CN104039733A - 形成耐熔融玻璃纤维产品的方法及其相关设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种通过向由丝状玻璃纤维构成的玻璃纤维产品施涂绝热材料，从而基本涂覆其中的各个丝状玻璃纤维，使得经涂覆的丝状玻璃纤维赋予玻璃纤维产品耐热性，来形成耐熔融玻璃纤维产品的方法。在一个方面，该方法包括形成包含丝状玻璃纤维和绝热材料的湿润混合物，所述绝热材料包括阻燃溶液，其中所述湿润混合物的阻燃溶液的固体含量基本均匀和充分地分布于其中。还提供了相关设备。

Description

形成耐熔融玻璃纤维产品的方法及其相关设备
背景技术
发明领域
本发明的一些方面涉及形成改进的玻璃纤维产品的方法，更具体地，涉及形成耐熔融或其他耐热玻璃纤维产品的方法，及其相关设备。
相关技术的描述
有时候可能希望特定的玻璃纤维基产品除了耐火性之外还具有耐热性，例如对于偶发火所产生的热量的耐热性。在一些情况下，此类玻璃纤维基绝热产品可在形成之后具有施涂的阻燃产品，为其提供一些耐火能力。也就是说，示例性的刚形成的丝状玻璃纤维基绝热产品可经过表面处理，例如施涂液态阻燃剂，从而使经过处理的产品至少具有部分耐火性。由于此类丝状玻璃纤维的无孔特性，此类处理会倾向于留在玻璃纤维的暴露表面上，而不会渗透或变得被玻璃纤维或者绝热产品本身吸收。但是，在例如建筑结构中使用的此类玻璃纤维基绝热产品，会是由丝状玻璃纤维构成的，所述丝状玻璃纤维会倾向于在存在过量热量的情况下熔融，其中，熔融的玻璃纤维接着会失去其在原始绝热产品中所具有的绝热性质。因而，虽然刚形成的玻璃纤维基绝热产品的处理可能对于耐火性是稍微有效的，但是对于液态阻燃剂，可能难以对该产品实现均匀和一致的耐火性处理，或者是低效的，并且此类处理可能不一定赋予产品耐热性/抗热性。更具体来说，一些涉及向刚形成的玻璃纤维基绝热产品施涂液态阻燃剂的阻燃处理过程的结果可能是不均匀的，或者阻燃剂对于产品的覆盖是不一致的，对于耐热性/抗热性的提升是不明显的。在这些情况中，玻璃纤维产品可能在火灾事件中造成危害，在所述火灾事件中，所述产品旨在延缓或提供一些耐热性和/或抗火性。另外，这类处理过程在对于向玻璃纤维基产品施涂阻燃剂方面可能不一定是有效的，可能不包括对阻燃剂产品过量部分进行捕获或回收的设备，并且可能不具有防止或限制阻燃剂的损失(例如蒸发过程)的能力。
因此，存在对于向丝状玻璃纤维基产品(例如玻璃纤维基绝热产品)的纤维均匀和一致地施涂涂层(例如液态阻燃剂涂层)的方法和相关设备的需求。在一些情况下，可能希望形成相对于现有玻璃纤维产品具有强化的特性和物理性质的整体玻璃纤维产品，同时还提供增加水平的耐热性和/或耐火性(即不发生熔融或者有限的熔融)并且有效地维持其原始绝热性质。在一些情况下，可能还希望具有这样一种玻璃纤维基产品形成方法，该方法在后续玻璃纤维产品制造循环中具有捕获过量阻燃剂和回收捕获的过量阻燃剂的能力，无论是以液态或其他形式(如蒸气)捕获过量的阻燃剂。
发明简述
本发明的一些方面满足了上述和其他需求，其中一个所述方面涉及形成耐熔融玻璃纤维产品的方法。该方法包括：向由丝状玻璃纤维构成的玻璃纤维产品施涂绝热材料，从而基本涂覆其中的各个丝状玻璃纤维，使得经涂覆的丝状玻璃纤维赋予玻璃纤维产品耐热性。在一个情况下，例如，方法可包括形成包含丝状玻璃纤维和绝热材料的湿润混合物，所述绝热材料包括阻燃溶液，其中所述湿润混合物的阻燃溶液的固体含量基本均匀和充分地分布于其中。在一些情况下，形成湿润混合物可包括使得丝状玻璃纤维与阻燃溶液相互作用，使得阻燃溶液基本涂覆各个丝状玻璃纤维。在特定情况下，施涂绝热材料可包括向仅由丝状玻璃纤维构成的玻璃纤维产品施涂绝热材料。在玻璃纤维产品包含绝热产品的情况下，经涂覆的丝状玻璃纤维可有助于绝热产品维持原始绝热性质或者经受最小的绝热性质的损失(即防止丝状玻璃纤维熔融成为固体玻璃并造成原始绝热产品的绝热性质的损失)。
在一些情况下，该方法可进一步包括从经涂覆的玻璃纤维和粘结试剂形成粘合混合物，然后将粘合混合物形成为成形的玻璃纤维产品。在一些情况下，粘合混合物可具有约0.1-50重量％的粘结试剂。此类粘结试剂可包括，例如粘结剂，如树脂、胶、淀粉和/或淀粉基树脂或粘合剂。在一些情况下，绝热材料(即阻燃溶液)可以是合适的粘结试剂。在其他情况下，粘结试剂可包括增稠剂，例如瓜儿胶或黄原胶。在其他情况下，粘合混合物可与粘合纤维素纤维混合物相互作用以形成复合产品。在其他情况下，形成粘合混合物可包括与形成经涂覆的丝状玻璃纤维或湿润混合物基本同时进行。在其他情况下，该方法可包括对湿润混合物进行去液化，以形成干的耐熔融丝状玻璃纤维，从而使得形成粘合混合物涉及从干的耐熔融丝状玻璃纤维和粘结试剂形成粘合混合物。
本发明的另一个方面涉及用于形成耐熔融玻璃纤维产品的设备。该设备包括：第一混合装置，其配置成向由丝状玻璃纤维构成的玻璃纤维产品施涂绝热材料，从而基本涂覆其中的各个丝状玻璃纤维，其中经涂覆的丝状玻璃纤维赋予玻璃纤维产品耐热性。在具体情况下，第一混合装置可配置成从丝状玻璃纤维和绝热材料形成湿润混合物，所述绝热材料包括阻燃溶液，其中所述湿润混合物的阻燃溶液的固体含量基本均匀和充分地分布于其中。在一些情况下，第一混合装置可配置成，使得丝状玻璃纤维与阻燃溶液相互作用，从而使得阻燃溶液基本涂覆各个丝状玻璃纤维。在特定情况下，第一混合装置可配置成向仅由丝状玻璃纤维构成的玻璃纤维产品施涂绝热材料。在玻璃纤维产品包含绝热产品的情况下，经涂覆的丝状玻璃纤维可有助于绝热产品维持原始绝热性质或者经受最小的绝热性质的损失(即防止丝状玻璃纤维熔融成为固体玻璃并造成原始绝热产品的绝热性质的损失)。
在一些情况下，所述设备还可包括第二混合装置和成形装置，所述第二混合装置配置成从经涂覆的丝状玻璃纤维/湿润混合物和粘结试剂形成粘合混合物，其中所述粘合混合物包含约0.1-50重量％的粘结试剂，所述成形装置配置成将粘合混合物形成为成形的玻璃纤维产品。合适的粘结试剂可包括，例如粘结剂，如树脂、胶、淀粉和/或淀粉基树脂或粘合剂。在一些情况下，绝热材料(即阻燃溶液)可以是合适的粘结试剂。在其他情况下，粘结试剂可包括增稠剂，例如瓜儿胶或黄原胶。在其他情况下，复合成形装置可配置成使得粘合混合物与粘合纤维素纤维混合物相互作用以形成复合产品。在其他情况下，第一混合装置和第二混合装置配置成基本同时形成经涂覆的丝状玻璃纤维/湿润混合物和形成粘合混合物。在其他情况下，第二加工装置可配置成对湿润混合物去液化以形成干的耐熔融丝状玻璃纤维，其中第二混合装置配置成从干的耐熔融丝状玻璃纤维和粘结试剂形成粘合混合物。
在一些方面，阻燃溶液可以是阻燃水溶液。优选的阻燃溶液可以是无毒和/或具有中性pH和/或低变应原性和/或具有任意数量的其他所需性质。在一些方面，阻燃溶液可包括硼化合物、磷化合物、氯化合物、氟化合物、锑化合物、硼酸盐化合物、卤素化合物、硼酸、无机水合物、溴化合物、氢氧化铝、氢氧化镁、水合菱镁矿、三氧化二锑、膦盐、磷酸铵、磷酸二铵、溴代甲烷、碘代甲烷、溴氯二氟甲烷、二溴四氟乙烷、二溴二氟甲烷、四氯化碳、尿素-碳酸氢钾及其组合中的任意一种。
在其他方面，第一混合装置可配置成，例如，通过用阻燃溶液使得丝状玻璃纤维基本饱和化和/或从丝状玻璃纤维和阻燃溶液形成浆料来形成湿润混合物。在其他方面，加工装置可配置成对湿润混合物进行脱水并且对经脱水的湿润混合物进行干燥，以形成干的耐熔融丝状玻璃纤维。这样，湿润混合物也可加热以促进干的耐熔融丝状玻璃纤维的形成。
在其他方面，设备也可包括回收装置，其配置成在加工装置对湿润混合物进行去液化以形成干的耐熔融丝状玻璃纤维之后，从加工装置中回收过量的液态和蒸气形式中的一种形式的阻燃溶液。此外，回收装置可配置成为将回收的过量的阻燃溶液导向第一混合装置，加入到丝状玻璃纤维中以形成湿润混合物，例如，在闭合回路中，阻燃溶液循环过程中。
另外，在其他方面，加工装置可配置成从经涂覆的丝状玻璃纤维和粘结试剂形成粘合混合物，所述粘结试剂包括树脂材料和粘合剂材料中的一种，并且成形装置可配置成对粘合混合物进行压制以形成致密的玻璃纤维产品，对粘合混合物进行挤出以形成成形的玻璃纤维产品，或者对粘合混合物进行模塑以形成成形的玻璃纤维产品。这样，可以将粘合混合物形成玻璃纤维板产品。
因此，本发明的各方面解决了所确定的需要并提供本文另有详细描述的其他优点。
附图说明
以上概括地描述了本发明，下面将结合附图进行描述，附图不一定按照比例绘制，其中：
图1是根据本发明的一个方面，用于形成耐熔融玻璃纤维产品的设备示意图；以及
图2是根据本发明的一个方面，形成耐熔融玻璃纤维产品的方法示意图。
具体实施方式
在此将参照附图更完整地描述本发明，它们显示了本发明的一些而非全部的方面。实际上，本发明可以以许多不同的形式实施，不应看作仅限于本文所述方面；并且，这些方面用来使得本发明的揭示内容可以满足法律上的要求。通篇中同样的数字表示同样的元件。
本发明的一些方面一般地涉及用于形成耐熔融丝状玻璃纤维产品的设备和方法。如上文所述，使得刚形成的丝状玻璃纤维产品(例如玻璃纤维基绝热或板产品)具有耐火性的处理，特别是用液态阻燃剂进行处理的可能的限制包括难以实现该玻璃纤维产品的均匀和一致处理，以及难以实现刚形成的产品中的耐热性/抗热性。也就是说，一些耐火表面处理过程的结果可能是不均匀的、不均一或者不一致的，或者向玻璃纤维产品施涂阻燃剂是不完全的。在这些情况下，此类不均匀表面处理可能导致经处理的玻璃纤维产品的耐火/耐热等级的改变，进而在产品旨在延缓或以其他方式提供一些耐火性的火灾中遭遇危险。此外，此类阻燃剂表面处理可能对于刚形成的产品的总体耐热性/抗热性是几乎没有效果的。
因此，本发明的一个方面涉及用于形成耐熔融丝状玻璃纤维产品的设备，该设备在图1显示为元件100。该设备100可包括，例如，第一混合装置300，其配置成向由丝状玻璃纤维225构成的玻璃纤维产品施涂绝热材料250，从而基本涂覆其中的各个丝状玻璃纤维，其中经涂覆的丝状玻璃纤维275赋予玻璃纤维产品耐热性。具体地，在一些方面，第一混合装置300可配置成从丝状玻璃纤维225和绝热材料形成湿润混合物275，所述绝热材料包括阻燃溶液250，使得所述湿润混合物275的阻燃溶液250的固体含量基本均匀和充分地分布于其中。第二混合装置400配置为从经涂覆的丝状玻璃纤维/湿润混合物275和粘结试剂260形成粘合混合物325，并且成形装置700配置成将粘合混合物325形成为成形的玻璃纤维产品750。
丝状玻璃纤维可以由如下材料构成，例如：E-玻璃(即，具有小于约1％w/w的碱性氧化物的铝-硼硅酸盐玻璃)，A-玻璃(即，几乎没有或没有氧化硼的碱石灰玻璃)，E-CR-玻璃(即，具有小于1％w/w的碱性氧化物的铝-石灰硅酸盐)，C-玻璃(即，具有高含量氧化硼的碱石灰玻璃)，D-玻璃(即，硼硅酸盐玻璃)，R-玻璃(即，不含MgO和CaO的铝硅酸盐玻璃)和/或S-玻璃(即，不含CaO但是具有高含量MgO的铝硅酸盐玻璃)。可以采用例如，直接熔融法或者大理石重熔法来形成此类丝状玻璃纤维，其中，块状玻璃材料熔融然后通过合适的衬套或喷嘴挤出。在连续长丝过程中，可以在纤维缠绕前向拉制的纤维施加胶料(sizing)。在切断纤维过程中，可以在离开成形机器之后对玻璃材料进行吹风或鼓风。例如，在旋转加工成形机器中，熔融玻璃进入旋转纺丝器中，由于离心力使其被水平/横向甩出，其中喷气可推动玻璃垂直向下，同时施加粘合剂，并且其中，所得的纤维垫可抽真空到屏和粘合剂，然后在烘箱中固化形成粘合垫。
在一些情况下，用于形成所得玻璃纤维产品的玻璃纤维可以仅由或者基本仅由本文揭示类型的丝状玻璃纤维构成。但是，通过本发明，本领域技术人员应理解，在一些方面，在丝状玻璃纤维中的合理水平的污染物几乎不可能会(如果有的话)对所得的刚形成的玻璃纤维产品产生任何有害影响。因此，不一定要考虑(例如丝状玻璃纤维的)去污过程/设备，但是如果需要或者希望不含污染物的玻璃纤维产品的话，就可以包括去污过程/设备。
一旦得到了丝状玻璃纤维，则可以将丝状玻璃纤维225导向第一混合装置300，将其与绝热材料混合，以形成经涂覆的丝状玻璃纤维/湿润混合物275，所述绝热材料包括，例如阻燃溶液250。第一混合装置300还可配置成混合丝状玻璃纤维225和阻燃溶液250，使得阻燃溶液250基本均匀分布在丝状玻璃纤维225中。在一些情况下，阻燃溶液250可以具有特定固体含量，并且第一混合装置300可进一步配置成混合丝状玻璃纤维和阻燃溶液250，使得湿润混合物275具有基本均匀和彻底分散其中的阻燃溶液250的固体含量。在形成经涂覆的丝状玻璃纤维/湿润混合物275时，第一混合装置300可配置成用阻燃溶液250使得丝状玻璃纤维225基本饱和化，其中阻燃溶液250具有第一浓度的特定固体含量，和/或第一混合装置300可配置成从丝状玻璃纤维225和阻燃溶液250形成浆料。在一些情况下，第一混合装置300也可配置成向丝状玻璃纤维225和阻燃溶液250加入水和/或其他合适的液体或化学物，以形成浆料。该过程可适用于，例如由丝状玻璃纤维或者仅由丝状玻璃纤维构成的刚形成的绝热产品，例如玻璃纤维绝热毡。例如，可以用绝热材料(其包括，例如阻燃溶液)使得此类绝热毡饱和化或者基本饱和化，然后通过例如长网造纸机(Fourdrinier)型布置排列或压辊布置排列对毡进行加工，以去除过量的绝热材料/阻燃剂。
在特定的方面，绝热材料可包括阻燃溶液250，其中，所述阻燃溶液可以是阻燃水溶液。阻燃溶液可优选是无毒和/或具有中性pH和/或低变应原性和/或具有任意数量的其他所需的影响人类/动物和/或环境安全的性质，同时在丝状玻璃纤维和/或玻璃纤维产品与热和/或火焰实施和接触之后维持所必需的功效。在一些方面，阻燃溶液250可以包括成分，其中，独立存在时，可能不必展示一种或多种之前揭示的优选或需要的性质。然而，本领域技术人员会想到阻燃溶液250的其他不同成分可以与所提到的成分相互作用以中和、最小化、或以其他方式消除，化学上的或其他的所提到的成分的非优选或不需要的性质，以至阻燃溶液250整体展现出一种或多种优选的或需要的性质。在一些其他方面，阻燃溶液250可包括含硼化合物、硼酸盐、无机水合物、含溴化合物、氢氧化铝、氢氧化镁、水合菱镁矿、三氧化二锑、膦盐、磷酸铵以及磷酸二铵中的任意一种，或者它们的各种组合。就此而言，本领域技术人员应理解，各种阻燃或耐火物质(无论是目前已知或者之后开发或发现的)都可用于本发明范围内的本文所揭示的方法和设备。
本领域技术人员还应理解，可通过向液体(例如，水)或其他与丝状玻璃纤维混合的化学物中加入固体阻燃剂产品来形成阻燃溶液250，使得固体阻燃剂产品形成具有包括丝状玻璃纤维225的浆料的液体或其他化学物的溶液。在其他情况下，由固体阻燃剂产品和液体或其他化学物形成的溶液可以用于形成具有丝状玻璃纤维225的湿润混合物275。在一些方面，第一混合装置300可配置成搅动浆料或湿润混合物，从而使得阻燃溶液基本均匀地分布其中(即，使得绝热材料涂覆或基本涂覆各个丝状玻璃纤维)。在其他方面，第一混合装置300可配置成操控湿润混合物275，使得阻燃溶液的固体含量基本均匀和彻底分散在湿润混合物中。第一混合装置300可以是以各种所述方式，适合从丝状玻璃纤维和阻燃溶液形成湿润混合物和/或浆料的任意机器。
在另一个方面，第一混合装置300可配置成使得丝状玻璃纤维225与阻燃溶液250相互作用，从而使得阻燃溶液基本涂覆各个丝状玻璃纤维。在另一个方面，阻燃溶液250其自身可配置成当与丝状玻璃纤维相互作用时，基本涂覆各个丝状玻璃纤维。在该情况下，阻燃溶液250可以与丝状玻璃纤维相互作用，例如使得阻燃溶液或其组分对玻璃纤维的接触表面进行蚀刻，从而促进和/或有助于阻燃溶液的特定固体组分与玻璃纤维的接触表面结合，和/或在接触表面上形成涂层。
在一些特定的方面，为了促进阻燃溶液和玻璃纤维之间的相互作用，可以提供加工装置500，以对湿润混合物275进行去液化，以形成干的耐熔融丝状玻璃纤维。从而可根据需要和本领域技术人员应理解的那样，提供加工装置500，如干燥器，以对湿润混合物275进行加工，以形成干的耐熔融丝状玻璃纤维。在一个方面，加工装置500可配置成，例如通过加热的空气(例如，通过燃烧天然气或其他合适的能源加热的空气)或者通过任意多种加热/去液化/干燥方法，例如，本领域技术人员会理解的微波或红外干燥技术，向湿润混合物275提供热量。
在第一混合装置300配置成从丝状玻璃纤维和阻燃溶液形成浆料的情况下，加工装置500可配置成对浆料进行脱水，之后对脱水的浆料进行干燥以形成干的耐熔融丝状玻璃纤维。该脱水过程可以通过，例如，合适的改良的长网造纸机型机器，压辊，或其他本领域技术人员会想到的合适方法来完成。也可以例如使用双丝形成段(twin wire forming section)和/或合适的网印设备(screening devices)对浆料进行脱水。此外，如上文所述，为了对脱水的浆料进行干燥，加工装置500可配置成例如通过加热的空气(例如，通过燃烧的天然气或其他合适的能源加热的空气)或者通过任意多种加热/去液化/干燥方法，例如，本领域技术人员会理解的微波或红外干燥技术，向湿润混合物提供热量。本领域技术人员也应理解加工装置500可配置成许多不同的方式。例如，适当配置的屏装置可被配置为接受浆料，其中所述屏装置可包括一定数量的穿孔。一旦在屏装置中沉积，浆料可通过相背的压板接合，其也可以是穿孔的。穿孔可用于对浆料进行脱水，而压板和/或屏装置可以被加热以提供脱水浆料的干燥。
在一些方面，设备100也可包括回收装置600，其配置成在加工装置500对湿润混合物275进行去液化/干燥之后，回收液态或蒸气形式中的一种形式的过量的阻燃溶液。在一些情况下，回收装置600也可配置成接合第一混合装置300，以完成过量阻燃溶液的回收。也就是说，回收装置600可配置成：在通过加工装置500对湿润混合物进行去液化之后，将从其中去除的回收的过量阻燃溶液导向混合装置300，例如，在闭合回路中，阻燃溶液回收过程中。在通过回收装置600回收包括液体和蒸气的过量部分之后，回收的过量阻燃溶液可以是经粗滤的、过滤的或其他方式纯化的，然后重新引入第一混合装置300以形成湿润混合物275的后续部分，从而基本或完全防止阻燃溶液作为废弃产物离开设备100。
根据本发明的一些方面，可以通过玻璃纤维的涂层使得干燥的丝状玻璃纤维具有耐火性和/或耐熔融性，所述玻璃纤维的涂层是通过如下方式形成的：阻燃溶液的特定固体组分留在玻璃纤维上，之后进行加热/去液化/干燥过程和/或使得所述固体组分与玻璃纤维的接触表面结合。如此分类下，干燥(经涂覆的)丝状玻璃纤维在与热或火焰接触之后，可以例如不显示出或者具有有限的体积损失(即，干燥的丝状玻璃纤维响应施加的热或火焰，会展现出有限的(如果有的话)任意的纤维收缩成固体玻璃块或蒸发的趋势)。在该情况下，固体涂层可以形成能够扩散意外热量的绝热阻隔(即，为玻璃纤维提供耐热性/抗热性/耐熔融性)，同时还阻止意外火焰的燃烧(即，为玻璃纤维提供耐燃烧性/耐火性/耐火焰性)。在此基础上，根据一些方面，干燥的耐熔融丝状玻璃纤维(和/或经涂覆的丝状玻璃纤维)其自身可作为玻璃纤维最终产品。例如，干燥的耐熔融丝状玻璃纤维可用作毡或卷形式的吹入绝热或绝热板。在玻璃纤维产品包含绝热产品的情况下，经涂覆的丝状玻璃纤维可有助于绝热产品维持原始绝热性质或者经受最小的绝热性质的损失(即防止丝状玻璃纤维熔融成为固体玻璃并造成原始绝热产品的绝热性质的损失)。
在其他情况下，一旦通过第一混合装置300形成经涂覆的丝状玻璃纤维/湿润混合物275，第二混合装置400可配置成接收经涂覆的丝状玻璃纤维/湿润混合物275，并从所述经涂覆的丝状玻璃纤维/湿润混合物275和其中添加的粘结试剂260形成粘合混合物325。此类粘结试剂260可以包括，例如，树脂材料或粘合材料。在一个特定的例子中，粘结试剂260可以包括亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)。但是，本领域技术人员应理解的是，粘结试剂260可适当地明显变化，并且可包括其他合适的材料，例如脲甲醛(UF)或苯酚甲醛(PF)。在其他例子中，此类粘结试剂可包括粘结剂，如树脂、胶、淀粉和/或淀粉基树脂或粘合剂。在其他例子中，绝热材料(即阻燃溶液)其自身可以是合适的粘结试剂。在其他例子中，粘结试剂可包括增稠剂，例如瓜儿胶或黄原胶。在一些方面，第一混合装置300可配置成，在第二混合装置400形成粘合混合物325之前，形成经涂覆的丝状玻璃纤维/湿润混合物275。在其他情况下，第一和第二混合装置300、400可配置成基本同时形成经涂覆的丝状玻璃纤维/湿润混合物275和粘合混合物325(即，向丝状玻璃纤维中基本同时加入绝热材料/阻燃溶液和粘结试剂)。
在此类情况下，加工装置500可配置成对湿润混合物275进行去液化/干燥，使得水分含量基本为0％。然而，在暴露于大气之后，现在干的耐熔融丝状玻璃纤维可从大气湿度中吸收/保留一些水分。这样，干的耐熔融丝状玻璃纤维通常会展示出一些水分含量(例如，约1％-约3％)。在本发明的其他方面，第二混合装置400可配置成从干燥的耐熔融丝状玻璃纤维和粘结试剂260形成粘合混合物325。关于这一点，一些粘结试剂，如MDI，可能需要存在特定量的湿度以促使或另外增强其粘结性质。因此，在第二混合装置400形成粘合混合物之前，第二混合装置400和/或加工装置500可配置成向干的阻燃纤维混合物添加水分。从而可根据需要或希望向干燥的耐熔融丝状玻璃纤维加入足够的水分，以实现所需的粘结试剂的粘结性质。
一旦形成粘合混合物325，可采用成形装置700将粘合混合物形成为成形的玻璃纤维产品750。例如，成形装置700可配置成通过如下方式将粘合混合物325形成为成形的玻璃纤维产品750：压制粘合混合物以形成致密的玻璃纤维产品，挤出粘合混合物以形成成形的玻璃纤维产品，和/或将粘合混合物模塑成成形的玻璃纤维产品。在一些情况下，成形的玻璃纤维产品750可表征为，例如玻璃纤维板产品(即中密度纤维(MDF)板的形式)。但是，通过本发明，本领域技术人员应理解的是，粘合混合物325以及由其生产的玻璃纤维产品，不同于纤维玻璃(也称作玻璃增强塑料(GRP)、玻璃纤维增强塑料(GFRP)或者纤维增强塑料(FRP))。也就是说，“纤维玻璃”通常表征为由塑料制得的纤维增强聚合物或玻璃的细纤维增加的聚合基质，其中塑料/聚合物基质可以是例如环氧化物、热固性塑料(即，聚酯或乙烯基酯)或者热塑性塑料。相反，本发明的一些方面实现了包含约0.1-50重量％的粘结试剂的粘合混合物，从而，所得的玻璃纤维产品可表征为，例如丝状玻璃纤维网络，其中，通过粘结试剂将用阻燃溶液处理的玻璃纤维以粘合的方式保持在一起(即通过粘结试剂保持在一起的玻璃纤维基质)。此类粘结试剂可包括，例如粘结剂，如树脂、胶、淀粉和/或淀粉基树脂或粘合剂。在一些情况下，绝热材料(即阻燃溶液)可以是合适的粘结试剂。在其他情况下，粘结试剂可包括增稠剂，例如瓜儿胶或黄原胶。
本领域技术人员还应理解的是，根据本发明的一些方面，由于玻璃纤维的耐熔融特性，粘合混合物325其自身可能是耐熔融的，其中，在一些情况下，可以通过选定的粘结试剂的耐热性和/或耐火性来促进该耐熔融性(即，粘合混合物其自身可以提供耐热性/抗热性/耐熔融性的保护特性)。粘合混合物也能够抵抗意外火焰的燃烧(即，提供耐燃烧性/耐火性/耐火焰性特性)。在此基础上，根据一些方面，粘合混合物其自身可实现作为全部或部分的玻璃纤维最终产品。例如，粘合混合物可通过成形装置700或者独立地施涂到各种刚形成的产品作为“涂层”，该“涂层”是在向产品施涂合适的粘合混合物以及粘结试剂起作用之后(或者施涂单独的合适的粘合剂材料)形成的。例如，在一种情况下，可以将粘合混合物施涂到各种产品以形成其“保护”涂层。例如，可以将粘合混合物施涂到建筑的各种成分，例如地板、内壁或外壁或者甚至是单独的支撑梁，无论是木基或金属，或者用作套元件(在任意情况下，在粘结试剂适当起作用或者施涂了单独的合适的粘合材料之后)。
本领域技术人员还应理解的是，在一些情况下，可以采用成形装置700的变化形式，以各种方式对粘合混合物325进行操作，以实现不同的最终产品。例如，在一些情况下，含有与阻燃溶剂相互作用的丝状玻璃纤维的粘合混合物325可以形成最终产品的一层或多层，所述最终产品可以是复合物或者伪层叠形式。更具体地，在一些情况下，可以将两层含有与阻燃溶剂相互作用的丝状玻璃纤维的粘合混合物325与设置在两层中的合适的纤维素纤维的粘合混合物(例如，2001年1月13日提交的题为“形成耐火纤维素产品的方法及其相关设备”的国际专利申请系列号PCT/CA2011/050013中所揭示的，参见例如图1中的元件800)一起引入到成形装置700中。在通过成形装置700加工之后，所得的最终产品可表征为具有玻璃纤维-纤维素-玻璃纤维复合物或者板或板材构型的伪层叠形式。在一些特定的情况下，玻璃纤维层可仅由或者基本仅由玻璃纤维构成，而纤维素层可仅由或者基本仅由纤维素纤维构成。在此类特定的情况下，本领域技术人员应理解的是，在各个层的界面处可能存在一些玻璃和纤维素纤维的相互混合，但是(由于，例如分别与玻璃纤维和纤维素层相关的粘结试剂之间的相互作用)所得的最终产品会显示为完全的板或板材。
在一些方面，玻璃纤维产品750可形成为具有所希望的长度、宽度和厚度的板或板材；或者稍后再细分成具有所希望的长度的区段的连续板。在一些情况下，成形装置700可配置成使粘合混合物与阴模和阳模中的一种接合，从而形成一种玻璃纤维产品，该玻璃纤维产品的表面被所述阴模和阳模中的一种的负压痕所限定。也就是说，例如，可以用凸起和/或下凹的图案来使各个压盘适当地图案化，从而使得形成的玻璃纤维产品会具有限定了该图案的负压痕的相应表面。本领域技术人员还应理解，在这种方式下处理粘合混合物的能力表明玻璃纤维产品的最终形式不一定必须是平面形式的，而是可以具有除了本文所公开之外的许多不同的形状、轮廓和尺寸。
此外，在一些情况下，根据本发明的一些方面形成的玻璃纤维产品，特别是通过用阻燃溶液对丝状玻璃纤维进行处理，可以使阻燃溶液更均匀和彻底地分散和分布在成形的玻璃纤维产品中，从而增强耐火性(火焰蔓延)以及隔热性(耐热性/绝热)和/或其他特性。
通过以上描述和相关图所示内容中呈现的教导的益处，本发明相关领域技术人员可以想到本发明的许多改良和其它的方法。例如，如图2所示，本领域技术人员应理解本文所揭示的设备可容易地用于形成耐熔融玻璃纤维产品的相关工艺和方法。更具体地，此类方法可包括：向由丝状玻璃纤维构成的玻璃纤维产品施涂绝热材料，从而基本涂覆其中的各个丝状玻璃纤维，其中经涂覆的丝状玻璃纤维赋予玻璃纤维产品耐热性(框1200)。在一个特定的情况下，此类方法可包括：从丝状玻璃纤维和绝热材料(包括例如阻燃溶液)形成湿润混合物，其中所述湿润混合物具有基本均匀分布其中的阻燃溶液(框1250，虚线表示为任选的或示例性的)。然后从经涂覆的丝状玻璃纤维/湿润混合物和粘结试剂形成粘合混合物(框1300)，然后将所述粘合混合物成形为玻璃纤维产品(框1400)。
另外，在一些情况下，第一混合装置300可配置成添加和/或接收其他合适的物质/材料/化学物，以加入到丝状玻璃纤维中。例如，第一混合装置300可配置成接收防霉剂、据水剂、防水剂和/或其他耐水物质。在任意情况下，可优选丝状玻璃纤维中接收到的任意额外的物质是适合用第一混合装置300进行加工的，从而基本均匀和彻底地分布和分散在丝状玻璃纤维中。
另外，本领域技术人员会想到，在一些情况下，粘合混合物可能通常地制备，并且然后能够成形、模塑、或其他操作产生各种最终产品，如，例如，板、复合屋顶瓦、复合屋顶板、复合侧墙瓦、复合西班牙型“红粘土”型屋瓦、电源插座套、门、内墙板材、外罩、家具芯、碗橱、橱门面板、地板、强化地板或者单板复合地板等。但是，本文所列出的示例性终端产品并非以任意方式限制各种预期终端产品。因此，通用粘合材料的概念可以延伸为可用许多不同方式，例如塑模、挤出、压制、压印或者任意其他合适的生产方法生产终端产品的情况。
此外，在前述例子中的强化地板和家具芯所示，通用粘合材料/混合物可以作为进一步终端组件中的部件或者其他部分提供。因而本领域技术人员应理解，可以生产根据本发明一些方面的成形的玻璃纤维产品，使得其即使不是均匀和一致地分散有绝热材料/阻燃溶液的话，至少部分分散有绝热材料/阻燃溶液。因此，相比于简单表面处理(该表面处理可能易于去除、洗掉或者随时间发生降解)，包含耐热/抗热和耐火玻璃纤维产品的终端组件的部件可能是在更持久的基础上是整体耐火的和/或不能点燃和/或耐热性/抗热性(即，由于阻燃溶液是有效地结合到玻璃纤维产品中的)。
在其他方面，可以用本文所揭示的方法和设备执行其他丝状纤维(无论是天然或者是合成/人造的)。例如，此类合成或人造纤维可通常源自合成材料，例如石油化学品，虽然一些类型的合成纤维可能是有天然纤维素制造的，包括但不限于，人造纤维、模态(modal)和LyocellTM。纤维素基纤维可以是两种类型，，例如来自铜-铵过程的再生纤维素或纯纤维素，和改性纤维素，例如乙酸纤维素。强化塑料中的纤维分类可分成两种：(i)短纤维，也称作不连续纤维，纵横比(定义为纤维长度和直径之比)通常在20-60；和(ii)长纤维，也称作连续纤维，纵横比通常为200-500。
在一些情况下，可执行矿物纤维，例如纯的天然石英纤维，由硅酸钠(水玻璃)制造的二氧化硅纤维和由熔融玄武岩制造的玄武岩纤维。可以由易延展的金属，例如铜、金或银拉制或者从更易碎的金属，例如镍、铝或铁挤出或沉积得到金属纤维。也可以执行不锈钢纤维。碳纤维可以基于碳化聚合物，如PAN的氧化和通过高温分解，但是最终产品会基本是纯的碳。可以执行碳化硅纤维，其中基础聚合物是聚合物不是碳氢化合物，其中约50％的碳原子被硅原子替代(即，聚碳硅烷)。基于合成化学品的聚合物纤维可以由以下物质制造，但是不限于此：聚酰胺尼龙、PET或PBT聚酯、苯酚-甲醛(PF)、聚乙烯醇纤维(PVA)维尼纶、聚氯乙烯纤维(PVC)维尼纶、聚烯烃类(PP和PE)烯烃纤维、丙烯酸聚酯、用于制造碳纤维的纯的聚酯PAN纤维、丙烯酸纤维、芳族聚酰胺类(芳族聚酰胺)例如TwaronTM、KevlarTM和NomexTM以及弹性体例如SpandexTM或氨基甲酸酯纤维。在一些方面，所揭示的丝状玻璃纤维还可包括，微纤维(即拉制成0.5dn(旦尼尔)的亚旦尼尔纤维，如聚酯)。通常，微纤维可以是超细纤维(即玻璃或熔喷热塑性塑料)，其可以是通过例如挤出纤维，然后分裂成多个更细纤维形成。
因此，应当理解，本发明不仅限于本发明所述的具体方面，以上各种改良和其它的方面也包括在所附权利要求书限定的范围之内。尽管在本发明中使用了具体的术语，但是这些术语仅以通用和描述性意义使用，而不用于对本发明构成限制。

Claims (36)

1.一种形成耐熔融玻璃纤维产品的方法，所述方法包括：
向由丝状玻璃纤维构成的玻璃纤维产品施涂绝热材料，从而基本涂覆其中的各个丝状玻璃纤维，经涂覆的丝状玻璃纤维赋予玻璃纤维产品耐热性。
2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
从经涂覆的丝状玻璃纤维和粘结试剂形成粘合混合物；以及
将粘合混合物形成为成形的玻璃纤维产品。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，施涂绝热材料包括：
形成包含丝状玻璃纤维和包括阻燃溶液的绝热材料的湿润混合物，该绝热材料配置成涂覆各个丝状玻璃纤维，所述湿润混合物的阻燃溶液的固体含量基本均匀和充分地分布于其中。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，形成湿润混合物包括使得丝状玻璃纤维与阻燃溶液相互作用，使得阻燃溶液基本涂覆各个丝状玻璃纤维。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，施涂绝热材料包括向仅由丝状玻璃纤维构成的玻璃纤维产品施涂绝热材料。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，形成粘合混合物与向玻璃纤维产品施涂绝热材料基本同时进行。
7.如权利要求3所述的方法，所述方法还包括对湿润混合物进行去液化以形成干的耐熔融丝状玻璃纤维，其中形成粘合混合物还包括从干的耐熔融丝状玻璃纤维和粘结试剂形成粘合混合物。
8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，形成湿润混合物还包括用阻燃溶液使得丝状玻璃纤维基本饱和化，以及从丝状玻璃纤维和阻燃溶液形成浆料中的一种。
9.如权利要求3所述的方法，其特征在于，形成湿润混合物还包括从丝状玻璃纤维和阻燃溶液形成湿润混合物，所述阻燃溶液包括硼化合物、磷化合物、氯化合物、氟化合物、锑化合物、硼酸盐化合物、卤素化合物、硼酸、无机水合物、溴化合物、氢氧化铝、氢氧化镁、水合菱镁矿、三氧化二锑、膦盐、磷酸铵、磷酸二铵、溴代甲烷、碘代甲烷、溴氯二氟甲烷、二溴四氟乙烷、二溴二氟甲烷、四氯化碳、尿素-碳酸氢钾及其组合中的一种。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，对湿润混合物进行去液化以形成干的耐熔融丝状玻璃纤维还包括：
对湿润混合物进行脱水；以及
对经脱水的湿润混合物进行干燥，以形成干的耐熔融丝状玻璃纤维。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，对湿润混合物进行去液化以形成干的耐熔融丝状玻璃纤维还包括对湿润混合物进行加热以形成干的耐熔融丝状玻璃纤维。
12.如权利要求7所述的方法，所述方法还包括：
在对湿润混合物进行去液化以形成干的耐熔融丝状玻璃纤维之后，回收过量的阻燃溶液；所述阻燃溶液是液态或蒸气形式中的一种；以及
将回收的过量的阻燃溶液加入到丝状玻璃纤维中，以形成湿润混合物。
13.如权利要求3所述的方法，其特征在于，形成湿润混合物还包括从丝状玻璃纤维以及阻燃水溶液、无毒液态阻燃溶液和中性pH液态阻燃溶液中的一种形成湿润混合物。
14.如权利要求2所述的方法，其特征在于，形成粘合混合物还包括从经涂覆的丝状玻璃纤维和粘结试剂形成粘合混合物，所述粘结试剂包括树脂材料和粘合材料中的一种。
15.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将粘合混合物形成为成形的玻璃纤维产品还包括以下一种：对粘合混合物进行压制以形成致密的玻璃纤维产品，对粘合混合物进行挤出以形成成形的玻璃纤维产品，以及对粘合混合物进行模塑以形成成形的玻璃纤维产品。
16.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将粘合混合物形成为成形的玻璃纤维产品还包括将粘合混合物形成为玻璃纤维板产品。
17.如权利要求2所述的方法，其特征在于，从经涂覆的丝状玻璃纤维和粘结试剂形成粘合混合物还包括形成具有约0.1-50重量％的粘结试剂的粘合混合物。
18.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
从经涂覆的丝状玻璃纤维和粘结试剂形成粘合混合物；以及
使得粘合混合物与粘合纤维素纤维混合物相互作用，以形成复合产品。
19.一种形成耐熔融玻璃纤维产品的设备，所述设备包括：
第一混合装置，其配置成向由丝状玻璃纤维构成的玻璃纤维产品施涂绝热材料，从而基本涂覆其中的各个丝状玻璃纤维，经涂覆的丝状玻璃纤维赋予玻璃纤维产品耐热性。
20.如权利要求19所述的设备，所述设备还包括：
第二混合装置，其配置成从经涂覆的丝状玻璃纤维和粘结试剂形成粘合混合物；以及
成形装置，其配置成将粘合混合物形成为成形的玻璃纤维产品。
21.如权利要求20所述的设备，其特征在于，第一混合装置配置成从丝状玻璃纤维和包括阻燃溶液的绝热材料形成湿润混合物，该绝热材料配置成涂覆各个丝状玻璃纤维，所述湿润混合物的阻燃溶液的固体含量基本均匀和充分地分布于其中。
22.如权利要求21所述的设备，其特征在于，第一混合装置配置成使得丝状玻璃纤维与阻燃溶液相互作用，以使得阻燃溶液基本涂覆各个丝状玻璃纤维。
23.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述第一混合装置配置成向仅由丝状玻璃纤维构成的玻璃纤维产品施涂绝热材料。
24.如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述第一混合装置和第二混合装置配置成基本同时形成经涂覆的丝状玻璃纤维和形成粘合混合物。
25.如权利要求21所述的设备，所述设备还包括加工装置，其配置成对湿润混合物进行去液化以形成干的耐熔融丝状玻璃纤维，其中第二混合装置配置成从干的耐熔融丝状玻璃纤维和粘结试剂形成粘合混合物。
26.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述第一混合装置配置成通过以下一种来形成湿润混合物：用阻燃溶液使得丝状玻璃纤维基本饱和化以及从丝状玻璃纤维和阻燃溶液形成浆料。
27.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述第一混合装置配置成从丝状玻璃纤维和阻燃溶液形成湿润混合物，所述阻燃溶液包括硼化合物、磷化合物、氯化合物、氟化合物、锑化合物、硼酸盐化合物、卤素化合物、硼酸、无机水合物、溴化合物、氢氧化铝、氢氧化镁、水合菱镁矿、三氧化二锑、膦盐、磷酸铵、磷酸二铵、溴代甲烷、碘代甲烷、溴氯二氟甲烷、二溴四氟乙烷、二溴二氟甲烷、四氯化碳、尿素-碳酸氢钾及其组合中的一种。
28.如权利要求25所述的设备，其特征在于，所述加工装置配置成对湿润混合物进行脱水并且对脱水的湿润混合物进行干燥，以形成干的耐熔融丝状玻璃纤维。
29.如权利要求25所述的设备，其特征在于，所述加工装置配置成对湿润混合物进行加热，以形成干的耐熔融丝状玻璃纤维。
30.如权利要求25所述的设备，所述设备还包括回收装置，其配置成在加工装置对湿润混合物进行去液化以形成干的耐熔融丝状玻璃纤维之后，以液态或蒸汽形式中的一种回收过量的阻燃溶液，并将回收的过量的阻燃溶液加入到丝状玻璃纤维中，以形成湿润混合物。
31.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述第一混合装置配置成从丝状玻璃纤维以及阻燃水溶液、无毒液态阻燃溶液和中性pH液态阻燃溶液中的一种形成湿润混合物。
32.如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述第二混合装置配置成从经涂覆的丝状玻璃纤维和粘结试剂形成粘合混合物，所述粘结试剂包括树脂材料和粘合材料中的一种。
33.如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述成形装置配置成通过以下一种方式将粘合混合物形成为成形的玻璃纤维产品：对粘合混合物进行压制以形成致密的玻璃纤维产品，对粘合混合物进行挤出以形成成形的玻璃纤维产品，以及对粘合混合物进行模塑以形成成形的玻璃纤维产品。
34.如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述成形装置配置成将粘合混合物成形为玻璃纤维板产品。
35.如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述第二混合装置配置成形成具有约0.1-50重量％的粘结试剂的粘合混合物。
36.如权利要求19所述的设备，所述设备还包括：
第二混合装置，其配置成从经涂覆的丝状玻璃纤维和粘结试剂形成粘合混合物；以及
复合成形装置，其配置成使得粘合混合物与粘合纤维素纤维混合物相互作用以形成复合产品。
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