CN104445967A - 一种新型玻璃棉纤维以及棉毡 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种玻璃棉纤维以及玻璃棉毡的生产方法：(1)原料配制：按照重量百分比：石英砂5-15％，白云石20-30％，蜡石1.5-4.5％，硅灰石2.5-8.5％，碳化硅17-25％，玄武石7-18％，氧化镁1-6％，氧化钙0.5-4.5％，纯碱0.5-5.5％，芒硝10-20％，硼砂9-14％；将各组分分别清洗烘干后，磨碎，按照质量配比混合好；(2)炉窑熔融；(3)玻璃纤维成型；(4)在玻璃纤维上喷粘结剂后经压实和固化处理、冷却整理得玻璃棉毡。
Description
技术领域
本发明涉及一种玻璃棉的生产方法，尤其是一种新型的环保、超轻、耐热、抗冻的玻璃棉纤维以及棉毡的生产方法。
背景技术
玻璃棉是以排列不规则的，直径有些变化但直径分布是相当均匀的定长玻璃纤维为基材，附以粘合剂，通过固化、切裁而形成各种规格的玻璃棉制品。玻璃棉质感轻柔、色泽美观，以其优异的保温性能、良好的防火性能、稳定的化学性能以及方便的施工性能，广泛应用于工业和民用建筑，达到保温和吸声的效果。
玻璃棉及其制品与岩矿棉及其制品一样，在工业发达国家是一种很普及的建筑保温材料，是在建筑业中一类较为常见的无机纤维绝热、吸声材料，它是以石英砂、白云石、蜡石等天然矿石，配以其他的化工原料，如纯碱、硼等，在融解状态下经拉制，吹制或甩制而成极细的纤维状材料。按其化学成分中碱金属等化物的含量，可分为无碱、中碱和高碱玻璃棉；按其生产方法可分为火焰法玻璃棉、离心喷吹法玻璃棉和蒸汽(或压缩空气)立吹法玻璃棉三种。由于建筑节能的需要，我国及世界各国对玻璃棉及其制品的需求都在不断增加。
普通玻璃棉的纤维一般长50～150mm，纤维直径12μm，外观洁白。在玻璃纤维的形态分类中属定长玻璃纤维，但纤维较短，一般在150mm以下或更短，形态蓬松，类似棉絮，故又称短棉，是定长玻璃纤维中用途最广泛，产量最大的一类。它由互相交错的玻璃纤维构成的多孔结构材料，具有轻质(表观密度仅为矿棉表观密度的一半左右)、导热系数低〔约为0.037～0.039W/(m.K)〕、吸声性能好、过滤效率高、不燃烧、耐腐蚀等性能，是一种优良的绝热、吸声、过滤材料。在玻璃纤维中，加入一定量的胶粘剂和其他添加剂，经固化、切割、贴面等工序即可制成各种用途的玻璃棉制品。被广泛应用于国防、石油化工、建筑、冶金、冷藏、交通运输等部门，是各种管道、贮灌、锅炉、热交换器、风机和车船等工业设备和各种建筑物的优良保温、绝热、隔冷、吸声材料。
本发明的目的是提供一种新型的环保、超轻、耐热、抗冻的离心玻璃棉毡的生产方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提供了一种新型的环保、超轻、耐热、抗冻的新型玻璃棉毡的生产方法。
本发明的技术方案如下：
本发明所设计的玻璃棉纤维以及玻璃棉毡的生产方法：
(1)原料配制：
按照重量百分比：石英砂5-15％，白云石20-30％，蜡石1.5-4.5％，硅灰石2.5-8.5％，碳化硅17-25％，玄武石7-18％，氧化镁1-6％，氧化钙0.5-4.5％，纯碱0.5-5.5％，芒硝10-20％，硼砂9-14％；
将各组分分别清洗烘干后，磨碎，按照质量配比混合好；
(2)炉窑熔融：
混合料入炉是后先在1000-1100℃下烧制2.5小时，混合料变成硅酸盐和二氧化硅组成不透明烧结物，阶段时间2小时左右；随后升高温度升到1200-1250℃下，作用3小时，出现大量气泡并变成透明玻璃液；接着升高温度到1500℃作用1.5小时，玻璃液化学组比逐渐均一化的阶段；最后将玻璃液冷却到1000℃，作用1小时；
(3)玻璃纤维成型：通过离心喷吹法制得玻璃纤维棉，离心喷吹法的工艺为熔化成的玻璃液，流入到侧壁有小孔的高速旋转的离心器里。在离心力的作用下，玻璃液被甩成一次纤维，在高速喷出的混合气体作用下，纤维被牵拉成玻璃纤维，纤维直径6-10μm；
(4)在玻璃纤维上喷粘结剂后经压实和固化处理、冷却整理得玻璃棉毡；
所述粘结剂组分为，按照重量百分比：松香5份、甲基纤维素10份、亚麻籽油30份，球磨成粉末状后混合均匀，加入到亚麻籽油内，搅拌调制而即得成胶粘剂。
本发明的有益之处在于：
1、本发明在大量试验的基础上，发现了特定的百分比下，各种原料组分达到了意想不到的协同效果，在该比例下，得到密度轻，隔热性能好、手感柔软、超低粉尘含量、天然环保的优秀的新型玻璃棉毡。
2、本发明的玻璃棉的生产方法，简单易操作，适合大规模生产，具有非常好的市场前景。
具体实施方式
实施例1：
玻璃棉纤维以及玻璃棉毡的生产方法：
(1)原料配制：
按照重量百分比：石英砂5％，白云石25％，蜡石1.6％，硅灰石3.4％，碳化硅20％，玄武石15％，氧化镁1％，氧化钙0.6％，纯碱4.4％，芒硝15％，硼砂9％；
将各组分分别清洗烘干后，磨碎，按照质量配比混合好；
(2)炉窑熔融：
混合料入炉是后先在1000℃下烧制2.5小时，混合料变成硅酸盐和二氧化硅组成不透明烧结物，阶段时间2小时左右；随后升高温度升到1200℃下，作用3小时，出现大量气泡并变成透明玻璃液；接着升高温度到1500℃作用1.5小时，玻璃液化学组比逐渐均一化的阶段；最后将玻璃液冷却到1000℃，作用1小时；
(3)玻璃纤维成型：通过离心喷吹法制得玻璃纤维棉，离心喷吹法的工艺为熔化成的玻璃液，流入到侧壁有小孔的高速旋转的离心器里。在离心力的作用下，玻璃液被甩成一次纤维，在高速喷出的混合气体作用下，纤维被牵拉成玻璃纤维，纤维直径7μm；
(4)在玻璃纤维上喷粘结剂后经压实和固化处理、冷却整理得玻璃棉毡；
所述粘结剂组分为，按照重量百分比：松香5份、甲基纤维素10份、亚麻籽油30份，球磨成粉末状后混合均匀，加入到亚麻籽油内，搅拌调制而即得成胶粘剂。
实施例2：
玻璃棉纤维以及玻璃棉毡的生产方法：
(1)原料配制：
按照重量百分比：石英砂5％，白云石30％，蜡石1.5％，硅灰石2.5％，碳化硅17％，玄武石14％，氧化镁1％，氧化钙0.5％，纯碱4.5％，芒硝14％，硼砂10％；
将各组分分别清洗烘干后，磨碎，按照质量配比混合好；
(2)炉窑熔融：
混合料入炉是后先在1100℃下烧制2.5小时，混合料变成硅酸盐和二氧化硅组成不透明烧结物，阶段时间2小时左右；随后升高温度升到1250℃下，作用3小时，出现大量气泡并变成透明玻璃液；接着升高温度到1500℃作用1.5小时，玻璃液化学组比逐渐均一化的阶段；最后将玻璃液冷却到1000℃，作用1小时；
(3)玻璃纤维成型：通过离心喷吹法制得玻璃纤维棉，离心喷吹法的工艺为熔化成的玻璃液，流入到侧壁有小孔的高速旋转的离心器里。在离心力的作用下，玻璃液被甩成一次纤维，在高速喷出的混合气体作用下，纤维被牵拉成玻璃纤维，纤维直径6μm；
(4)在玻璃纤维上喷粘结剂后经压实和固化处理、冷却整理得玻璃棉毡；
所述粘结剂组分为，按照重量百分比：松香5份、甲基纤维素10份、亚麻籽油30份，球磨成粉末状后混合均匀，加入到亚麻籽油内，搅拌调制而即得成胶粘剂。
实施例3：
玻璃棉纤维以及玻璃棉毡的生产方法：
(1)原料配制：
按照重量百分比：石英砂10％，白云石28％，蜡石1.5％，硅灰石2.5％，碳化硅17％，玄武石14％，氧化镁5％，氧化钙0.8％，纯碱1.2％，芒硝10％，硼砂10％；
将各组分分别清洗烘干后，磨碎，按照质量配比混合好；
(2)炉窑熔融：
混合料入炉是后先在1050℃下烧制2.5小时，混合料变成硅酸盐和二氧化硅组成不透明烧结物，阶段时间2小时左右；随后升高温度升到1200℃下，作用3小时，出现大量气泡并变成透明玻璃液；接着升高温度到1500℃作用1.5小时，玻璃液化学组比逐渐均一化的阶段；最后将玻璃液冷却到1000℃，作用1小时；
(3)玻璃纤维成型：通过离心喷吹法制得玻璃纤维棉，离心喷吹法的工艺为熔化成的玻璃液，流入到侧壁有小孔的高速旋转的离心器里。在离心力的作用下，玻璃液被甩成一次纤维，在高速喷出的混合气体作用下，纤维被牵拉成玻璃纤维，纤维直径10μm；
(4)在玻璃纤维上喷粘结剂后经压实和固化处理、冷却整理得玻璃棉毡；
所述粘结剂组分为，按照重量百分比：松香5份、甲基纤维素10份、亚麻籽油30份，球磨成粉末状后混合均匀，加入到亚麻籽油内，搅拌调制而即得成胶粘剂。
实施例4：
玻璃棉纤维以及玻璃棉毡的生产方法：
(1)原料配制：
按照重量百分比：石英砂5％，白云石20％，蜡石2.5％，硅灰石5.5％，碳化硅18％，玄武石7％，氧化镁1％，氧化钙3.5％，纯碱3.5％，芒硝20％，硼砂14％；
将各组分分别清洗烘干后，磨碎，按照质量配比混合好；
(2)炉窑熔融：
混合料入炉是后先在1100℃下烧制2.5小时，混合料变成硅酸盐和二氧化硅组成不透明烧结物，阶段时间2小时左右；随后升高温度升到1250℃下，作用3小时，出现大量气泡并变成透明玻璃液；接着升高温度到1500℃作用1.5小时，玻璃液化学组比逐渐均一化的阶段；最后将玻璃液冷却到1000℃，作用1小时；
(3)玻璃纤维成型：通过离心喷吹法制得玻璃纤维棉，离心喷吹法的工艺为熔化成的玻璃液，流入到侧壁有小孔的高速旋转的离心器里。在离心力的作用下，玻璃液被甩成一次纤维，在高速喷出的混合气体作用下，纤维被牵拉成玻璃纤维，纤维直径8μm；
(4)在玻璃纤维上喷粘结剂后经压实和固化处理、冷却整理得玻璃棉毡；
所述粘结剂组分为，按照重量百分比：松香5份、甲基纤维素10份、亚麻籽油30份，球磨成粉末状后混合均匀，加入到亚麻籽油内，搅拌调制而即得成胶粘剂。
实施例5对比试验：
发明人在生产实践过程中发现，只有原料组分按照重量百分比算：石英砂32-38％，白云石14-18％，蜡石10-15％，硅灰石2.2-2.6％，碳化硅1-1.5％，玄武石0.5-1％，氧化镁1％-1.5％，氧化钙0.5-1％，纯碱16-20％，芒硝1％，硼砂7-9％时，才能得到性能指标特别优秀的矿渣棉纤维，预测各组分之间达到了某种协同效应。
对比试验1：
玻璃棉纤维以及玻璃棉毡的生产方法：
(1)原料配制：
按照重量百分比：石英砂20％，白云石15％，蜡石5％，硅灰石2％，碳化硅16％，玄武石10％，氧化镁2％，氧化钙5％，纯碱6％，芒硝10％，硼砂9％；
将各组分分别清洗烘干后，磨碎，按照质量配比混合好；
(2)炉窑熔融：
混合料入炉是后先在1100℃下烧制2.5小时，混合料变成硅酸盐和二氧化硅组成不透明烧结物，阶段时间2小时左右；随后升高温度升到1250℃下，作用3小时，出现大量气泡并变成透明玻璃液；接着升高温度到1500℃作用1.5小时，玻璃液化学组比逐渐均一化的阶段；最后将玻璃液冷却到1000℃，作用1小时；
(3)玻璃纤维成型：通过离心喷吹法制得玻璃纤维棉，离心喷吹法的工艺为熔化成的玻璃液，流入到侧壁有小孔的高速旋转的离心器里。在离心力的作用下，玻璃液被甩成一次纤维，在高速喷出的混合气体作用下，纤维被牵拉成玻璃纤维，纤维直径8μm；
(4)在玻璃纤维上喷粘结剂后经压实和固化处理、冷却整理得玻璃棉毡；
所述粘结剂组分为，按照重量百分比：松香5份、甲基纤维素10份、亚麻籽油30份，球磨成粉末状后混合均匀，加入到亚麻籽油内，搅拌调制而即得成胶粘剂。
对比试验2同对比试验1，但是所述(1)原料组分按照重量百分比算：石英砂4％，白云石30％，蜡石8％，硅灰石2％，碳化硅2％，玄武20％，氧化镁3％，氧化钙4％，纯碱6％，芒硝15％，硼砂6％。
实施例6：指标测评
实施例1-4制得的玻璃棉毡为白色，无味，得到密度轻，隔热性能好、手感柔软、超低粉尘含量、天然环保的优秀的新型玻璃棉纤维以及棉毡。
玻璃棉纤维密度的测定参照国家标准GB/T5480-2008《矿物棉及其制品试验方法—7.6原棉和粒状棉密度试验方法》进行；
玻璃棉纤维的含水率的测定参照国家标准GBT3007-2006《耐火材料含水量试验方法》进行。试样质量为200g；
玻璃棉纤维导热系数的测定参照国家标准GBT10295-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定—热流计法》进行。
各参数如表1所示。
表1
由此可见，本发明提供的新型玻璃棉以及棉毡，具有非常优秀的指标性能，而且手感柔软如天然棉花、超低粉尘含量、天然环保，各项性能均符合国家标准的要求，是一种性能优良的玻璃棉纤维。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种玻璃棉纤维的生产方法，其特征在于其步骤如下：
（1）原料配制：
按照重量百分比：石英砂5-15%，白云石20-30%，蜡石1.5-4.5%，硅灰石2.5-8.5%，碳化硅17-25%，玄武石7-18%，氧化镁1-6%，氧化钙0.5-4.5%，纯碱0.5-5.5%，芒硝10-20%，硼砂9-14%；
将各组分分别清洗烘干后，磨碎，按照质量配比混合好；
（2）炉窑熔融：
混合料入炉是后先在1000-1100℃下烧制2.5小时，混合料变成硅酸盐和二氧化硅组成不透明烧结物，阶段时间2小时左右；随后升高温度升到1200-1250℃下，作用3小时，出现大量气泡并变成透明玻璃液；接着升高温度到1500℃作用1.5小时，玻璃液化学组比逐渐均一化的阶段；最后将玻璃液冷却到1000℃，作用1小时；
（3）玻璃纤维成型：通过离心喷吹法制得玻璃纤维棉，离心喷吹法的工艺为熔化成的玻璃液，流入到侧壁有小孔的高速旋转的离心器里；
在离心力的作用下，玻璃液被甩成一次纤维，在高速喷出的混合气体作用下，纤维被牵拉成玻璃纤维，纤维直径6-10μm。
2.一种玻璃棉毡的生产方法，其特征在于其步骤如下：
（1）原料配制：
按照重量百分比：石英砂5-15%，白云石20-30%，蜡石1.5-4.5%，硅灰石2.5-8.5%，碳化硅17-25%，玄武石7-18%，氧化镁1-6%，氧化钙0.5-4.5%，纯碱0.5-5.5%，芒硝10-20%，硼砂9-14%；
将各组分分别清洗烘干后，磨碎，按照质量配比混合好；
（2）炉窑熔融：
混合料入炉是后先在1000-1100℃下烧制2.5小时，混合料变成硅酸盐和二氧化硅组成不透明烧结物，阶段时间2小时左右；随后升高温度升到1200-1250℃下，作用3小时，出现大量气泡并变成透明玻璃液；接着升高温度到1500℃作用1.5小时，玻璃液化学组比逐渐均一化的阶段；最后将玻璃液冷却到1000℃，作用1小时；
（3）玻璃纤维成型：通过离心喷吹法制得玻璃纤维棉，离心喷吹法的工艺为熔化成的玻璃液，流入到侧壁有小孔的高速旋转的离心器里；
在离心力的作用下，玻璃液被甩成一次纤维，在高速喷出的混合气体作用下，纤维被牵拉成玻璃纤维，纤维直径6-10μm；
（4）在玻璃纤维上喷粘结剂后经压实和固化处理、冷却整理得玻璃棉毡；
所述粘结剂组分为，按照重量百分比：松香5份、甲基纤维素 10份、亚麻籽油30份，球磨成粉末状后混合均匀，加入到亚麻籽油内，搅拌调制而即得成胶粘剂。
3.权利要求1所述的生产方法生产得到的玻璃棉纤维。
4.权利要求2所述的生产方法生产得到的玻璃棉毡。
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