CN108503228A - 一种新型岩棉保温材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型岩棉保温材料及其制备方法，引进岩棉作为制备的原料，再添加包膜膨胀硅藻土、蛇纹石石棉、海泡石绒、氧化硅超细微粉、填充料、白岩石、焦炭、丙烯酸乳液‑聚乙烯醇防水剂、激发剂，上述各原料经过科学合理的配比，在经过物料纤维化等加工，最后制备得到的岩棉保温材料保温效果较好，常温导热系数在0.015‑0.019W/(K·m)之间，且由于添加了丙烯酸乳液‑聚乙烯醇防水剂使得保温材料同时具有较好的防水性。且包膜膨胀硅藻土、蛇纹石石棉、海泡石绒、氧化硅超细微粉、填充料、焦炭、丙烯酸乳液‑聚乙烯醇防水剂相互协同，使得本发明的保温材料获得优于现有技术的保温材料的保温性能。

Description

一种新型岩棉保温材料及其制备方法
技术领域
本发明属于保温材料技术领域，具体地，涉及一种新型岩棉保温材料及其制备方法。
背景技术
保温材料发展很快，在工业和建筑中采用良好的保温技术与材料，往往可以起到事半功倍的效果。工业设备和管道的保温，采用绝热措施和材料气凝胶最早应用于美国国家航天局研制的太空服隔热衬里上，隔热衬里具有导热系数低、密度小、柔韧性高、防火防水等特性。其常温导热系数0.018W/(K·m)且绝对防水，保温性能是传统材料3-8倍。现在的保温材料的主要产品为聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯泡沫塑料，其多用于钢丝网夹芯板材，彩色钢板复合夹心板材，虽然有一定限制，但发展较快，随着建筑防火对材料要求越来越严格，泡沫塑料在建筑领域的应用存在例如耐火效果不好和成本高等很多问题。
申请号为CN201510902797.9的中国专利，专利名称为一种岩棉保温材料的制备方法，该专利公开了一种岩棉保温材料的制备方法，采用的原料为玄武岩、白云石，焦炭，制备得到的保温材料存在保温效果不理想的缺点。申请号为CN201010222393.2的中国专利，专利名称为一种岩棉纤维节能保温材料的制备方法，该制备方法具备如下特点：增加冲天炉内温度，可使原材料熔化的更加充分，熔体的杂质会减少很多，这样岩棉渣球含量(粒径大于0.25mm)会减少；2，节约能源，可节约8％的焦碳；3，减少一氧化碳排放；4，玄武岩的熔点要大于矿渣400℃，使用这种废气循环系统可大量减少矿渣使用，其可增加岩棉的酸度系数和使用温度。也存在保温效果不理想的缺点。
为了解决上述问题，急需研发一种新型的保温材料，本发明提供一种新型岩棉保温材料及其制备方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种新型岩棉保温材料及制备方法。
根据本发明提供的一种新型岩棉保温材料，所述的新型岩棉保温材料包括如下重量份数的原料：岩棉16-33份、包膜膨胀硅藻土5-19份、蛇纹石石棉5-11份、海泡石绒2-9份、氧化硅超细微粉4-21份、填充料4-11份、白岩石5-9份、焦炭6-14份、丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂2.1-3.3份、激发剂1.2-2.5份。上述各原料经过科学合理的配比，在经过物料纤维化等加工，最后制备得到的岩棉保温材料保温效果较好，常温导热系数在0.015-0.019W/(K·m)之间，且由于添加了丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂使得保温材料同时具有较好的防水性。
优选地，所述的新型岩棉保温材料包括如下重量份数的原料：岩棉16-23份、包膜膨胀硅藻土7-19份、蛇纹石石棉6-11份、海泡石绒3-9份、氧化硅超细微粉5-21份、填充料6-11份、白岩石6-9份、焦炭7-14份、丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂2.7-3.3份、激发剂1.7-2.5份。上述各原料的配比量经过本发明的制备方法加工后得到的保温材料的保温效果优于其他配比范围的效果。
优选地，所述的新型岩棉保温材料包括如下重量份数的原料：岩棉17份、包膜膨胀硅藻土13份、蛇纹石石棉7份、海泡石绒5份、氧化硅超细微粉13份、填充料7份、白岩石7份、焦炭8份、丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂2.9份、激发剂1.8份。将上述配比量的成分组成原料配方制备得到的保温材料导热系数较低，保温效果较好。
优选地，所述的新型岩棉保温材料包括如下重量份数的原料：所述岩棉23份、包膜膨胀硅藻土9份、蛇纹石石棉8份、海泡石绒3份、氧化硅超细微粉5份、填充料5份、白岩石7份、焦炭8份、丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂2.9份、激发剂1.4份。将上述配比量的成分组成原料配方制备得到的保温材料导热系数较低，保温效果较好。
优选地，所述包膜膨胀硅藻土通过以下方式制得：
取颗粒大小为90-100目的硅藻土，加入到包衣机中加热至210-250℃，并加入碳酸钙粉末，搅拌均匀，包衣机一端喷洒蒸馏水将硅藻土浸湿，一端喷洒环氧树脂粉料，并不断搅拌30-40min，即得包膜膨胀硅藻土。经过包膜后的膨胀硅藻土具有更好的保温性能，将其用于制备保温材料，可提高保温材料的保温性能。
优选地，所述硅藻土与碳酸钙粉末的质量比为120：4。当硅藻土与碳酸钙粉末的质量比为120：4时可全面包覆硅藻土，利于加工的进行。
一种新型岩棉保温材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
步骤一、按照重量配比称量岩棉、包膜膨胀硅藻土、蛇纹石石棉、海泡石绒、氧化硅超细微粉、填充料、白岩石、焦炭；
步骤二、将步骤一的物料混合后粉碎，预热到480-540℃，预热后将原料加入冲天炉中，保持冲天炉中的温度为750-895℃，使原料熔化燃烧；
步骤三、物料纤维化，将熔化的溶液经过离心成纤，变成纤维状，在离心的过程中喷洒丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂、激发剂；
步骤四、将离心成纤的纤维收集；
步骤五、将收集的纤维变为薄板形纤维条，然后通过摆锤式将纤维成S型叠加，增加薄板型纤维条的厚度，变为叠加型纤维条；
步骤六、将步骤五中叠加后的叠加型纤维条固化；
步骤七、在固化的同时对叠加型纤维条进行压缩，即可。
优选地，所述填充料成分包括粉煤灰、石灰石、矿渣。将粉煤灰、石灰石、矿渣作为填充料添加到保温材料的制作中可以减少保温材料的导热系数，提高保温性能。
优选地，所述激发剂为碱性激发剂。碱性激发剂可提高填充料与包膜膨胀硅藻土、蛇纹石石棉、海泡石绒、氧化硅超细微粉相互之间成坯。
优选地，所述碱性激发剂包括如下重量份数的原料：苛性钠12份、钠水玻璃7份、石灰5份、芒硝16份、纯碱4份、二水石膏3份。上述成分和配方组成的碱性激发剂使得填充料与包膜膨胀硅藻土、蛇纹石石棉、海泡石绒、氧化硅超细微粉相互之间成坯效果最好。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明提供的一种新型岩棉保温材料，本发明制备的保温材料，引进岩棉作为制备的原料，再添加包膜膨胀硅藻土、蛇纹石石棉、海泡石绒、氧化硅超细微粉、填充料、白岩石、焦炭、丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂、激发剂，上述各原料经过科学合理的配比，在经过物料纤维化等加工，最后制备得到的岩棉保温材料保温效果较好，常温导热系数在0.015-0.019W/(K·m)之间，且由于添加了丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂使得保温材料同时具有较好的防水性。且包膜膨胀硅藻土、蛇纹石石棉、海泡石绒、氧化硅超细微粉、填充料、焦炭、丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂相互协同，使得本发明的保温材料获得优于现有技术的保温材料的保温性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供的一种新型岩棉保温材料，所述的新型岩棉保温材料包括如下重量份数的原料：岩棉33份、包膜膨胀硅藻土5份、蛇纹石石棉11份、海泡石绒2份、氧化硅超细微粉21份、填充料4份、白岩石9份、焦炭6份、丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂3.3份、激发剂1.2份。
作为优选方案，所述包膜膨胀硅藻土通过以下方式制得：
取颗粒大小为100目的硅藻土，加入到包衣机中加热至210℃，并加入碳酸钙粉末，搅拌均匀，包衣机一端喷洒蒸馏水将硅藻土浸湿，一端喷洒环氧树脂粉料，并不断搅拌40min，即得包膜膨胀硅藻土。
作为优选方案，所述硅藻土与碳酸钙粉末的质量比为120：4。
一种新型岩棉保温材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
步骤一、按照重量配比称量岩棉、包膜膨胀硅藻土、蛇纹石石棉、海泡石绒、氧化硅超细微粉、填充料、白岩石、焦炭；
步骤二、将步骤一的物料混合后粉碎，预热到540℃，预热后将原料加入冲天炉中，保持冲天炉中的温度为750℃，使原料熔化燃烧；
步骤三、物料纤维化，将熔化的溶液经过离心成纤，变成纤维状，在离心的过程中喷洒丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂、激发剂；
步骤四、将离心成纤的纤维收集；
步骤五、将收集的纤维变为薄板形纤维条，然后通过摆锤式将纤维成S型叠加，增加薄板型纤维条的厚度，变为叠加型纤维条；
步骤六、将步骤五中叠加后的叠加型纤维条固化；
步骤七、在固化的同时对叠加型纤维条进行压缩，即可。
作为优选方案，所述填充料成分包括粉煤灰、石灰石、矿渣。
作为优选方案，所述激发剂为碱性激发剂。
作为优选方案，所述碱性激发剂包括如下重量份数的原料：苛性钠12份、钠水玻璃7份、石灰5份、芒硝16份、纯碱4份、二水石膏3份。
实施例2
本实施例提供的一种新型岩棉保温材料，所述的新型岩棉保温材料包括如下重量份数的原料：岩棉16份、包膜膨胀硅藻土19份、蛇纹石石棉6份、海泡石绒9份、氧化硅超细微粉5份、填充料11份、白岩石6份、焦炭14份、丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂2.7份、激发剂2.5份。
作为优选方案，所述包膜膨胀硅藻土通过以下方式制得：
取颗粒大小为90目的硅藻土，加入到包衣机中加热至250℃，并加入碳酸钙粉末，搅拌均匀，包衣机一端喷洒蒸馏水将硅藻土浸湿，一端喷洒环氧树脂粉料，并不断搅拌30min，即得包膜膨胀硅藻土。
作为优选方案，所述硅藻土与碳酸钙粉末的质量比为120：4。
一种新型岩棉保温材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
步骤一、按照重量配比称量岩棉、包膜膨胀硅藻土、蛇纹石石棉、海泡石绒、氧化硅超细微粉、填充料、白岩石、焦炭；
步骤二、将步骤一的物料混合后粉碎，预热到480℃，预热后将原料加入冲天炉中，保持冲天炉中的温度为895℃，使原料熔化燃烧；
步骤三、物料纤维化，将熔化的溶液经过离心成纤，变成纤维状，在离心的过程中喷洒丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂、激发剂；
步骤四、将离心成纤的纤维收集；
步骤五、将收集的纤维变为薄板形纤维条，然后通过摆锤式将纤维成S型叠加，增加薄板型纤维条的厚度，变为叠加型纤维条；
步骤六、将步骤五中叠加后的叠加型纤维条固化；
步骤七、在固化的同时对叠加型纤维条进行压缩，即可。
作为优选方案，所述填充料成分包括粉煤灰、石灰石、矿渣。
作为优选方案，所述激发剂为碱性激发剂。
作为优选方案，所述碱性激发剂包括如下重量份数的原料：苛性钠12份、钠水玻璃7份、石灰5份、芒硝16份、纯碱4份、二水石膏3份。
实施例3
本实施例提供的一种新型岩棉保温材料，所述的新型岩棉保温材料包括如下重量份数的原料：岩棉17份、包膜膨胀硅藻土13份、蛇纹石石棉7份、海泡石绒5份、氧化硅超细微粉13份、填充料7份、白岩石7份、焦炭8份、丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂2.9份、激发剂1.8份。
作为优选方案，所述包膜膨胀硅藻土通过以下方式制得：
取颗粒大小为90目的硅藻土，加入到包衣机中加热至250℃，并加入碳酸钙粉末，搅拌均匀，包衣机一端喷洒蒸馏水将硅藻土浸湿，一端喷洒环氧树脂粉料，并不断搅拌30min，即得包膜膨胀硅藻土。
作为优选方案，所述硅藻土与碳酸钙粉末的质量比为120：4。
一种新型岩棉保温材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
步骤一、按照重量配比称量岩棉、包膜膨胀硅藻土、蛇纹石石棉、海泡石绒、氧化硅超细微粉、填充料、白岩石、焦炭；
步骤二、将步骤一的物料混合后粉碎，预热到480℃，预热后将原料加入冲天炉中，保持冲天炉中的温度为895℃，使原料熔化燃烧；
步骤三、物料纤维化，将熔化的溶液经过离心成纤，变成纤维状，在离心的过程中喷洒丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂、激发剂；
步骤四、将离心成纤的纤维收集；
步骤五、将收集的纤维变为薄板形纤维条，然后通过摆锤式将纤维成S型叠加，增加薄板型纤维条的厚度，变为叠加型纤维条；
步骤六、将步骤五中叠加后的叠加型纤维条固化；
步骤七、在固化的同时对叠加型纤维条进行压缩，即可。
作为优选方案，所述填充料成分包括粉煤灰、石灰石、矿渣。
作为优选方案，所述激发剂为碱性激发剂。
作为优选方案，所述碱性激发剂包括如下重量份数的原料：苛性钠12份、钠水玻璃7份、石灰5份、芒硝16份、纯碱4份、二水石膏3份。
实施例4
所述的新型岩棉保温材料包括如下重量份数的原料：岩棉16份、包膜膨胀硅藻土5份、蛇纹石石棉5份、海泡石绒2份、氧化硅超细微粉4份、填充料4份、白岩石9份、焦炭14份、丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂3.3份、激发剂2.5份。
作为优选方案，所述包膜膨胀硅藻土通过以下方式制得：
取颗粒大小为100目的硅藻土，加入到包衣机中加热至250℃，并加入碳酸钙粉末，搅拌均匀，包衣机一端喷洒蒸馏水将硅藻土浸湿，一端喷洒环氧树脂粉料，并不断搅拌40min，即得包膜膨胀硅藻土。
作为优选方案，所述硅藻土与碳酸钙粉末的质量比为120：4。
一种新型岩棉保温材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
步骤一、按照重量配比称量岩棉、包膜膨胀硅藻土、蛇纹石石棉、海泡石绒、氧化硅超细微粉、填充料、白岩石、焦炭；
步骤二、将步骤一的物料混合后粉碎，预热到540℃，预热后将原料加入冲天炉中，保持冲天炉中的温度为895℃，使原料熔化燃烧；
步骤三、物料纤维化，将熔化的溶液经过离心成纤，变成纤维状，在离心的过程中喷洒丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂、激发剂；
步骤四、将离心成纤的纤维收集；
步骤五、将收集的纤维变为薄板形纤维条，然后通过摆锤式将纤维成S型叠加，增加薄板型纤维条的厚度，变为叠加型纤维条；
步骤六、将步骤五中叠加后的叠加型纤维条固化；
步骤七、在固化的同时对叠加型纤维条进行压缩，即可。
作为优选方案，所述填充料成分包括粉煤灰、石灰石、矿渣。
作为优选方案，所述激发剂为碱性激发剂。
作为优选方案，所述碱性激发剂包括如下重量份数的原料：苛性钠12份、钠水玻璃7份、石灰5份、芒硝16份、纯碱4份、二水石膏3份。
实施例5
性能测试：
按照实施例1、2、3、4的配比量称量各原料：
实施例1：岩棉33份、包膜膨胀硅藻土5份、蛇纹石石棉11份、海泡石绒2份、氧化硅超细微粉21份、填充料4份、白岩石9份、焦炭6份、丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂3.3份、激发剂1.2份；
实施例2：岩棉16份、包膜膨胀硅藻土19份、蛇纹石石棉6份、海泡石绒9份、氧化硅超细微粉5份、填充料11份、白岩石6份、焦炭14份、丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂2.7份、激发剂2.5份；
实施例3：岩棉16份、包膜膨胀硅藻土19份、蛇纹石石棉6份、海泡石绒9份、氧化硅超细微粉5份、填充料11份、白岩石6份、焦炭14份、丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂2.7份、激发剂2.5份；
实施例4：岩棉16份、包膜膨胀硅藻土5份、蛇纹石石棉5份、海泡石绒2份、氧化硅超细微粉4份、填充料4份、白岩石9份、焦炭14份、丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂3.3份、激发剂2.5份。
按照本发明的制备方法，制备得到各实施例对应的保温材料，同时取市售的普通保温材料作为对比例，结果如下表：
上表分析可得：
表中导热系数最低的是实施例1，为0.015W/(K·m)，相对于对比例的导热系数降低了25％，导热系数大大降低，相应的保温性能大大提高，说明相对于其他实施例的原料配比及制备方法中的参数设定，实施例2的原料配比及制备方法中的参数是最好的，且包膜膨胀硅藻土、蛇纹石石棉、海泡石绒、氧化硅超细微粉、填充料、焦炭、丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂的相互协同作用做好，其中；
实施例2的导热系数为0.016W/(K·m)，相对于对比例的导热系数降低了20％，保温性能也大大提高；实施例3的导热系数为0.017W/(K·m)，相对于对比例的导热系数降低了15％，保温性能也大大提高；实施例4的导热系数为0.019W/(K·m)，相对于对比例的导热系数降低了5％，保温性能也大大提高。
上表显示，实施例1、2、3、4的导热系数均低于对比例的导热系数，可见本发明的保温材料的保温效果优于现有技术的保温效果，值得推广应用。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种新型岩棉保温材料，其特征在于：所述的新型岩棉保温材料包括如下重量份数的原料：岩棉16-33份、包膜膨胀硅藻土5-19份、蛇纹石石棉5-11份、海泡石绒2-9份、氧化硅超细微粉4-21份、填充料4-11份、白岩石5-9份、焦炭6-14份、丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂2.1-3.3份、激发剂1.2-2.5份。
2.根据权利要求1所述的一种新型岩棉保温材料，其特征在于：所述的新型岩棉保温材料包括如下重量份数的原料：岩棉16-23份、包膜膨胀硅藻土7-19份、蛇纹石石棉6-11份、海泡石绒3-9份、氧化硅超细微粉5-21份、填充料6-11份、白岩石6-9份、焦炭7-14份、丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂2.7-3.3份、激发剂1.7-2.5份。
3.根据权利要求1所述的一种新型岩棉保温材料，其特征在于：所述的新型岩棉保温材料包括如下重量份数的原料：岩棉17份、包膜膨胀硅藻土13份、蛇纹石石棉7份、海泡石绒5份、氧化硅超细微粉13份、填充料7份、白岩石7份、焦炭8份、丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂2.9份、激发剂1.8份。
4.根据权利要求1所述的一种新型岩棉保温材料，其特征在于：所述岩棉23份、包膜膨胀硅藻土9份、蛇纹石石棉8份、海泡石绒3份、氧化硅超细微粉5份、填充料5份、白岩石7份、焦炭8份、丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂2.9份、激发剂1.4份。
5.根据权利要求1所述的一种新型岩棉保温材料，其特征在于：所述包膜膨胀硅藻土通过以下方式制得：
取颗粒大小为90-100目的硅藻土，加入到包衣机中加热至210-250℃，并加入碳酸钙粉末，搅拌均匀，包衣机一端喷洒蒸馏水将硅藻土浸湿，一端喷洒环氧树脂粉料，并不断搅拌30-40min，即得包膜膨胀硅藻土。
6.根据权利要求5所述的一种新型岩棉保温材料，其特征在于：所述硅藻土与碳酸钙粉末的质量比为120：4。
7.根据权利要求1所述的一种新型岩棉保温材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：
步骤一、按照重量配比称量岩棉、包膜膨胀硅藻土、蛇纹石石棉、海泡石绒、氧化硅超细微粉、填充料、白岩石、焦炭；
步骤二、将步骤一的物料混合后粉碎，预热到480-540℃，预热后将原料加入冲天炉中，保持冲天炉中的温度为750-895℃，使原料熔化燃烧；
步骤三、物料纤维化，将熔化的溶液经过离心成纤，变成纤维状，在离心的过程中喷洒丙烯酸乳液-聚乙烯醇防水剂、激发剂；
步骤四、将离心成纤的纤维收集；
步骤五、将收集的纤维变为薄板形纤维条，然后通过摆锤式将纤维成S 型叠加，增加薄板型纤维条的厚度，变为叠加型纤维条；
步骤六、将步骤五中叠加后的叠加型纤维条固化；
步骤七、在固化的同时对叠加型纤维条进行压缩，即可。
8.根据权利要求7所述的新型岩棉保温材料的制备方法，其特征在于：所述填充料成分包括粉煤灰、石灰石、矿渣。
9.根据权利要求7所述的新型岩棉保温材料的制备方法，其特征在于：所述激发剂为碱性激发剂。
10.根据权利要求9所述的新型岩棉保温材料的制备方法，其特征在于：所述碱性激发剂包括如下重量份数的原料：苛性钠12份、钠水玻璃7份、石灰5份、芒硝16份、纯碱4份、二水石膏3份。
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