CN107216839B - 一种可提高玻璃棉回弹性能的生产方法 - Google Patents

一种可提高玻璃棉回弹性能的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种玻璃棉的生产方法，包括如下步骤：步骤a，原料颗粒的获得：将原料清洗烘干后，分别磨碎至120～140目，然后将各原料的颗粒按照配方均匀混合；步骤b，熔融玻璃液的获得：将混合好的原料颗粒，从900至1850℃进行三段升温烧制，熔融成玻璃液，达到1800～1850℃后保持0.5～1小时，再将玻璃液冷却到900～1000℃，保持0.5～1小时；步骤c，玻璃纤维的获得：将上述步骤得到的玻璃液，通过离心吹喷法牵拉成玻璃纤维，纤维直径为3～5μm；步骤d，玻璃棉的获得：对上述步骤得到的玻璃纤维，均匀的喷洒胶黏剂，然后辊压成型，再进行固化处理，冷却，即得到玻璃棉。

Description

一种可提高玻璃棉回弹性能的生产方法
技术领域
本发明属于新材料技术领域，涉及一种玻璃棉的生产方法，具体涉及一种可提高玻璃棉回弹性能的生产方法。
背景技术
玻璃棉制品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。
发明内容
发明目的：针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种可提高玻璃棉回弹性能的生产方法。
技术方案：本发明所述的玻璃棉的生产方法，包括如下步骤：
步骤a，原料颗粒的获得：将原料清洗烘干后，分别磨碎至120～140目，然后将各原料的颗粒按照配方均匀混合；
步骤b，熔融玻璃液的获得：将混合好的原料颗粒，从900至1850℃进行三段升温烧制，熔融成玻璃液，达到1800～1850℃后保持0.5～1小时，再将玻璃液冷却到900～1000℃，保持0.5～1小时；
步骤c，玻璃纤维的获得：将上述步骤得到的玻璃液，通过离心吹喷法牵拉成玻璃纤维，纤维直径为3～5μm；
步骤d，玻璃棉的获得：对上述步骤得到的玻璃纤维，均匀的喷洒胶黏剂，然后辊压成型，再进行固化处理，冷却，即得到玻璃棉。
进一步的，步骤a中的所述的原料为石英砂10～25份、玄武岩10～18份、铝矾土5～7份、硅灰石3～5份、硼砂10～15份、硅酸钠10～20份、硼酸6～8份。
进一步的，步骤b中的具体过程为：先在900～1000℃下烧制1.5～2小时，待混合料变成不透明烧结物；随后升高温度升至1300～1350℃下烧制2～2.5小时，不透明烧结物逐渐变成透明玻璃液；最后升高温度至1800～1850℃，保持0.5～1小时后将玻璃液冷却到900～1000℃，保持0.5～1小时。
进一步的，步骤c的具体过程为：玻璃液经漏板流出，进入离心器，在高速运转的离心机带动下，离心器高速运转将玻璃甩成玻璃细流，在高温高速火焰的作用下，玻璃细流被进一步拉伸成纤维，控制纤维直径3～5μm。
进一步的，步骤d的具体过程为：在真空的状态下，将胶黏剂雾化，均匀的喷洒，并且控制玻璃的温度为40～60℃，使湿的玻璃纤维落在有小孔的传送机上，真空除去水分，在将玻璃棉在50～60℃下进行固化5～6分钟，然后在130～200℃下固化5～8分钟后，冷却。
更进一步的，本发明所述的胶黏剂配方为：三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯50～60份、环氧丙烯酸双酯20～35份、过氧化异丙苯2～4份、丙烯酸1～2份、三乙胺1～2份、糖精0.1～0.5份、氢醌0.5～1份、丙烯酸树脂粉末10～15份、钛白粉0.5～3份、水100～110份。对于本发明来说胶黏剂非常的重要，直接影响了最终产品的回弹性能，本发明采用自制的胶黏剂，可以稳定产品的几何尺寸，使产品表面光滑，增加产品的强度和回弹性能。本发明所提供的胶黏剂的最佳配方为：三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯50份、环氧丙烯酸双酯20份、过氧化异丙苯2份、丙烯酸1份、三乙胺1份、糖精0.1份、氢醌0.5份、以丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸为单体混合物的丙烯酸树脂粉末10份、钛白粉0.5份、水100份。
更进一步的，所述的胶黏剂配方中的丙烯酸树脂粉末是以丙烯酸酯单体混合物和聚乙烯醇为原料，原料的配比为丙烯酸酯单体混合物80～120份、聚乙烯醇5～9份、水60～80份，以过氧化苯甲酰为引发剂反应后，烘干、粉碎得到的。本发明中固体丙烯酸树脂粉末的加入在很大程度上提高了胶黏剂的固含量。
有益效果：采用本发明所述的生产方法得到的玻璃棉成型好、容重低、渣球含量少、热导率彽、纤维韧性大，尤其是回弹性能优于常规的产品。
本发明采用自制的胶黏剂，粘度适中，且便于雾化，可以很好的实现均匀喷洒，采用本发明提供的胶黏剂，使得产品具有优秀的回弹性能及化学稳定性，并且游离甲醛释放量为零，安全环保。
具体实施方式：
原料配方1：
石英砂10份、玄武岩10份、铝矾土5份、硅灰石3份、硼砂10份、硅酸钠10份、硼酸6份。
原料配方2：
石英砂25份、玄武岩18份、铝矾土7份、硅灰石5份、硼砂15份、硅酸钠20份、硼酸8份。
原料配方3：
石英砂10份、玄武岩18份、铝矾土7份、硅灰石3份、硼砂15份、硅酸钠10份、硼酸6份。
胶黏剂配方1：
三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯50份、环氧丙烯酸双酯20份、过氧化异丙苯2份、丙烯酸1份、三乙胺1份、糖精0.1份、氢醌0.5份、以丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸为单体混合物的丙烯酸树脂粉末10份、钛白粉0.5份、水100份。
胶黏剂配方2：
三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯50～60份、环氧丙烯酸双酯35份、过氧化异丙苯4份、丙烯酸2份、三乙胺2份、糖精0.5份、氢醌1份、以丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸为单体混合物的丙烯酸树脂粉末15份、钛白粉3份、水110份。
胶黏剂配方3：
三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯50份、环氧丙烯酸双酯20份、过氧化异丙苯2份、丙烯酸1份、三乙胺1份、糖精0.1份、氢醌0.5份、以丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸为单体混合物的丙烯酸树脂粉末10份、钛白粉0.5份、水100份。
实施例1，
步骤a，将原料清洗烘干后，分别磨碎至120目，然后将各原料的颗粒按照配方1均匀混合；
步骤b，先在900℃下烧制1.5小时，待混合料变成不透明烧结物；随后升高温度升至1300℃下烧制2小时，不透明烧结物逐渐变成透明玻璃液；最后升高温度至1800℃，保持0.5小时后将玻璃液冷却到900℃，保持0.5小时。
步骤c，玻璃液经漏板流出，进入离心器，在高速运转的离心机带动下，离心器高速运转将玻璃甩成玻璃细流，在高温高速火焰的作用下，玻璃细流被进一步拉伸成纤维，控制纤维直径3μm。
步骤d，在真空的状态下，将胶黏剂1雾化，均匀的喷洒，并且控制玻璃的温度为40℃，使湿的玻璃纤维落在有小孔的传送机上，真空除去水分，在将玻璃棉在50℃下进行固化5分钟，然后在130℃下固化5分钟后，冷却，得到玻璃棉。
实施例2，
步骤a，将原料清洗烘干后，分别磨碎至140目，然后将各原料的颗粒按照配方2均匀混合；
步骤b，先在1000℃下烧制2小时，待混合料变成不透明烧结物；随后升高温度升至1350℃下烧制2.5小时，不透明烧结物逐渐变成透明玻璃液；最后升高温度至1850℃，保持1小时后将玻璃液冷却到1000℃，保持1小时。
步骤c，玻璃液经漏板流出，进入离心器，在高速运转的离心机带动下，离心器高速运转将玻璃甩成玻璃细流，在高温高速火焰的作用下，玻璃细流被进一步拉伸成纤维，控制纤维直径5μm。
步骤d，在真空的状态下，将胶黏剂1雾化，均匀的喷洒，并且控制玻璃的温度为60℃，使湿的玻璃纤维落在有小孔的传送机上，真空除去水分，在将玻璃棉在60℃下进行固化6分钟，然后在200℃下固化8分钟后，冷却，得到玻璃棉。
实施例3，
步骤a，将原料清洗烘干后，分别磨碎至140目，然后将各原料的颗粒按照配方3均匀混合；
步骤b，先在1000℃下烧制1.5小时，待混合料变成不透明烧结物；随后升高温度升至1300℃下烧制2.5小时，不透明烧结物逐渐变成透明玻璃液；最后升高温度至1800℃，保持1小时后将玻璃液冷却到900℃，保持0.5小时。
步骤c，玻璃液经漏板流出，进入离心器，在高速运转的离心机带动下，离心器高速运转将玻璃甩成玻璃细流，在高温高速火焰的作用下，玻璃细流被进一步拉伸成纤维，控制纤维直径5μm。
步骤d，在真空的状态下，将胶黏剂1雾化，均匀的喷洒，并且控制玻璃的温度为60℃，使湿的玻璃纤维落在有小孔的传送机上，真空除去水分，在将玻璃棉在60℃下进行固化5分钟，然后在200℃下固化5分钟后，冷却，得到玻璃棉。
实施例4～6
实施过程与实施例1～3基本相同，不同之处在于，分别将实施例1～3中的胶黏剂1替换为胶黏剂2。
实施例7～9
实施过程与实施例1～3基本相同，不同之处在于，分别将实施例1～3中的胶黏剂1替换为胶黏剂3。
对实施例1～9所制得的玻璃棉进行性能测试，结果如下表所示：
Figure BDA0001301682610000051
Figure BDA0001301682610000061

Claims (7)

1.一种可提高玻璃棉回弹性能的生产方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤a，原料颗粒的获得：将原料清洗烘干后，分别磨碎至120～140目，然后将各原料的颗粒按照配方均匀混合；
步骤b，熔融玻璃液的获得：将混合好的原料颗粒，从900至1850℃进行三段升温烧制，熔融成玻璃液，达到1800～1850℃后保持0.5～1小时，再将玻璃液冷却到900～1000℃，保持0.5～1小时；
步骤c，玻璃纤维的获得：将上述步骤得到的玻璃液，通过离心吹喷法牵拉成玻璃纤维，纤维直径为3～5μm；
步骤d，玻璃棉的获得：对上述步骤得到的玻璃纤维，均匀的喷洒胶黏剂，然后辊压成型，再进行固化处理，冷却，即得到玻璃棉；
所述的胶黏剂配方为：三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯50～60份、环氧丙烯酸双酯20～35份、过氧化异丙苯2～4份、丙烯酸1～2份、三乙胺1～2份、糖精0.1～0.5份、氢醌0.5～1份、丙烯酸树脂粉末10～15份、钛白粉0.5～3份、水100～110份。
2.根据权利要求1所述的可提高玻璃棉回弹性能的生产方法，其特征在于步骤a中所述的原料为石英砂10～25份、玄武岩10～18份、铝矾土5～7份、硅灰石3～5份、硼砂10～15份、硅酸钠10～20份、硼酸6～8份。
3.根据权利要求1所述的可提高玻璃棉回弹性能的生产方法，其特征在于步骤b的具体过程为：先在900～1000℃下烧制1.5～2小时，随后升高温度升至1300～1350℃下烧制2～2.5小时，最后升高温度至1800～1850℃，保持0.5～1小时后将玻璃液冷却到900～1000℃，保持0.5～1小时。
4.根据权利要求1所述的可提高玻璃棉回弹性能的生产方法，其特征在于步骤c的具体过程为：玻璃液经漏板流出，进入离心器，在高速运转的离心机带动下，离心器高速运转将玻璃甩成玻璃细流，在高温高速火焰的作用下，玻璃细流被进一步拉伸成纤维，控制纤维直径3～5μm。
5.根据权利要求1所述的可提高玻璃棉回弹性能的生产方法，其特征在于步骤d的具体过程为：在真空的状态下，将胶黏剂雾化，均匀的喷洒，并且控制玻璃的温度为40～60℃，使湿的玻璃纤维落在有小孔的传送机上，真空除去水分，在将玻璃棉在50～60℃下进行固化5～6分钟，然后在130～200℃下固化5～8分钟后，冷却。
6.根据权利要求1所述的可提高玻璃棉回弹性能的生产方法，其特征在于所述的胶黏剂配方为：三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯50份、环氧丙烯酸双酯20份、过氧化异丙苯2份、丙烯酸1份、三乙胺1份、糖精0.1份、氢醌0.5份、以丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸为单体混合物的丙烯酸树脂粉末10份、钛白粉0.5份、水100份。
7.根据权利要求1所述的可提高玻璃棉回弹性能的生产方法，其特征在于所述的胶黏剂配方中的丙烯酸树脂粉末的原料的配比为丙烯酸酯单体混合物80-120份、聚乙烯醇5～9份、水60～80份。
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