CN103058526A - 用于干法真空绝热板芯材的玻璃棉及其生产方法 - Google Patents

用于干法真空绝热板芯材的玻璃棉及其生产方法 Download PDF

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秦玉波
吴会国
李振伟
张慧琴
蒋代才
王保安
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Abstract

本发明公开了一种用于干法真空绝热板芯材的玻璃棉及其生产方法,包括以下步骤:将以质量份数计的如下组分混合形成混合料:石英粉:10.0至40.0份,长石:10.0至12.5份,硼砂:9.0至11.0份,方解石:1.5至3.5份,白云石:2.5至7.0份,纯碱:7.0至15.0份,平板玻璃:15.0至60.0份;将混合料加入窑炉的熔化池中进行熔化处理,制得玻璃液;将玻璃液放入漏板、离心盘,送入离心机中进行纺丝,制得玻璃棉。本发明的玻璃棉直接可以制作干法真空绝热板芯材,与湿法生产的绝热板芯材相比,生产流程短、不用加水制成湿浆、不用烘干,提高了生产效率,大大节约了能源,降低了绝热板的价格,有利于市场的大力推广和使用。

Description

用于干法真空绝热板芯材的玻璃棉及其生产方法
技术领域
本发明实施例涉及一种玻璃棉及其生产方法。
背景技术
用超细玻璃棉做芯材的干法真空绝热板是目前已知固体绝热材料中,性价比最好的A级无机不燃材料,在绝热阻隔方面有广阔的应用市场,在国外主要应用于冰箱、冰柜、冷冻集装箱、冻库、医疗保冷设备、自动贩卖机等设施设备上,能够高效便利的达到节能和保冷的效果,在国内,应用尚未广泛,现有有机材料燃烧等级达不到A级,少量的湿法做成的芯材的生产过程,需要加水制浆,再铺板过滤除水,然后脱水,最后高温烘干,含水量降到0.4%以下,再切割而成,生产过程能源消耗大幅度上升。面对日益紧缺的能源需求,节能家电和和节能保冷设施设备是需求的主流,而干法真空绝热板的芯材--超细玻璃棉是实现高效节能和良好保冷、保温效果的最佳介质和载体,是一种质轻、节能、保温、导热系数低的一种A级无机不燃材料。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术的缺陷,提供一种保温隔热效果好的用于干法真空绝热板芯材的玻璃棉及其生产方法。
为解决上述的技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种用于干法真空绝热板芯材的玻璃棉,包含以质量份数计:
SiO2:60至67份,
Al2O3:1至4份,
CaO:4至9份,
MgO:2至4份,
Na2O:15至16份,
K2O:1至2份,
B2O3:4至8份,
所述玻璃棉的叩解度为13至24°SR,直径为2.0至4.0微米。
作为本发明的优选方式,在上述用于干法真空绝热板芯材的玻璃棉中,优选的是,包含以质量分数计:
SiO2:65.30份,
Al2O3:2.92份,
CaO:7.13份,
MgO:2.7份,
Na2O:15份,
K2O:1.5份,
B2O35.45份,
所述玻璃棉的叩解度为19°SR,直径为3.0微米。
一种用于干法真空绝热板芯材的玻璃棉的生产方法,包括以下步骤:
将以质量份数计的如下组分混合形成混合料:
石英粉:10.0至40.0份,
长石:10.0至12.5份,
硼砂:9.0至11.0份,
方解石:1.5至3.5份,
白云石:2.5至7.0份,
纯碱:7.0至15.0份,
平板玻璃:15.0至60.0份;
将混合料加入窑炉的熔化池中进行熔化处理,制得均匀、澄清的玻璃液;
将玻璃液放入漏板、离心盘,离心盘中充满满盘的玻璃液,形成玻璃膜,在气流的作用下进入离心机中进行纺丝,调整喷雾环喷水量的大小,制得直径均匀的玻璃棉;
将玻璃棉送入摇摆桶,调整摇摆桶的摆动频率和摆幅,调整负压风机的风力大小,纺好的玻璃棉将均匀地落到集棉机上。在玻璃棉落到集棉机上时,不能有竖起和成条的玻璃棉纤维,所有的玻璃棉尽可能与集棉机方向一致,将铺好的玻璃棉层切边,卷绕,制成合格的玻璃棉卷,棉卷不抽真空的状态下打包、包装。
作为本发明的优选方式,在上述用于干法真空绝热板芯材的玻璃棉的生产方法中,优选的是,所述混合料中各组分的重量分数为:
石英粉:25.0份,
长石:11.0份,
硼砂:10.0份,
方解石:2.5份,
白云石:5.0份,
纯碱:10.0份,
平板玻璃:46.5份。
作为本发明的优选方式,在上述用于干法真空绝热板芯材的玻璃棉的生产方法中,优选的是,所述混合料的熔化处理包括5个阶段:硅酸盐形成阶段、玻璃液形成阶段、玻璃液澄清阶段、玻璃液均化阶段和玻璃液成纤阶段,
所述硅酸盐形成阶段为:混合料在800℃至1000℃温度下进行固相反应,生成的气体逸出,混合料变为由硅酸盐和二氧化硅组成不透明烧结物,
所述玻璃液形成阶段为:在1200℃至1300℃温度下,硅酸盐与的二氧化硅相互熔化,烧结物变成透明体,此时存在着大量的气泡和条纹,化学组成和性质尚未一致,
所述玻璃液澄清阶段为:在1400℃至1500℃温度下,玻璃液的粘度为9至11pa.s,去除玻璃液的可见气泡,此时玻璃液的粘度降低,玻璃液的可见气泡慢慢溢出玻璃进入炉气,
所述玻璃液均化阶段为:在1350℃至1500℃温度下(此温度范围与澄清阶段的温度一致,或略低于澄清阶段的温度),玻璃液的热运动及相互扩散逐渐降低,条纹也逐渐消失,最后成为镜面,此时玻璃液各处的化学组成和折射率逐渐趋向一致,玻璃液的均化过程在玻璃形成时就已经开始,但主要均化过程是在澄清阶段的后期开始,可以认为澄清与均化同时进行,但均化结束是在澄清阶段结束后才能完成,
所述玻璃液成纤阶段为:将玻璃液的温度冷却到1030℃至1120℃。
作为本发明的优选方式,在上述用于干法真空绝热板芯材的玻璃棉的生产方法中,优选的是,所述硅酸盐形成阶段为:混合料在900℃温度下进行固相反应,
所述玻璃液形成阶段为:在1250℃温度下,硅酸盐与的二氧化硅相互熔化,烧结物变成透明体,
所述玻璃液澄清阶段为:在1450℃温度下,玻璃液的粘度为10pa.s,
所述玻璃液均化阶段为;在1425℃温度下,玻璃液的热运动及相互扩散,条纹逐渐消失,
所述玻璃液冷却阶段为:将玻璃液的温度冷却到1075℃。
作为本发明的优选方式,在上述用于干法真空绝热板芯材的玻璃棉的生产方法中,优选的是,所述纺丝过程为:控制运送玻璃液的通道温度为1140℃至1170℃,控制玻璃液的温度为1030℃至1120℃,控制离心盘的温度为940至980℃,将玻璃液送入旋转的离心机。
作为本发明的优选方式,在上述用于干法真空绝热板芯材的玻璃棉的生产方法中,优选的是,所述纺丝过程为:控制运送玻璃液的通道温度为1155℃,控制玻璃液的温度为1075℃,控制离心盘的温度为960℃,将玻璃液送入旋转的离心机。
本发明的效果和优点如下:
1、本发明的玻璃棉直接可以制作干法真空绝热板芯材,与湿法生产的绝热板芯材相比,生产流程短、不用加水制成湿浆、不用烘干,提高了生产效率,大大节约了能源,降低了绝热板的价格,有利于市场的大力推广和使用;
2、现有的有机保温材料的燃烧性能是B级以下,本发明的玻璃棉是一种质量优异的A级不燃材料;
3、用本发明的玻璃棉制成的绝热板的导热系数可以达到2.0-3.5mw/(m·k),最低可以达到2.0mw/(m·k),与GB13350-2008规定的普通玻璃棉板的导热系数≤33-43mw/(m·k)相比,提高了15-20倍。
具体实施方式
根据本发明的一个实施例,将以质量份数计的如下组分混合形成混合料:
石英粉:39.4份,长石:11.9份,硼砂:9.3份,方解石:3.2份,白云石:6.6份,纯碱:13.6份,平板玻璃:16.0份;
将混合料加入窑炉的熔化池中进行熔化处理,制得均匀、澄清的玻璃液,所述混合料的熔化处理包括5个阶段:硅酸盐形成阶段、玻璃液形成阶段、玻璃液澄清阶段、玻璃液均化阶段和玻璃液成纤阶段,控制硅酸盐形成阶段混合料的温度为1000℃,控制玻璃液形成阶段的温度为1300℃,控制玻璃液澄清阶段的温度为1500℃,玻璃液的粘度为11pa.s,控制玻璃液均化阶段的温度为1500℃,控制玻璃液成纤阶段的温度为1120℃;
控制运送玻璃液的通道温度为1170℃,控制玻璃液的温度为1120℃,控制离心盘的温度为980℃,将玻璃液通过通道放入漏板、离心盘进入离心机中进行纺丝,离心机3000转/分钟,制得玻璃棉;
将玻璃棉送入摇摆桶,控制摇摆桶的摆动频率为23次/分钟,控制负压风机转速为800转/分钟,纺好的玻璃棉将均匀地落到集棉机上。将铺好的玻璃棉层切边,卷绕,制成合格的玻璃棉卷,棉卷不抽真空的状态下打包、包装。
将制得的玻璃棉进行检测(GB/T1549-94钠钙硅铝硼玻璃化学分析方法),包含以质量份数计:
SiO2:66份,
Al2O3:2份,
CaO:4份,
MgO:2份,
Na2O:16份,
K2O:2份,
B2O3:8份,
所述玻璃棉的叩解度为18°SR,直径为3.0微米,玻璃棉中水的质量分数为0.4%,面密度克重极差为8%,玻渣混入率为0.4%,玻璃棉表面平整、均匀、无凹坑、无杂质,手压无脆裂感,有害物质达到欧盟ROUS标准。
根据本发明的一个实施例,将以质量份数计的如下组分混合形成混合料:
石英粉:12.4份,长石:12.0份,硼砂:10.8份,方解石:1.6份,白云石:2.6份,纯碱:7.6份,平板玻璃:53.0份;
将混合料加入窑炉的熔化池中进行熔化处理,制得均匀、澄清的玻璃液,所述混合料的熔化处理包括5个阶段:硅酸盐形成阶段、玻璃液形成阶段、玻璃液澄清阶段、玻璃液均化阶段和玻璃液成纤阶段,控制硅酸盐形成阶段混合料的温度为900℃,控制玻璃液形成阶段的温度为1250℃,控制玻璃液澄清阶段的温度为1450℃,玻璃液的粘度为10pa.s,控制玻璃液均化阶段的温度为1425℃,控制玻璃液成纤阶段的温度为1075℃;
控制运送玻璃液的通道温度为1155℃,控制玻璃液的温度为1075℃,控制离心盘的温度为960℃,将玻璃液通过通道放入漏板、离心盘进入离心机中进行纺丝,离心机转速3200转/分钟,制得玻璃棉;
将玻璃棉送入摇摆桶,控制摇摆桶的摆动频率为25次/分钟,控制负压风机转速1000转/分钟,纺好的玻璃棉将均匀地落到集棉机上。将铺好的玻璃棉层切边,卷绕,制成合格的玻璃棉卷,棉卷不抽真空的状态下打包、包装。
将制得的玻璃棉进行检测(GB/T1549-94钠钙硅铝硼玻璃化学分析方法),包含以质量份数计:
SiO2:65.3份,
Al2O3:2份,
CaO:7份,
MgO:3份,
Na2O:15.5份,
K2O:1份,
B2O3:6份,
所述玻璃棉的叩解度为16°SR,直径为3.5微米,玻璃棉中水的质量分数为0.3%,面密度克重极差为7%,玻渣混入率为0.4%。玻璃棉表面平整、均匀、无凹坑、无杂质,手压无脆裂感,有害物质达到欧盟ROUS标准。
根据本发明的一个实施例,将以质量份数计的如下组分混合形成混合料:
石英粉:36.0份,长石:12.0份,硼砂:9.5份,方解石:3.2份,白云石:6.6份,纯碱:13.6份,平板玻璃:16.0份;
将混合料加入窑炉的熔化池中进行熔化处理,制得均匀、纯净、透明的玻璃液,所述混合料的熔化处理包括5个阶段:硅酸盐形成阶段、玻璃液形成阶段、玻璃液澄清阶段、玻璃液均化阶段和玻璃液成纤阶段,控制硅酸盐形成阶段混合料的温度为1000℃,控制玻璃液形成阶段的温度为1300℃,控制玻璃液澄清阶段的温度为1500℃,玻璃液的粘度为11pa.s,控制玻璃液均化阶段的温度为1500℃,控制玻璃液成纤阶段的温度为1120℃;
控制运送玻璃液的通道温度为1160℃,控制玻璃液的温度为1050℃,控制离心盘的温度为960℃,将玻璃液通过通道放入漏板、离心盘进入离心机中进行纺丝,离心机转速为3000转/分钟,制得玻璃棉;
将玻璃棉送入摇摆桶,控制摇摆桶的摆动频率为15次/分钟,控制负压风机频率1200转/分钟,纺好的玻璃棉将均匀地落到集棉机上。将铺好的玻璃棉层切边,卷绕,制成合格的玻璃棉卷,棉卷不抽真空的状态下打包、包装。
将制得的玻璃棉进行检测(GB/T1549-94钠钙硅铝硼玻璃化学分析方法),包含以质量份数计:
SiO2:61份,
Al2O3:3份,
CaO:8份,
MgO:3份,
Na2O:16份,
K2O:2份,
B2O3:7份,
所述玻璃棉的叩解度为20°SR,直径为3.0微米,玻璃棉中水的质量分数为0.4%,面密度克重极差为8%,玻渣混入率为0.4%,玻璃棉表面平整、均匀、无凹坑、无杂质,手压无脆裂感,有害物质达到欧盟ROUS标准。
在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等,指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说,结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时,所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述,但是,应该理解,本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式,这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说,在本申请公开和权利要求的范围内,可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外,对于本领域技术人员来说,其他的用途也将是明显的。

Claims (8)

1.一种用于干法真空绝热板芯材的玻璃棉,其特征在于,包含以质量份数计:
SiO2:60至67份,
Al2O3:1至4份,
CaO:4至9份,
MgO:2至4份,
Na2O:15至16份,
K2O:1至2份,
B2O3:4至8份,
所述玻璃棉的叩解度为13至24°SR,直径为2.0至4.0微米。
2.根据权利要求1所述用于干法真空绝热板芯材的玻璃棉,其特征在于,包含以质量分数计:
SiO2:65.30份,
Al2O3:2.92份,
CaO:7.13份,
MgO:2.7份,
Na2O:15份,
K2O:1.5份,
B2O3:5.45份,
所述玻璃棉的叩解度为19°SR,直径为3.0微米。
3.根据权利要求1或2所述用于干法真空绝热板芯材的玻璃棉的生产方法,其特征在于,包括以下步骤:
将以质量份数计的如下组分混合形成混合料:
石英粉:10.0至40.0份,
长石:10.0至12.5份,
硼砂:9.0至11.0份,
方解石:1.5至3.5份,
白云石:2.5至7.0份,
纯碱:7.0至15.0份,
平板玻璃:15.0至60.0份;
将混合料加入窑炉的熔化池中进行熔化处理,制得玻璃液;
将玻璃液放入漏板、离心盘,送入离心机中进行纺丝,制得玻璃棉。
4.根据权利要求3所述用于干法真空绝热板芯材的玻璃棉的生产方法,其特征在于,所述混合料中各组分的重量分数为:
石英粉:25.0份,
长石:11.0份,
硼砂:10.0份,
方解石:2.5份,
白云石:5.0份,
纯碱:10.0份,
平板玻璃:46.5份。
5.根据权利要求3或4所述用于干法真空绝热板芯材的玻璃棉的生产方法,其特征在于,所述混合料的熔化处理包括5个阶段:硅酸盐形成阶段、玻璃液形成阶段、玻璃液澄清阶段、玻璃液均化阶段和玻璃液成纤阶段,所述硅酸盐形成阶段为:混合料在800℃至1000℃温度下进行固相反应,生成的气体逸出,混合料变为由硅酸盐和二氧化硅组成不透明烧结物,所述玻璃液形成阶段为:在1200℃至1300℃温度下,硅酸盐与的二氧化硅相互熔化,烧结物变成透明体,
所述玻璃液澄清阶段为:在1400℃至1500℃温度下,玻璃液的粘度为9至11pa.s,去除玻璃液的可见气泡,
所述玻璃液均化阶段为;在1350℃至1500℃温度下,玻璃液成为镜面,所述玻璃液成纤阶段为:将玻璃液的温度冷却到1030℃至1120℃。
6.根据权利要求5所述用于干法真空绝热板芯材的玻璃棉的生产方法,其特征在于,所述硅酸盐形成阶段为:混合料在900℃温度下进行固相反应,所述玻璃液形成阶段为:在1250℃温度下,硅酸盐与的二氧化硅相互熔化,烧结物变成透明体,
所述玻璃液澄清阶段为:在1450℃温度下,玻璃液的粘度为10pa.s,
所述玻璃液均化阶段为:在1425℃温度下,玻璃液的热运动及相互扩散,条纹逐渐消失,
所述玻璃液成纤阶段为:将玻璃液的温度冷却到1075℃。
7.根据权利要求3或4所述用于干法真空绝热板芯材的玻璃棉的生产方法,其特征在于,所述纺丝过程为:控制运送玻璃液的通道温度为1140℃至1170℃,控制玻璃液的温度为1030℃至1120℃,控制离心盘的温度为940至980℃,将玻璃液送入旋转的离心机。
8.根据权利要求7所述用于干法真空绝热板芯材的玻璃棉的生产方法,其特征在于,所述纺丝过程为:控制运送玻璃液的通道温度为1155℃,控制玻璃液的温度为1075℃,控制离心盘的温度为960℃,将玻璃液送入旋转的离心机。
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