CN103469906A - 保温材料及其制造方法和墙体结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种保温材料，其中，该保温材料包括互相粘结的玄武岩纤维，且所述玄武岩纤维之间存在空隙。本发明还提供一种包括所述保温材料的墙体结构和所述保温材料的制造方法。由于玄武岩纤维之间存在空隙，因此玄武岩纤维具有较轻的重量，当所述保温材料用于建筑物的墙体保温时，可以很容易地安装在建筑物的墙体上。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料，具体地，涉及一种保温材料以及该制造材料的制造方法和一种包括所述保温材料的墙体结构。
背景技术
为了节约能源，通常在建筑物的墙体上增设一层导热系数较低的保温材料。常用的保温材料为岩棉板、玻璃纤维毡等。岩棉板由玄武岩纤维、岩棉纤维等无机纤维采用粘结剂粘结够压实形成，而玻璃纤维毡则是由玻璃纤维压实形成，所以无论是岩棉板还是玻璃纤维毡都具有较大的重量，不易于安装。
因此，如何提供一种易于安装的保温材料成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于保温材料、一种包括该保温材料的墙体结构和所述保温材料的制造方法，所述保温材料具有较轻的重量以及较好的保温性能，可以容易地安装在建筑物的墙体上。
作为本发明的一个方面，提供一种保温材料，其中，该保温材料包括互相粘结的玄武岩纤维，且所述玄武岩纤维之间存在空隙。
优选地，所述保温材料的密度在13kg/m3至17kg/m3之间。
优选地，所述保温材料还包括粘结纤维，所述粘结纤维将所述玄武岩纤维粘结在一起。
优选地，所述玄武岩纤维的重量百分比为50%至90%。
优选地，所述玄武岩纤维的重量百分比为70%至90%。
作为本发明的另一个方面，提供一种墙体结构，其中，该墙体结构包括由内而外依次设置的墙体主体、保温层和封闭层，所述保温层由本发明书所提供的上述保温材料制成。
优选地一种保温材料的制造方法，其中，该制造方法包括：
S1、制备保温材料的前驱体，该前驱体中包含玄武岩纤维；
S2、使所述前驱体中的所述玄武岩纤维粘结在一起，以获得所述保温材料，且所述玄武岩纤维之间存在空隙。
优选地，所述步骤S1包括：
S11、将所述玄武岩纤维与粘结纤维均匀混合；
S12、将所述玄武岩纤维与所述粘结纤维的均匀混合物气流成网，以获得所述前驱体。
优选地，在所述前驱体中，所述玄武岩纤维的重量百分比为50%至90%，所述粘结纤维的重量百分比为10%至50%。
优选地，每根所述玄武岩纤维的直径在10μm至20μm之间；和/或每根所述玄武岩纤维的长度在30mm至70mm之间。
优选地，所述粘结纤维包括芯层和包覆该芯层的皮层，所述皮层的熔点低于所述芯层的熔点。
优选地，所述粘结纤维的皮层包括聚乙烯，所述粘结纤维的芯层包括聚丙烯；或者所述粘结纤维的芯层包括聚对苯二甲酸乙二酯，所述粘结纤维的皮层包括聚乙烯。
优选地，每根所述粘结纤维的直径在10μm至20μm之间；和/或每根所述粘结纤维的长度在30mm至70mm之间。
优选地，所述步骤S11包括：
S111、将所述玄武岩纤维与所述粘结纤维粗开松，以使所述玄武岩纤维和所述粘结纤微初步混合；
S112、对所述玄武岩纤维与所述粘结纤维的初步混合物进行精开松，以使所述玄武岩纤维与所述粘结纤维混合均匀。
优选地，所述步骤S12包括将所述步骤S112后得到的所述玄武岩纤维与所述粘结纤维的均匀混合物喂入气流成网机，以获得所述前驱体。
优选地，所述步骤S2包括对所述前驱体加热，以使所述粘结纤维的皮层融化，从而将所述玄武岩纤维粘结在一起。
优选地，在所述步骤S2中，对所述前驱体的加热温度低于所述芯层的熔点。
由于玄武岩纤维之间存在空隙，因此玄武岩纤维具有较轻的重量，当所述保温材料用于建筑物的墙体保温时，可以很容易地安装在建筑物的墙体上。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明所提供的保温材料的制造方法的流程图；
图2是图1中所示的制造方法中的步骤S1的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
作为本发明的一个方面，提供一种保温材料，其中，该保温材料包括互相粘结的玄武岩纤维，且所述玄武岩纤维之间存在空隙。
由于玄武岩纤维之间存在空隙，因此玄武岩纤维具有较轻的重量，当所述保温材料用于建筑物的墙体保温时，可以很容易地安装在建筑物的墙体上。
当将保温材料设置在墙体外侧用作保温层时，需要在保温材料的外侧设置一层封闭层。玄武岩纤维本身具有阻燃和保温的作用，而被封闭层封闭在所述保温材料内的空隙中的空气仍然可以起到保温的作用，因此，本发明所提供的保温材料具有较好的保温性能。
应当理解的是，此处所述的“玄武岩纤维之间存在空隙”是指玄武岩纤维之间存在稳定的三维多孔结构，即，所述空隙具有三维方向的尺寸。
此外，由于玄武岩纤维互相粘结在一起，从而减少了在安装玄武岩纤维时产生的无机粉尘的量，在一定程度上提高了安装工人的操作安全性。
优选地，所述保温材料的密度在13kg/m3至17kg/m3之间。并且，所述保温材料的克重在400克每平方米至500克每平方米之间。而由玄武岩纤维压制而成的岩棉板的密度为150kg/m3至180kg/m3，由此可知，本发明所提供的保温材料自重非常小，非常有利于安装。
在本发明中，可以通过各种形式的粘结剂将玄武岩纤维粘结在一起，只要可以确保玄武岩纤维之间的空隙即可。优选地，所述保温材料还可以包括粘结纤维，所述粘结纤维将所述玄武岩纤维粘结在一起。粘结纤维具有在空间内连接多根玄武岩纤维的作用，从而可以更好地确保玄武岩纤维之间的空隙。
为了确保所述保温材料的阻燃性能，优选地，所述玄武岩纤维的重量百分比可以为50%至99%。
进一步优选地，所述玄武岩纤维的重量百分比可以为70%至99%。
作为本发明的另一个方面，提供一种墙体结构，其中该墙体结构包括由内而外依次设置的墙体主体、保温层和封闭层，所述保温层由本发明所提供的上述保温材料制成。
应当理解的是，此处用到的方位词“内外”是指使用所述墙体结构的建筑物的“内外”。
保温层设置在墙体主体和封闭层组成的空间内，从而防止了保温材料内的空气的流动，使得玄武岩纤维和玄武岩纤维之间的空隙内充满的空气可以共同起到保温的作用。
在本发明中，所述封闭层可以为混凝土层，可以利用混凝土的粘结作用将封闭层设置在保温层的外侧。同样地，可以利用混凝土将所述保温层粘结在所述墙体主体上。
作为本发明的另一个方面，提供一种保温材料的制造方法，其中，该制造方法包括：
S1、制备保温材料的前驱体，该前驱体中包含玄武岩纤维；
S2、使所述前驱体中的所述玄武岩纤维粘结在一起，以获得所述保温材料，且所述玄武岩纤维之间存在空隙。
在本发明所提供的制造方法中，既可以在步骤S1中形成玄武岩纤维之间的空隙（即，在所述前驱体中，玄武岩纤维之间已经形成有空隙），也可以在步骤S2中形成所述玄武岩纤维之间的空隙。例如，可以在粘结玄武岩纤维的粘结剂中添加发泡剂，通过发泡形成玄武岩纤维之间的空隙。
在本发明中，对粘结玄武岩纤维的粘结剂并没有特殊的要求，只要可以将玄武岩纤维粘结在一起，并保证玄武岩纤维之间的间隙即可。
作为本发明的一种实施方式，可以利用粘结纤维将玄武岩纤维粘结在一起，此处的粘结纤维不仅起到了粘结剂的作用，而且还起到了支撑玄武岩纤维、使玄武岩纤维之间形成空隙的作用。在这种情况下，所述步骤S1可以包括：
S11、将所述玄武岩纤维与粘结纤维均匀混合；
S12、使所述玄武岩纤维与所述粘结纤维的均匀混合物气流成网，以获得所述前驱体。
应当理解的是，可以利用气流成网机完成步骤S12。将均匀混合的玄武岩纤维与粘结纤维喂入气流成网机中进行气流成网。如上文中所述，经步骤S12气流成网形成的前驱体中，玄武岩纤维之间形成三维的空隙。
经过气流成网机的前驱体更加蓬松，并且已经具有了所述保温材料的初步形态（即，已经具有一定的长度、宽度和厚度）。由于前驱体的尺寸与最终的保温材料形状几乎相同，因此，可以利用烘箱对所述前驱体进行加热。
优选地，在所述前驱体中，所述玄武岩纤维的重量百分比为50%至90%，所述粘结纤维的重量百分比为10%至50%。玄武岩含量越多，则阻燃性以及保温性越好，粘结纤维越多，则最终获得的所述保温材料的强度越大。
应当理解的是，利用粘结纤维作为粘结剂时，需要在步骤S2中对所述前驱体进行加热，以使所述粘结纤维的表层融化，从而将玄武岩纤维粘结在一起。
此处，所述粘结纤维可以是聚对苯二甲酸乙二酯纤维、聚乳酸纤维等熔点低于130℃的低熔点纤维。
通常，每根玄武岩纤维的直径可以在10μm至20μm之间；和/或每根所述玄武岩纤维的长度可以在30mm至70mm之间。
如上文中所述，在利用粘结纤维作为粘结剂时，该粘结纤维的表层融化，芯部并未融化，从而既可以将玄武岩纤维粘结在一起，又可以支撑玄武岩纤维，使玄武岩纤维之间形成空隙。
为了实现上述目的，优选地，所述粘结纤维可以包括芯层和包覆该芯层的皮层，所述皮层的熔点低于所述芯层的熔点。
进行步骤S2时的加热温度高于所述皮层的熔点，低于所述芯层的熔点。
所述粘结纤维的皮层包括聚乙烯，所述粘结纤维的芯层包括聚丙烯（所述粘结纤维可以为聚乙烯/聚丙烯双组份ES纤维）；或者所述粘结纤维的芯层包括聚对苯二甲酸乙二酯，所述粘结纤维的皮层包括聚乙烯。再或者，所述粘结纤维的皮层包括低熔点聚对苯二甲酸乙二酯，所述粘结纤维的芯层包括聚对苯二甲酸乙二酯。
为了起到更好的支撑玄武岩纤维的作用，每根所述粘结纤维的直径在10μm至20μm之间；和/或每根所述粘结纤维的长度在30mm至70mm之间。粘结纤维的长度与玄武岩纤维的长度近似，从而可以确保粘结纤维在玄武岩纤维之间形成足够的空隙。
为了将所述粘结纤维与所述玄武岩纤维混合均匀，优选地，所述步骤S11可以包括：
S111、将所述玄武岩纤维与所述粘结纤维粗开松，以使所述玄武岩纤维与所述粘结纤维初步混合；
S112、对所述玄武岩纤维与所述粘结纤维的初步混合物进行精开松，以使所述玄武岩纤维与所述粘结纤维混合均匀。
可以利用开松机进行所述步骤S111，因此步骤S111也可以被称作粗开松的步骤。通常，可商购获得的玄武岩纤维中，多根玄武岩纤维互相粘结成束，可商购获得的粘结用纤维中，多根粘结纤维粘结成束。进行步骤S111的目的在于将成束的玄武岩纤维和成束的粘结纤维开松成较小的纤维束，并使玄武岩纤维和粘结纤维初步混合，并去除玄武岩纤维或粘结用纤维中存在的杂质。在步骤S111中，开松辊的频率可以设置在30Hz至40Hz之间。
进行步骤S112的目的在于使初步混合的玄武岩纤维和粘结纤维混合更加均匀。在步骤S112中，开松辊频率可以设置在40HZ至50HZ的范围内。经过步骤S111和步骤S112之后的玄武岩纤维以及粘结纤维的混合物中，在玄武岩纤维之间已经存在了间隙。
在所述步骤S2中，可以将所述前驱体放入烘箱中，向所述前驱体吹送热风，使得粘结纤维的皮层融化，以将玄武岩纤维粘结在一起，形成所述保温材料。
如上文中所述，在所述步骤S2中，对所述前驱体的加热温度低于所述芯层的熔点。
将前驱体送入烘箱中，向烘箱内吹入热风，利用热风的温度融化粘结纤维的皮层温度，最终可以获得所述保温材料。可以根据前驱体的尺寸选择烘箱的长度以及热风的线速度，根据前驱体中粘结纤维的皮层熔点选择热风的温度。如上文中所述，热风的温度应当高于粘结纤维的皮层熔点而低于粘结纤维的芯层熔点。
经过步骤S2之后，可以根据所需幅宽进行分切卷绕。
实施例1
称取1.5kg规格为10μm×60mm的玄武岩纤维和1.5kg规格为10μm×51mm的聚对苯二甲酸乙二酯/低熔点聚对苯二甲酸乙二酯双组份ES纤维（即，粘结纤维的皮层为低熔点聚对苯二甲酸乙二酯，芯层为聚对苯二甲酸乙二酯）作为粘结纤维。
将玄武岩纤维和粘结纤维混合后利用开松机进行粗开松，开松辊频率为30Hz，以获得玄武岩纤维和粘结纤维的初步混合。利用精开松机对所述初步混合物进行精开松，开松辊频率为50Hz，获得玄武岩纤维与粘结纤维的均匀混合物。将所述均匀混合物喂入气流成网机中进行气流成网，得到保温材料的前驱体。其中，气流成网机的喂入辊转速为0.3m/min，气流成网机的开松刺辊的转速为1300r/min，气流成网机的气流风机转速为1800r/min，得到的前驱体的厚度为30mm。将前驱体放入长度为8m的烘箱内，吹入130℃的热风，热风的线速度为2m/min，得到保温材料。此时材料的密度为13.4kg/m3。
根据GB/T1104-2008测得50cm×50cm×3mm的所述保温材料的导热系数为0.0457W/m*k，热阻为0.657m2*k/W，根据GB8624-1997测试获得所述保温材料煅烧后的重量残留为55%。由此可知，所述保温材料具有良好的保温性能和良好的阻燃性能。
实施例2
称取2.1kg规格为15μm×60mm的玄武岩纤维，0.8kg规格为15μm×51mm聚对苯二甲酸乙二酯/聚乙烯双组份纤维作为粘结纤维（即，粘结纤维的皮层为聚乙烯，芯层为聚对苯二甲酸乙二酯），按照实施例1中的方法制备保温材料，此时所述保温材料的密度为14.8kg/m3，不同之处在于，粗开松时开松机的开松辊的频率为35Hz，精开松时开松机的开松辊的频率为40Hz。按照实施例1中的测试方法测得50cm×50cm×3mm的所述保温材料的导热系数为0.0399W/m*k，热阻为0.657m2*k/W，煅烧后的重量残留为78%。
实施例3
称取2.7kg规格为20μm×60mm的玄武岩纤维，0.3kg规格为20μm×51mm聚丙烯/聚乙烯双组份纤维（即，粘结纤维的皮层为聚乙烯，芯层为聚丙烯）作为粘结纤维，按照实施例1中的方法制备保温材料，此时所述保温材料的密度为16.7kg/m3，不同之处在于，粗开松时开松机的开松辊的频率为40Hz，精开松时开松机的开松辊的频率为35Hz。按照实施例1中的测试方法测得50cm×50cm×3mm的所述保温材料的导热系数为0.0399W/m*k，热阻为0.657m2*k/W，煅烧后的重量残留为78%。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (16)
1.一种保温材料，其特征在于，该保温材料包括互相粘结的玄武岩纤维，且所述玄武岩纤维之间存在空隙。
2.根据权利要求1所述的保温材料，其特征在于，所述保温材料的密度在13kg/m3至17kg/m3之间。
3.根据权利要求1所述的保温材料，其特征在于，所述保温材料还包括粘结纤维，所述粘结纤维将所述玄武岩纤维粘结在一起。
4.根据权利要求3所述的保温材料，其特征在于，所述玄武岩纤维的重量百分比为50%至90%。
5.根据权利要求4所述的保温材料，其特征在于，所述玄武岩纤维的重量百分比为70%至90%。
6.一种墙体结构，其特征在于，该墙体结构包括由内而外依次设置的墙体主体、保温层和封闭层，所述保温层由权利要求1至5中任意一项所述的保温材料制成。
7.一种保温材料的制造方法，其特征在于，该制造方法包括：
S1、制备保温材料的前驱体，该前驱体中包含玄武岩纤维；
S2、使所述前驱体中的所述玄武岩纤维粘结在一起，以获得所述保温材料，且所述玄武岩纤维之间存在空隙。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
S11、将所述玄武岩纤维与粘结纤维均匀混合；
S12、使所述玄武岩纤维与所述粘结纤维的均匀混合物气流成网，以获得所述前驱体。
9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，在所述前驱体中，所述玄武岩纤维的重量百分比为50%至90%，所述粘结纤维的重量百分比为10%至50%。
10.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，每根所述玄武岩纤维的直径在10μm至20μm之间；和/或每根所述玄武岩纤维的长度在30mm至70mm之间。
11.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述粘结纤维包括芯层和包覆该芯层的皮层，所述皮层的熔点低于所述芯层的熔点。
12.根据权利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述粘结纤维的皮层包括聚乙烯，所述粘结纤维的芯层包括聚丙烯；或者所述粘结纤维的芯层包括聚对苯二甲酸乙二酯，所述粘结纤维的皮层包括聚乙烯。
13.根据权利要求12所述的制造方法，其特征在于，每根所述粘结纤维的直径在10μm至20μm之间；和/或每根所述粘结纤维的长度在30mm至70mm之间。
14.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述步骤S11包括：
S111、将所述玄武岩纤维与所述粘结纤维粗开松，以使所述玄武岩纤维和所述粘结纤微初步混合；
S112、对所述玄武岩纤维与所述粘结纤维的初步混合物进行精开松，以使所述玄武岩纤维与所述粘结纤维混合均匀。
15.根据权利要求8至14中任意一项所述的制造方法，其特征在于，所述步骤S2包括对所述前驱体加热，以使所述粘结纤维的皮层融化，从而将所述玄武岩纤维粘结在一起。
16.根据权利要求15所述的制造方法，其特征在于，在所述步骤S2中，对所述前驱体的加热温度低于所述芯层的熔点。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant |