CN104478380B

CN104478380B - 一种用矿渣棉制备的外墙防火保温板

Info

Publication number: CN104478380B
Application number: CN201410607924.8A
Authority: CN
Inventors: 潘高峰
Original assignee: Huzhou Wuxing Dojo Urban Construction Development Co Ltd
Current assignee: Ma'anshan Beiyi Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2034-10-31
Also published as: CN104478380A

Abstract

本发明公开了一种用矿渣棉制备外墙防火保温板的生产方法，(1)矿渣棉原料配制：将高炉渣、玄武石、粉煤灰、氧化镁、氧化钙、硅灰石混合并将它们熔融成为液体混合物；(2)纤维制备：将液体混合物连续流入处于高速旋转的离心辊上，液体混合物在离心抛甩及空气冷却作用下凝结成丝状的纤维丝，在鼓风机的鼓风作用下将纤维丝收集成型；(3)保温材料原料配制：上述步骤制得的矿渣棉50％～65％、多晶氧化锆纤维3％～6％、脱硫石膏15％～20％、粉煤灰10％～15％、425#水泥10％～15％；(4)湿成型板制备；(5)成品制备。

Description

一种用矿渣棉制备的外墙防火保温板

技术领域

本发明涉及一种用矿渣棉制备的建筑物外墙防火保温材料的生产方法，尤其是一种轻质、节能、环保、阻燃防火保温建材产品生产方法。

背景技术

建筑物外墙保温材料分为无机物，有机物两种，聚氨酯、酚醛等有机物保温效果好，但防火性能低；全国各地频传大型商场、宾馆酒店、公寓等人群密集区域，所引起的火灾多是由外墙保温材料引起的，给国家财产和人民生命造成重大损失。岩棉、水泥砂浆混合聚苯颗粒、玻璃微珠等无机材料或简单的混合材料，虽防火性能高，但基本起不到保温作用。

岩棉和矿渣棉同属一类保温隔热材料，与其他无机纤维保温材料相比，它的生产量大，使用范围广，已发展成为我国国民经济建设中最重要的保温材料之一。岩棉和矿渣棉主要根据它们原料的不同进行区分。岩棉的原料为玄武岩、辉绿岩、白云岩等，经高温熔融、喷吹或离心等方法制成无机纤维材料；矿渣棉是以工业废渣(主要为高沪渣、钢矿渣或铝矿渣〕为主要原料经上述成纤工序制得。岩棉和矿渣棉的特性和应用范围基本一致，因此通常将两者统称为岩矿棉或矿物棉。但是两者在化学成分、酸度系数、结晶区域、耐水性、耐热和耐腐蚀等方面有所不同，完全可以将两者的在配方上加以调整，取长补短，节约矿产资源，利用好高炉矿渣。

高炉矿渣的一个重要使用途径便是作为矿渣棉或者岩棉的重要原料，国际上矿物棉制品的发展迄今已有160多年的历史了。1840年，英国首先发现熔化的矿渣喷吹后可以形成纤维，并开始生产矿渣棉。1880年，通过对矿渣棉性质和用途的研究，德国和美国开始生产矿渣棉，尔后在其它国家相继使用和生产。1930年-1950年，开始了矿物棉大规模的生产和应用。

生产矿渣棉是高炉渣资源化利用的主要途径之一，目前国内主要采用冲天炉生产矿渣棉，该方法以冷态高炉渣为原料，经熔化、采用高速离心法或喷吹法等工艺制成的棉丝状无机纤维，它具有质轻、导热系数小、不燃烧、防蛀、价廉、耐腐蚀、化学稳定性好、吸声性能好等特点，所以在建筑物的填充绝热、吸声、隔声、制氧机和冷库保冷及各种热力设备填充隔热等方面大量的应用。目前矿渣棉的生产设备一般采用的是压缩空气将熔融后的料液喷吹成丝，但是生产出来的矿渣棉长度一般都在5cm左右，保温性能不是很好，在生产成型时浪费了很多的时间，同时也损耗了大量的耗电量。

本发明人的在先申请CN 102211861A公开了一种开的离心式超长丝矿渣棉的生产方法，它包括采用矿渣、玄武石并将它们熔融成为液体混合物，其特征在于：将液体混合物连续流入处于高速旋转的离心辊上，液体混合物在离心抛甩及空气冷却作用下凝结成丝状的纤维丝，在鼓风机的鼓风作用下将纤维丝收集成型。本发明所得的离心式超长丝矿渣棉的生产方法，由于采用多辊离心机(四离心辊)，离心辊数量的增加，熔体经离心辊离心甩出的总行程也增加了，经吹风孔槽中的风吹出后，可以生产出长度在2m左右的纤维丝。这样的纤维丝保温性能好，由于生产出的纤维丝比原来设备生产出的纤维丝长很多，大大提高了生产成型的时间，同时降低了耗电量。虽然用该生产方法可以生产出长纤维丝，但是其各项性能指标不够优秀，已经不能满足现代产业的应用。

本发明人在之前研究的基础上，进一步进行大量的试验和研究，发现了一种新的改进的配方，可以生产出性能优秀，环保节能的新型超长丝矿渣棉，可以制备优异的外墙防火保温材料，具有非常良好的商业应用前景。类似的方法尚未在国内外报道过。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提供了一种可生产轻质、节能、环保、阻燃防火保温材料的生产方法。

本发明的技术方案如下：

一种用矿渣棉制备的建筑物外墙防火保温材料的生产方法：

(1)矿渣棉原料配制：将高炉渣、玄武石、粉煤灰、氧化镁、氧化钙、硅灰石混合并将它们熔融成为液体混合物；

(2)纤维制备：将液体混合物连续流入处于高速旋转的离心辊上，液体混合物在离心抛甩及空气冷却作用下凝结成丝状的纤维丝，在鼓风机的鼓风作用下将纤维丝收集成型；

(3)保温材料原料配制：上述步骤制得的矿渣棉50％～65％、多晶氧化锆纤维3％～6％、脱硫石膏15％～20％、粉煤灰10％～15％、425#水泥10％～15％；

(4)湿成型板制备：将矿渣棉放入打棉池与水按质量比为1∶1.2的比例混合打成矿渣棉浆，然后把多晶氧化锆纤维、脱硫石膏、粉煤灰、425#水泥与矿渣棉浆的按照所述质量配比，混合配料，搅拌，使其均匀混合，制成原料浆，将原料浆仓中的原料浆制作成湿的成型板；

(5)成品制备：将湿的成型板切断，送到烘干炉进行烘干，烘干炉温度180-220℃时间，为3小时-3.5小时，板按照要求规格切割、整形，即得到成品。

所述(1)原料组分按照重量百分比算：高炉渣55-65％，玄武石为12-18％，粉煤灰5％-7％，氧化镁2％-3％，氧化钙2％，硅灰石15％-20％。

作为优选，所述离心辊数量采用四个，共分上下两组，每组中两个离心辊一高一低且呈相对转动，上下对应的离心辊同向转动；离心辊的外侧包围有由鼓风机形成的风幕，液体混合物被离心辊四次抛甩并在空气冷却作用下凝结成丝状的纤维丝，纤维丝被甩出后由风幕收集成型。这样的结构，由于离心辊数量(四个)的增加，熔体经离心辊离心甩出的总行程也增加了，经吹风孔槽中的风吹出后，可以生产出长度在2m左右的纤维丝，这样的纤维丝保温性能好，由于生产出的纤维丝比原来设备生产出的纤维丝长很多，大大提高了生产成型的时间，同时降低了耗电量。

作为优选，离心机的转速在5000rad/min～5200rad/min，经实验所得，这样的转速可获得最佳的离心抛甩效果。

作为优选，离心甩制获得的纤维丝在鼓风机的作用下吹落在传送带上，在传送过程中采用负压使纤维均匀、稳固地分布在传送带上，并利用传送带端部的压辊将传送带上的纤维丝压制成所需厚度形成成品矿渣棉，这样可以进行良好平稳的输送并有效成型。

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，得到渣球含量少，密度轻，隔热性能好的优秀的矿渣棉纤维。

2、本发明所得的新型超长丝矿渣棉的生产方法，通过在高炉渣内添加玄武岩成分，解决了现有矿渣棉产品酸度系数难控制、耐热度、耐腐蚀性和耐水性性能偏低的缺陷，也解决了现有岩棉产品价格高的问题，使项目产品兼具有矿渣棉和玄武岩棉的特性，既有矿渣棉较低的生产成本，又有玄武岩棉性能好的优点。本发明所得的离心式超长丝矿渣棉的生产方法，由于采用多辊离心机(四离心辊)，离心辊数量的增加，熔体经离心辊离心甩出的总行程也增加了，经吹风孔槽中的风吹出后，可以生产出长度在2m左右的纤维丝。这样的纤维丝保温性能好，由于生产出的纤维丝比原来设备生产出的纤维丝长很多，大大提高了生产成型的时间，同时降低了耗电量。

3、本发明简单易操作，适合大规模生产，具有非常好的市场前景。

附图说明

图1是实施例1多辊离心机的示意图；

其中：机座1、负压传送带2、压辊3、离心辊4、吹风孔槽5、鼓风机6、吸风机7、隔板8、熔体掉入口9。

图2是图1上A向视图中离心辊和吹风孔槽的结构示意图；

图3为本申请外墙防火保温板的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：

一种用矿渣棉制备的建筑物外墙防火保温材料的生产方法：

(3)保温材料原料配制：上述步骤制得的矿渣棉59％、多晶氧化锆纤维6％、脱硫石膏15％、粉煤灰10％、425#水泥10％；

(4)湿成型板制备：将矿渣棉放入打棉池与水按质量比为1∶1.2的比例混合打成矿渣棉浆，然后把多晶氧化锆纤维、脱硫石膏、粉煤灰、425#水泥与矿渣棉浆的按照所述质量配比，混合配料，搅拌，使其均匀混合，制成原料浆，将原料浆仓中的原料浆制作成湿的成型板，成型板的厚度是3.0cm；

(5)成品制备：将湿的成型板切断，送到烘干炉进行烘干，烘干炉温度180-220℃时间，为3小时，板按照要求规格切割、整形，即得到成品。

所述(1)原料组分按照重量百分比算：高炉渣55％，玄武石为15％，粉煤灰6％，氧化镁3％，氧化钙2％，硅灰石19％。

使步骤(1)所有原料熔融形成液体混合物，将液体混合物连续流入处于高速旋转的离心辊上，离心辊数量采用四个(如图1、2所示)，共分上下两组，每组中两个离心辊一高一低且呈相对转动，上下对应的离心辊同向转动；离心辊的外侧包围有由鼓风机形成的风幕，液体混合物被离心辊四次抛甩并在空气冷却作用下凝结成丝状的纤维丝，纤维丝被甩出后由风幕收集成型，其中，离心机的转速在5000rad/min～5200rad/min之间；离心甩制获得的纤维丝在鼓风机的作用下吹落在传送带上，在传送过程中采用负压使纤维均匀、稳固地分布在传送带上，并利用传送带端部的压辊将传送带上的纤维丝压制成所需厚度形成成品矿渣棉，这样可以进行良好平稳的输送并有效成型。

实施例2：

一种用矿渣棉制备的建筑物外墙防火保温材料的生产方法：

(3)保温材料原料配制：矿渣棉55％、多晶氧化锆纤维3％、脱硫石膏17％、粉煤灰10％、425#水泥15％；

(4)湿成型板制备：将矿渣棉放入打棉池与水按质量比为1∶1.2的比例混合打成矿渣棉浆，然后把多晶氧化锆纤维、脱硫石膏、粉煤灰、425#水泥与矿渣棉浆的按照所述质量配比，混合配料，搅拌，使其均匀混合，制成原料浆，将原料浆仓中的原料浆制作成湿的成型板，成型板的厚度是2.0cm；

所述(1)原料组分按照重量百分比算：高炉渣64％，玄武石为12％，粉煤灰5％％，氧化镁2％，氧化钙2％，硅灰石15％。

实施例3：

一种用矿渣棉制备的建筑物外墙防火保温材料的生产方法：

(3)保温材料原料配制：上述步骤制得的矿渣棉60％、多晶氧化锆纤维4％、脱硫石膏15％、粉煤灰10％、425#水泥11％；

(4)湿成型板制备：将矿渣棉放入打棉池与水按质量比为1∶1.2的比例混合打成矿渣棉浆，然后把多晶氧化锆纤维、脱硫石膏、粉煤灰、425#水泥与矿渣棉浆的按照所述质量配比，混合配料，搅拌，使其均匀混合，制成原料浆，将原料浆仓中的原料浆制作成湿的成型板，成型板的厚度是2.5cm；

所述(1)原料组分按照重量百分比算：高炉渣56％，玄武石为18％，粉煤灰5％，氧化镁3％，氧化钙2％，硅灰石16％。

实施例4：

一种用矿渣棉制备的建筑物外墙防火保温材料的生产方法：

(3)保温材料原料配制：上述步骤制得的矿渣棉50％、多晶氧化锆纤维4％、脱硫石膏20％、粉煤灰14％、425#水泥12％；

(4)湿成型板制备：将矿渣棉放入打棉池与水按质量比为1∶1.2的比例混合打成矿渣棉浆，然后把多晶氧化锆纤维、脱硫石膏、粉煤灰、425#水泥与矿渣棉浆的按照所述质量配比，混合配料，搅拌，使其均匀混合，制成原料浆，将原料浆仓中的原料浆制作成湿的成型板，成型板的厚度是1.5cm；

所述(1)原料组分按照重量百分比算：高炉渣59％，玄武石为12％，粉煤灰5％，氧化镁2％，氧化钙2％，硅灰石20％。

实施例5对比试验：

发明人在生产实践过程中发现，只有原料组分按照实施例1-4的比例范围，才能得到性能指标特别优秀的防火保温材料，预测各组分之间达到了某种协同效应。

对比试验1：

一种用矿渣棉制备的建筑物外墙防火保温材料的生产方法：

(3)保温材料原料配制：上述步骤制得的矿渣棉25％、多晶氧化锆纤维28％、脱硫石膏25％、粉煤灰10％、425#水泥12％；

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：高炉渣70％，玄武石为10％，粉煤灰3％，氧化镁1％，氧化钙3％，硅灰石13％。步骤(3)保温材料原料配制：上述步骤制得的矿渣棉45％、多晶氧化锆纤维18％、脱硫石膏15％、粉煤灰10％、425#水泥12％；

实施例6：指标测评

容重是绝热材料的主要性能指标之一，工程单位制的材料的容重在数值上等于国际制单位中密度的值。一般，绝热材料的容重越小，材料的绝热性能越好，反之，容重越大，材料的绝热性能越差。

随着绝热材料和绝热结构的不断更新和发展，容重的概念也发生了变化。一般分为生产容重和使用容重。一般松散材料(颗粒状或纤维)的使用容重可以达到生产容重的1.3～2.5倍；矿渣纤维材料的软质和半硬质制品的使用容重可以达到生产容重的1.1～1.5倍。此外，各种绝热材料都存在着一个最佳容重与材料的特性(气孔组织分布及纤维分布)和制品的生产工艺相适应。矿纤材料的最佳容重有着很实用的意义，矿渣纤维材料的容重如果过大，那么材料的气孔率就会降低，导热系数就会增大；反之，容重过小，纤维间的对流和辐射作用加强，热损失增大，同时制品的机械强度降低，在使用过程中造成不利。因此矿纤材料制品的容重要控制在一定的范围内。‘

防火保温材料板的容重测定参照GB/T5480-2008《矿物棉及其制品试验方法》进行；

防火保温材料板的导热系数的测定参照YB/T4130-2005《耐火材料导热系数试验方法(水流量平板法)》进行。试样尺寸为直径160～180mm，厚度为10～25mm的圆形，两个端面应平整，不平行度应小于1mm；

矿渣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；

矿渣棉纤维的热重收缩温度的测定参照国家标准GB/T11835-2007《绝热用岩棉、矿物棉及其制品》附录C中的方法进行。试样为直径50mm，厚度为50mm的圆柱体；

矿渣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；

矿渣棉纤维中渣球含量的测定参照国家标准GB/T5480-2008《矿物棉及其制品试验方法—9渣球含量试验方法》进行。试验运用渣球和纤维在水中运动时收到的重力和阻力的不同将渣球和纤维分离；

矿渣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。

纤维棉各参数如表1所示。

表1

防火保温材料板各参数如表2所示。

表2

由此可见，本发明提供的新型防火保温材料板，具有非常优秀的指标性能，各项性能均符合国家标准的要求，是一种性能优良的保温材料。

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

1.一种用矿渣棉制备外墙防火保温板的生产方法，其特征在于其步骤如下：

（1）矿渣棉原料配制：将高炉渣、玄武石、粉煤灰、氧化镁、氧化钙、硅灰石混合并将它们熔融成为液体混合物；

（2）纤维制备：将液体混合物连续流入处于高速旋转的离心辊上，液体混合物在离心抛甩及空气冷却作用下凝结成丝状的纤维丝，在鼓风机的鼓风作用下将纤维丝收集成型；

（3）保温板原料配制：上述步骤制得的矿渣棉50％～65％、多晶氧化锆纤维3％～6％、脱硫石膏15％～20％、粉煤灰10％～15％、425#水泥10％～15％；

（4）湿成型板制备：将矿渣棉放入打棉池与水按质量比为1∶1.2的比例混合打成矿渣棉浆，然后把多晶氧化锆纤维、脱硫石膏、粉煤灰、425#水泥与矿渣棉浆按照所述质量配比，混合配料，搅拌，使其均匀混合，制成原料浆，将原料浆仓中的原料浆制作成湿的成型板；

（5）成品制备：将湿的成型板切断，送到烘干炉进行烘干，烘干炉温度180-220℃时间，为3小时-3.5小时，板按照要求规格切割、整形，即得到成品；

所述（1）原料组分按照重量百分比算：高炉渣55-65%，玄武石为12-18%，粉煤灰5%-7%，氧化镁2%-3%，氧化钙2%，硅灰石15%-20%；

所述其中步骤（2）所述离心辊数量采用四个，共分上下两组，每组中两个离心辊一高一低且呈相对转动，上下对应的离心辊同向转动；离心辊的外侧包围有由鼓风机形成的风幕，液体混合物被离心辊四次抛甩并在空气冷却作用下凝结成丝状的纤维丝，纤维丝被甩出后由风幕收集成型；

所述步骤（2）离心机的转速在5000rad/min～5200rad/min，经实验所得，这样的转速可获得最佳的离心抛甩效果。

2.权利要求1所述的生产方法生产得到的外墙防火保温材料板。