CN108178503A - 一种玻璃棉的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于玻璃棉领域，具体涉及一种玻璃棉的制备方法。本发明通过使用废弃玻璃作为主原料，除质后球磨，使用表面活性剂作为球磨助剂，随后将混合颗粒与蓝晶石进行煅烧，与混合颗粒进行混合，通过混合颗粒对蓝晶石进行包裹，增加了煅烧物的分散性能及力学性能，通过磷酸钙对煅烧颗粒进行活化，吸附钙离子，再将其与碾磨物等进行混合煅烧，在煅烧过程中，由于离子通道的形成，降低了煅烧温度，同时在添加颗粒的作用下，加入硅酸钠与钙离子进行反应形成硅酸钙增加了玻璃棉的力学性能，同时在添加颗粒中的氧化石墨烯与二氧化钛在增加力学性能，增加玻璃棉的稳定性，从而有效解决目前玻璃棉内的组份的熔点高，需要的燃烧温度高，且组份不稳定的问题。

Description

一种玻璃棉的制备方法
技术领域
本发明属于玻璃棉领域，具体涉及一种玻璃棉的制备方法。
背景技术
玻璃棉属于玻璃纤维中的一个类别，是一种人造无机纤维。玻璃棉是将熔融玻璃纤维化，形成棉状的材料，化学成分属玻璃类，是一种无机质纤维。具有成型好、体积密度小、热导率彽、保温绝热、吸音性能好、耐腐蚀、化学性能稳定的优点，是保温、消音、隔热的理想材料。
现有技术中，玻璃棉生产采用的原料是石英砂、长石粉、纯碱、硼镁粉和少量碎玻璃，其制造方法是先将石英砂、长石粉、纯碱、硼镁粉和少量碎玻璃制成粉料，然后混合拌和，最后放入熔炉进行熔制。但是在实际生产中组份的熔点高，需要的燃烧温度高，至少要1400℃的高温条件才能燃烧熔化，因此工作量大，消耗大量的能源。同时，矿石组分存在成分不稳定，也会造成玻璃棉配料组分的波动，影响玻璃棉的质量。因此，制备出一种质量稳定消耗能源低的玻璃棉具有很大的市场需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前玻璃棉内的组份的熔点高，需要的燃烧温度高，至少要1400℃的高温条件才能燃烧熔化，因此工作量大，消耗大量的能源，也会造成玻璃棉配料组分的波动，影响玻璃棉的质量的问题，本发明提供了一种玻璃棉的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种玻璃棉的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）取废弃玻璃放入水中进行水选除杂，收集除杂后的废弃玻璃，并进行粉碎，过筛，收集过筛颗粒A，将过筛颗粒A、表面活性剂及乙醇溶液按质量比4:1:2放入球磨机中进行球磨，收集球磨物，备用；
（2）将混合颗粒与蓝晶石按质量比3:1放入煅烧炉中，在1600～1800℃下，在混合气的氛围下，进行煅烧1～2h，收集煅烧物，将煅烧物与磷酸钙溶液按质量比1:3进行碾磨，收集碾磨物；
（3）将碾磨物进行冷冻干燥，并进行粉碎，过筛，收集过筛颗粒，按重量份数计，取60～80份步骤（1）备用的球磨物、35～40份碾磨物、22～23份硅酸钠、12～16份碳酸氢钠、8～11份氯化钙、4～8份添加颗粒及1～3份添加剂；
（4）首先将球磨物、碾磨物、硅酸钠进行超声振荡，再加入碳酸氢钠、氯化钙、添加颗粒及添加剂进行混合，收集混合物，将混合物放入熔融炉中，设定温度为900～1050℃下进行熔融，得玻璃液；
（5）将玻璃液放入玻璃棉离心机进行离心喷吹，制得玻璃纤维，并置于170～190℃下进行固化，收集固化物，即得玻璃棉。
所述步骤（1）中表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫醇中的任意一种。
所述添加颗粒为将氧化石墨烯与二氧化钛按质量比1:1混合而成。
所述步骤（2）中混合颗粒为将蛭石与勃姆石按质量比3:1混合而成。
所述添加剂为安息香乙醚、米蚩酮中的任意一种。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
本发明通过使用废弃玻璃作为主原料，降低生产成本，利用水选去除轻杂质，再进行球磨，使用表面活性剂作为球磨助剂，以提高玻璃成分的活性，随后将混合颗粒与蓝晶石进行煅烧，通过煅烧将蓝晶石进行高温膨胀，改变内部结构，并与混合颗粒进行混合，通过混合颗粒对蓝晶石进行包裹，增加了煅烧物的分散性能，及力学性能，随后通过磷酸钙对煅烧颗粒进行活化，同时吸附钙离子，利用混合颗粒中蛭石与勃姆石形成的活泼离子通道，促进钙离子在其中的流通，再将其与碾磨物等进行混合煅烧，在煅烧过程中，由于离子通道的形成，降低了煅烧温度，同时在添加颗粒的作用下，加入硅酸钠与钙离子进行反应形成了硅酸钙进一步增加了玻璃棉的力学性能，同时在添加颗粒中的氧化石墨烯与二氧化钛在增加力学性能，也增加了玻璃棉的稳定性。
具体实施方式
表面活性剂的选择：十二烷基磺酸钠、十二烷基硫醇中的任意一种。
添加颗粒的配制：将氧化石墨烯与二氧化钛按质量比1:1混合而成。
添加剂的选择：安息香乙醚、米蚩酮中的任意一种。
混合颗粒的配制为将蛭石与勃姆石按质量比3:1混合，即得。
一种玻璃棉的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）取废弃玻璃放入水中进行水选除杂，收集除杂后的废弃玻璃，并进行粉碎，过100目筛，收集过筛颗粒A，将过筛颗粒A、表面活性剂及1.6mol/L乙醇溶液按质量比4:1:2放入球磨机中以600r/min进行球磨30min，收集球磨物，备用；
（2）将混合颗粒与蓝晶石按质量比3:1放入煅烧炉中，在1600～1800℃下，在混合气的氛围下，进行煅烧1～2h，收集煅烧物，将煅烧物与0.3mol/L磷酸钙溶液按质量比1:3进行碾磨40min，收集碾磨物；
（3）将碾磨物进行冷冻干燥，并进行粉碎，过筛，收集过筛颗粒，按重量份数计，取60～80份步骤（1）备用的球磨物、35～40份碾磨物、22～23份硅酸钠、12～16份碳酸氢钠、8～11份氯化钙、4～8份添加颗粒及1～3份添加剂；
（4）首先将球磨物、碾磨物、硅酸钠进行超声振荡，再加入碳酸氢钠、氯化钙、添加颗粒及添加剂进行混合，收集混合物，将混合物放入熔融炉中，设定温度为900～1050℃下进行熔融，得玻璃液；
（5）将玻璃液放入玻璃棉离心机进行离心喷吹，制得玻璃纤维，并置于170～190℃下进行固化，收集固化物，即得玻璃棉。
实施例1
表面活性剂的选择：十二烷基磺酸钠、十二烷基硫醇中的任意一种。
添加颗粒的配制：将氧化石墨烯与二氧化钛按质量比1:1混合而成。
添加剂的选择：安息香乙醚、米蚩酮中的任意一种。
混合颗粒的配制为将蛭石与勃姆石按质量比3:1混合，即得。
一种玻璃棉的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）取废弃玻璃放入水中进行水选除杂，收集除杂后的废弃玻璃，并进行粉碎，过100目筛，收集过筛颗粒A，将过筛颗粒A、表面活性剂及1.6mol/L乙醇溶液按质量比4:1:2放入球磨机中以600r/min进行球磨30min，收集球磨物，备用；
（2）将混合颗粒与蓝晶石按质量比3:1放入煅烧炉中，在1700℃下，在混合气的氛围下，进行煅烧1.5h，收集煅烧物，将煅烧物与0.3mol/L磷酸钙溶液按质量比1:3进行碾磨40min，收集碾磨物；
（3）将碾磨物进行冷冻干燥，并进行粉碎，过筛，收集过筛颗粒，按重量份数计，取70份步骤（1）备用的球磨物、38份碾磨物、22份硅酸钠、14份碳酸氢钠、10份氯化钙、6份添加颗粒及2份添加剂；
（4）首先将球磨物、碾磨物、硅酸钠进行超声振荡，再加入碳酸氢钠、氯化钙、添加颗粒及添加剂进行混合，收集混合物，将混合物放入熔融炉中，设定温度为950℃下进行熔融，得玻璃液；
（5）将玻璃液放入玻璃棉离心机进行离心喷吹，制得玻璃纤维，并置于180℃下进行固化，收集固化物，即得玻璃棉。
实施例2
表面活性剂的选择：十二烷基硫醇。
添加颗粒的配制：将氧化石墨烯与二氧化钛按质量比1:1混合而成。
添加剂的选择：米蚩酮。
混合颗粒的配制为将蛭石与勃姆石按质量比3:1混合，即得。
一种玻璃棉的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）取废弃玻璃放入水中进行水选除杂，收集除杂后的废弃玻璃，并进行粉碎，过100目筛，收集过筛颗粒A，将过筛颗粒A、表面活性剂及1.6mol/L乙醇溶液按质量比4:1:2放入球磨机中以600r/min进行球磨30min，收集球磨物，备用；
（2）将混合颗粒与蓝晶石按质量比3:1放入煅烧炉中，在1800℃下，在混合气的氛围下，进行煅烧2h，收集煅烧物，将煅烧物与0.3mol/L磷酸钙溶液按质量比1:3进行碾磨40min，收集碾磨物；
（3）将碾磨物进行冷冻干燥，并进行粉碎，过筛，收集过筛颗粒，按重量份数计，取80份步骤（1）备用的球磨物、40份碾磨物、23份硅酸钠、16份碳酸氢钠、11份氯化钙、8份添加颗粒及3份添加剂；
（4）首先将球磨物、碾磨物、硅酸钠进行超声振荡，再加入碳酸氢钠、氯化钙、添加颗粒及添加剂进行混合，收集混合物，将混合物放入熔融炉中，设定温度为1050℃下进行熔融，得玻璃液；
（5）将玻璃液放入玻璃棉离心机进行离心喷吹，制得玻璃纤维，并置于190℃下进行固化，收集固化物，即得玻璃棉。
实施例3
表面活性剂的选择：十二烷基磺酸钠。
添加颗粒的配制：将氧化石墨烯与二氧化钛按质量比1:1混合而成。
添加剂的选择：安息香乙醚。
混合颗粒的配制为将蛭石与勃姆石按质量比3:1混合，即得。
一种玻璃棉的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）取废弃玻璃放入水中进行水选除杂，收集除杂后的废弃玻璃，并进行粉碎，过100目筛，收集过筛颗粒A，将过筛颗粒A、表面活性剂及1.6mol/L乙醇溶液按质量比4:1:2放入球磨机中以600r/min进行球磨30min，收集球磨物，备用；
（2）将混合颗粒与蓝晶石按质量比3:1放入煅烧炉中，在1600℃下，在混合气的氛围下，进行煅烧1h，收集煅烧物，将煅烧物与0.3mol/L磷酸钙溶液按质量比1:3进行碾磨40min，收集碾磨物；
（3）将碾磨物进行冷冻干燥，并进行粉碎，过筛，收集过筛颗粒，按重量份数计，取60份步骤（1）备用的球磨物、35份碾磨物、22份硅酸钠、12～16份碳酸氢钠、8份氯化钙、4份添加颗粒及1份添加剂；
（4）首先将球磨物、碾磨物、硅酸钠进行超声振荡，再加入碳酸氢钠、氯化钙、添加颗粒及添加剂进行混合，收集混合物，将混合物放入熔融炉中，设定温度为1000℃下进行熔融，得玻璃液；
（5）将玻璃液放入玻璃棉离心机进行离心喷吹，制得玻璃纤维，并置于170℃下进行固化，收集固化物，即得玻璃棉。
对比例：大城县某公司生产的玻璃棉。
分别取上述实施例与对比例样品组份填充满制样模具，于60℃真空干燥箱中放置24小时除去水；重复上述步骤至除去水后反应物填满模具；于200℃马弗炉中反应5 分钟，冷却后脱模进行测定拉伸强度与断裂伸长率。再将实施例的玻璃棉与对比例的玻璃棉制备成为玻璃棉板，密度为24kg/m3，68~75℃时的导热系数进行测试，结果如表1。
表1：
综合上述，本发明的玻璃棉综合性能均优于市售玻璃棉，值得对外推广使用。

Claims (5)

1.一种玻璃棉的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）取废弃玻璃放入水中进行水选除杂，收集除杂后的废弃玻璃，并进行粉碎，过筛，收集过筛颗粒A，将过筛颗粒A、表面活性剂及乙醇溶液按质量比4:1:2放入球磨机中进行球磨，收集球磨物，备用；
（2）将混合颗粒与蓝晶石按质量比3:1放入煅烧炉中，在1600～1800℃下，在混合气的氛围下，进行煅烧1～2h，收集煅烧物，将煅烧物与磷酸钙溶液按质量比1:3进行碾磨，收集碾磨物；
（3）将碾磨物进行冷冻干燥，并进行粉碎，过筛，收集过筛颗粒，按重量份数计，取60～80份步骤（1）备用的球磨物、35～40份碾磨物、22～23份硅酸钠、12～16份碳酸氢钠、8～11份氯化钙、4～8份添加颗粒及1～3份添加剂；
（4）首先将球磨物、碾磨物、硅酸钠进行超声振荡，再加入碳酸氢钠、氯化钙、添加颗粒及添加剂进行混合，收集混合物，将混合物放入熔融炉中，设定温度为900～1050℃下进行熔融，得玻璃液；
（5）将玻璃液放入玻璃棉离心机进行离心喷吹，制得玻璃纤维，并置于170～190℃下进行固化，收集固化物，即得玻璃棉。
2.根据权利要求1所述玻璃棉的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫醇中的任意一种。
3.根据权利要求1所述玻璃棉的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中混合颗粒为将蛭石与勃姆石按质量比3:1混合而成。
4.根据权利要求1所述玻璃棉的制备方法，其特征在于，所述添加颗粒为将氧化石墨烯与二氧化钛按质量比1:1混合而成。
5.根据权利要求1所述玻璃棉的制备方法，其特征在于，所述添加剂为安息香乙醚、米蚩酮中的任意一种。
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