt％，添加剂2.1～10.0wt％。本发明使用的基材为粉煤灰纤维，其原料为发电厂的工业固体废弃物粉煤灰，所获得的产品，体积密度为350～450kg/m³，降噪系数为0.45～0.65，热阻为0.40～0.60(m²·K)/W，燃烧性能达到A级不燃标准要求，不含甲醛和苯类等对人类和环境有毒有害的物质，可广泛应用于酒店、宾馆、商厦、住宅、写字楼、礼堂、商场、影剧院、地铁、车站、工厂、医院、机场、隧道等室内顶面的吊顶和墙壁的装饰保温。

Description

粉煤灰纤维保温吸声板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种无机纤维防火型保温吸声板材及其制备方法，具体地说涉及一种粉煤灰纤维保温吸声板及其制备方法。

背景技术

近年来，随着人们对生活环境要求条件的不断提高，噪声污染对人们身心健康的危害日益为公众所认识，已成为环境治理过程中备受关注的热点问题。在噪声污染治理过程中，吸声材料的使用是噪声污染治理最实用的措施之一。

目前，市场上出现的各种室内顶面装饰材料一般以铝材、岩棉、碳酸钙或石膏材质的吊顶板为主，但都存在一些缺点：铝材吊顶板表面光滑，视觉效果不好，且成本较高；岩棉吊顶板质轻吸声效果好，但含有植物淀粉或甲醛类致癌物质，损害人体健康；碳酸钙或石膏板防火阻燃性较好，但吸声隔热效果不佳。因此开发新型的环境友好保温吸声材料，提高保温吸声板的综合性能(如提高保温吸声板的强度、减小保温吸声板的容重)和降低成本是保温吸声板的发展方向。

专利文献CN86104350A公开了一种矿物质纤维板的制造方法，以淀粉为粘合剂采用连续湿式抄浆法，结合特殊的压纹和干燥工艺制备得到了矿物质纤维板。然而采用淀粉作为粘合剂压制的板材一般具有容易吸水和霉变的特点。

专利文献CN1385388A提供了一种陶瓷纤维保温板及其制法，其板材主要由陶瓷纤维(40～60wt％)、无机结合剂(20～30wt％)、有机结合剂(0.5～1.5wt％)和添加剂(20～30wt％)组成，然后制浆、机械或手工挤压成型、干燥处理后得到陶瓷纤维保温板。该板材中由于无机纤维含量较少，无机粘合剂含量较多，因而吸声效果不好。

专利文献CN101032829A公开了一种岩棉板条的生产方法，在生产过程中将固化胶水喷洒在矿棉、岩棉纤维上，然后在300℃左右加热固化，能耗较大，主要只用于保温板。

专利文献CN101250039A公开了一种粉煤灰纤维板材的制备技术，主要采用喷涂的方法将丙烯酸类乳液喷在粉煤灰纤维上，热压成型后将防水剂喷洒到粉煤灰纤维板材上，使用市售45～50wt％含固量的丙烯酸酯类乳液，其用量为干态纤维质量的0.5％～3wt％。用这种工艺方法制备的粉煤灰纤维板抗弯曲破坏强度低。

在众多的室内顶面装饰材料中，矿棉吸声板成为了国内建筑装饰行业的首选，它是以矿棉为主体辅以多种其它材料和助剂制成的，但目前该产品中存在许多固有的缺点，如受潮泛黄、下垂、有粉尘污染等。此外现有技术中矿棉吸声板的生产配料中一般添加有玉米淀粉，以达到填充、促粘、增加骨架等作用；有的添加适量的脲醛或含有苯类的粘结剂，以达到增加强度和硬度的目的。但是，添加玉米淀粉的矿棉吸声板中的淀粉吸潮后极易滋生细菌，产生霉变，严重影响其使用寿命；添加脲醛或含有苯类的粘结剂的矿棉吸声板中因含有甲醛或苯类等有机致癌物，会对环境产生污染并损害人体的健康。

发明内容

本发明的目的是提供一种粉煤灰纤维保温吸声板及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明所述的粉煤灰纤维保温吸声板，原料及重量百分比组成为：

粉煤灰纤维    80.0～94.8wt％

粘结剂        3.1～10.0wt％

添加剂        2.1～10.0wt％

优选的为：

粉煤灰纤维    90.0～93.5wt％

粘结剂        4.0～6.0wt％

添加剂        2.5～4.0wt％

所述粉煤灰纤维，可采用ZL 200410018352.6专利公开的技术制备，粉煤灰纤维的直径为1～10μm。

所述粘结剂选自有机粘结剂或无机粘结剂；

所述有机粘结剂为聚醋酸乙烯酯、醋酸乙烯-乙烯共聚物、水性聚氨酯、聚乙烯醇或水基环氧树脂等聚合物中的一种或两种；

所述无机粘结剂为水玻璃、磷酸铝或磷酸氢铝中的一种或两种；

水玻璃的模数为2.0～4.0，优选为3.0～3.5；

无机粘结剂优选磷酸铝；

所述添加剂为防水剂或表面活性剂等中的一种或两种；

防水剂优选为水性石蜡乳液或硬脂酸钙；

表面活性优选为季铵盐型阳离子表面活性剂型、聚丙烯酰胺型阳离子表面活性剂或甜菜碱型两性表面活性剂中的一种或两种；

本发明所述的粉煤灰纤维保温吸声板的板制备方法，包括如下步骤：

(1)将粉煤灰纤维与水混合分散，加入粘结剂和添加剂，分散调制成浆体，其中粉煤灰纤维的质量浓度为0.6～2.5％；

(2)将浆体浇注到模具中，采用机械挤压成型法或手工成型制成湿坯；

(3)湿坯自然干燥或在干燥箱中加热干燥处理，使制品内部粘结剂胶凝、硬化，得到粉煤灰纤维保温吸声板。

本发明所制备的粉煤灰纤维保温吸声板，各项性能指标均达到相关标准(参照JC/T 670-2005《矿物棉装饰吸声板》)，具体技术指标见表1。

表1本发明的粉煤灰纤维保温吸声板与现有性能主要指标

本发明的优点和有益效果：

(1)本发明制备的粉煤灰纤维保温吸声板所使用的基材为粉煤灰纤维，其原料为发电厂的工业固体废弃物粉煤灰。

(2)本发明所制备的粉煤灰纤维保温吸声板具有质轻的特点，其体积密度为350～450kg/m³。

(3)本发明所制备的粉煤灰纤维保温吸声板具有良好的吸声效果，降噪系数为0.45～0.65。

(4)本发明所制备的粉煤灰纤维保温吸声板具有较好的保温性能，热阻为0.40～0.60(m²·K)/W。

(5)本发明所制备的粉煤灰纤维保温吸声板为防火型材料，燃烧性能达到A级不燃标准要求。

(6)本发明所制备的粉煤灰纤维保温吸声板中不含甲醛和苯类等对人类和环境有毒有害的物质，符合国家对材料质量的绿色环保的要求。

本发明所制备的粉煤灰纤维保温吸声板具有质轻、防火阻燃、隔热保温、吸声隔音、绿色环保的特点，可广泛应用于酒店、宾馆、商厦、住宅、写字楼、礼堂、商场、影剧院、地铁、车站、工厂、医院、机场、隧道等室内顶面的吊顶和墙壁的装饰保温。

具体实施方式

实施例中，如无特别说明，含量均为质量含量。

实施例中，各个乳液，如聚醋酸乙烯酯乳液的百分比，均以干基为基准，即扣除其中的水份后的聚醋酸乙烯酯树脂的用量。

实施例1

粉煤灰纤维                        92.0wt％

聚醋酸乙烯酯乳液(固含量48wt％)    5.0wt％

水性石蜡乳液(固含量30wt％)        3.0wt％

将粉煤灰纤维配制成浓度为2wt％的水性浆料，然后加入聚醋酸乙烯酯乳液和水性石蜡乳液，搅拌分散均匀后将其浇注到模具中，挤压除去多余的水份，得到湿坯，自然干燥，得到粉煤灰纤维保温吸声板。粉煤灰纤维保温吸声板经切割去边、刨面、喷涂、烘干等程序后，得到粉煤灰纤维保温吸声板。

其体积密度、弯曲破坏载荷、降噪系数、热阻、燃烧性能均参照JC/T670-2005标准进行测试，结果为：体积密度350kg/m³，弯曲破坏载荷80N，降噪系数0.60，热阻0.60(m²·K)/W，燃烧性能A级不燃。

实施例2

粉煤灰纤维                                  93.5wt％

醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液(固含量55wt％)      4.0wt％

聚丙烯酰胺阳离子表面活性剂(阳离子度40％)    2.5wt％

将粉煤灰纤维配制成浓度为1.5wt％的水性浆料，然后加入醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液和聚丙烯酰胺阳离子表面活性剂，搅拌分散均匀后将其浇注到模具中，挤压除去多余的水份，得到湿坯。在干燥过程中对湿坯板进行压花等处理，干燥后即可得到粉煤灰纤维保温吸声板。其体积密度、弯曲破坏载荷、降噪系数、热阻、燃烧性能均参照JC/T 670-2005标准进行测试，结果为：体积密度380kg/m³，弯曲破坏载荷82N，降噪系数0.45，热阻0.55(m²·K)/W，燃烧性能A级不燃。

实施例3

粉煤灰纤维                  87.9wt％

水性聚氨酯(固含量35wt％)    10.0wt％

十二烷基二甲基甜菜碱        2.1wt％

将粉煤灰纤维配制成浓度为2.5wt％的水性浆料，然后加入水性聚氨酯(固含量35wt％)，并加入十二烷基二甲基甜菜碱，搅拌分散均匀后将其浇注到模具中，压制成型，自然干燥后经切割去边、刨面、喷涂、烘干等程序，最后得到粉煤灰纤维保温吸声板。其体积密度、弯曲破坏载荷、降噪系数、热阻、燃烧性能均参照JC/T 670-2005标准进行测试，结果为：体积密度400kg/m³，弯曲破坏载荷85N，降噪系数0.65，热阻0.55(m²·K)/W，燃烧性能A级不燃。

实施例4

粉煤灰纤维         90.0wt％

水玻璃(模数3.0)    5.0wt％

硬脂酸钙           5.0wt％

将粉煤灰纤维配制成浓度为1.5wt％的水性浆料，然后加入水玻璃(模数3.0)和硬脂酸钙，加热至70℃左右搅拌分散均匀后将其浇注到模具中，挤压除去多余的水份，然后将其放入150℃的烘箱中干燥，经切割去边、刨面、喷涂、烘干等程序后，得到粉煤灰纤维保温吸声板。其体积密度、弯曲破坏载荷、降噪系数、热阻、燃烧性能均参照JC/T 670-2005标准进行测试，结果为：体积密度450kg/m³，弯曲破坏载荷80N，降噪系数0.55，热阻0.45(m²·K)/W，燃烧性能A级不燃。

实施例5

粉煤灰纤维                    91.0wt％

水玻璃(模数3.5)               6.0wt％

水性石蜡乳液(固含量40wt％)    3.0wt％

将粉煤灰纤维配制成浓度为2wt％的水性浆料，然后加入水玻璃(模数3.5)和水性石蜡乳液(固含量40wt％)，搅拌分散均匀后将其浇注到模具中，挤压除去多余的水份，自然干燥后经切割去边、刨面、喷涂、烘干等程序，即可得到粉煤灰纤维吸声板。其体积密度、弯曲破坏载荷、降噪系数、热阻、燃烧性能均参照JC/T 670-2005标准进行测试，结果为：体积密度420kg/m³，弯曲破坏载荷85N，降噪系数0.50，热阻0.50(m²·K)/W，燃烧性能A级不燃。

实施例6

将粉煤灰纤维配制成浓度为1wt％的水性浆料，然后加入磷酸铝、水玻璃(模数3.2)和硬脂酸钙，加热至75℃左右搅拌分散均匀后将其浇注到模具中，挤压除去多余的水份，然后将其放入150℃的烘箱中干燥，经切割去边后即得到粉煤灰纤维保温吸声板。其体积密度、弯曲破坏载荷、降噪系数、热阻、燃烧性能均参照JC/T 670-2005标准进行测试，结果为：体积密度450kg/m³，弯曲破坏载荷81N，降噪系数0.45，热阻0.40(m²·K)/W，燃烧性能A级不燃。

实施例7

将粉煤灰纤维配制成浓度为1.5wt％的水性浆料，然后加入聚乙烯醇(平均聚合度1788)、十六烷基三甲基氯化铵和水性石蜡乳液(固含量35wt％)，搅拌分散均匀后将其浇注到模具中，挤压除去多余的水份，自然干燥后经切割去边后即得到具有装饰功能的粉煤灰纤维保温吸声板。其体积密度、弯曲破坏载荷、降噪系数、热阻、燃烧性能均参照JC/T 670-2005标准进行测试，结果为：体积密度390kg/m³，弯曲破坏载荷80N，降噪系数0.45，热阻0.55(m²·K)/W，燃烧性能A级不燃。

实施例8

粉煤灰纤维                    94.8wt％

水基环氧胶                    3.1wt％

水性石蜡乳液(固含量40wt％)    2.1wt％

将粉煤灰纤维配制成浓度为2wt％的水性浆料，然后加入水基环氧胶(固含量45wt％)和水性石蜡乳液(固含量40wt％)，搅拌分散均匀后将其浇注到模具中，挤压除去多余的水份，150℃干燥后经切割去边、刨面、喷涂、烘干等程序，即可得到粉煤灰纤维吸声板。其体积密度、弯曲破坏载荷、降噪系数、热阻、燃烧性能均参照JC/T 670-2005标准进行测试，结果为：体积密度440kg/m³，弯曲破坏载荷83N，降噪系数0.55，热阻0.50(m²·K)/W，燃烧性能A级不燃。

实施例9

将粉煤灰纤维配制成浓度为1wt％的水性浆料，然后加入磷酸铝、硬脂酸钙和水性石蜡乳液(固含量30wt％)，加热至80℃左右搅拌分散均匀后将其浇注到模具中，挤压除去多余的水份，然后将其放入150℃的烘箱中干燥，经切割去边后即得到粉煤灰纤维保温吸声板。

其体积密度、弯曲破坏载荷、降噪系数、热阻、燃烧性能均参照JC/T670-2005标准进行测试，结果为：体积密度450kg/m³，弯曲破坏载荷85N，降噪系数0.45，热阻0.45(m²·K)/W，燃烧性能A级不燃。

Claims (9)

1.粉煤灰纤维保温吸声板，其特征在于，原料及重量百分比组成为：

粉煤灰纤维    80.0～94.8wt％

粘结剂        3.1～10.0wt％

添加剂        2.1～10.0wt％。

2.根据权利要求1所述的煤灰纤维保温吸声板，其特征在于，原料及重量百分比组成为：

粉煤灰纤维    90.0～93.5wt％

粘结剂        4.0～6.0wt％

添加剂        2.5～4.0wt％。

3.根据权利要求1或2所述的煤灰纤维保温吸声板，其特征在于，所述粉煤灰纤维直径为1～10μm。

4.根据权利要求3所述的煤灰纤维保温吸声板，其特征在于，所述粘结剂选自有机粘结剂或无机粘结剂；

所述有机粘结剂为聚醋酸乙烯酯、醋酸乙烯-乙烯共聚物、水性聚氨酯、聚乙烯醇或水基环氧树脂等聚合物中的一种或两种；

所述无机粘结剂为水玻璃、磷酸铝或磷酸氢铝中的一种或两种；

所述添加剂为防水剂或表面活性剂中的一种或两种。

5.根据权利要求4所述的煤灰纤维保温吸声板，其特征在于，水玻璃的模数为2.0～4.0.。

6.根据权利要求5所述的煤灰纤维保温吸声板，其特征在于，水玻璃的模数为3.0～3.5。

7.根据权利要求4所述的煤灰纤维保温吸声板，其特征在于，防水剂为水性石蜡乳液或硬脂酸钙；

表面活性剂为季铵盐型阳离子表面活性剂型、聚丙烯酰胺型阳离子表面活性剂或甜菜碱型两性表面活性剂中的一种或两种。

8.权利要求1～7任一项所述的粉煤灰纤维保温吸声板的板制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将粉煤灰纤维与水混合分散，加入粘结剂和添加剂，分散调制成浆体；

(2)将浆体浇注到模具中，采用机械挤压成型法或手工成型制成湿坯；

(3)湿坯自然干燥或在干燥箱中加热干燥处理，使制品内部粘结剂胶凝、硬化，得到粉煤灰纤维保温吸声板。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(1)浆体中，粉煤灰纤维的质量浓度为0.6～2.5wt％。