CN108658468A - 一种生物可溶抗菌超细玻璃棉及其制备方法 - Google Patents

一种生物可溶抗菌超细玻璃棉及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108658468A
CN108658468A CN201710196218.2A CN201710196218A CN108658468A CN 108658468 A CN108658468 A CN 108658468A CN 201710196218 A CN201710196218 A CN 201710196218A CN 108658468 A CN108658468 A CN 108658468A
Authority
CN
China
Prior art keywords
content
mineral wool
biosoluble
temperature
fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710196218.2A
Other languages
English (en)
Inventor
陈舟
祝坤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Ma Valley Fiber New Materials Co Ltd
Original Assignee
Chongqing Ma Valley Fiber New Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Ma Valley Fiber New Materials Co Ltd filed Critical Chongqing Ma Valley Fiber New Materials Co Ltd
Priority to CN201710196218.2A priority Critical patent/CN108658468A/zh
Publication of CN108658468A publication Critical patent/CN108658468A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/04—Manufacture of glass fibres or filaments by using centrifugal force, e.g. spinning through radial orifices; Construction of the spinner cups therefor
    • C03B37/041—Transferring molten glass to the spinner
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00—Fibre or filament compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2213/00—Glass fibres or filaments
    • C03C2213/02—Biodegradable glass fibres

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种生物可溶抗菌超细玻璃棉及其制备方法，该生物可溶抗菌超细玻璃棉的其化学组成按质量份数计为：SiO2含量为60～68份，Al2O3含量为0～3份，CaO与MgO含量之和为6～12份，Na2O与K2O含量之和为15～20份，ZnO含量为0～3份，Ag2O含量为0～6份，B2O3含量4～8份，Fe2O3、SO3、ZrO2、CeO2氧化物含量之和不超过3份，其中CeO2含量不少于0.5份，其具有良好的生物可溶性、抑菌性和保温隔热性能。

Description

一种生物可溶抗菌超细玻璃棉及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种玻璃棉及其制备方法，尤其是涉及一种生物可溶抗菌超细玻璃棉及其制备方法。
背景技术
目前防火多孔无机纤维保温隔热材料，如玻璃棉、矿物棉和岩棉等，已被广泛应用到热管、家电、冷藏、建筑和工业等保温节能领域。传统的无机纤维材料属于SiO2、Al2O3系硅酸盐纤维，它具有优良的隔热性能、化学稳定性和耐腐蚀性。但纤维的直径细，在生产和使用过程中极易被人体呼吸系统吸入肺中，经过长时间也不能完全溶解，因此对人体健康构成了潜在的威胁。国际癌症研究机构(IARC)在2001年对各种无机纤维进行了健康分类，将绝热类玻璃棉、矿物棉及连续玻璃纤维重新分类，从“可能致癌物”升到了“不分类为致癌物”。但是特殊用途的传统玻璃棉，如过滤用玻璃棉和蓄电池隔板棉仍然为“可能致癌物”类别。
欧盟在IARC的基础上建立了以纤维平均直径和纤维成分(欧盟指数KNB＝(Na2O+K2O+CaO+MgO+BaO)×100，式中氧化物含量均为wt％)为标准的生物可溶指标，对无机纤维进行了更严格的规定。欧盟在其“危险品指南(Directive 97/69/EC)”中将无机纤维分为0、1、2、3四类。0类为不分类为致癌物，纤维平均直径大于6μm，如连续玻璃纤维；1类为致癌物，如石棉材料；2类为很可能致癌物，纤维平均直径不大于6μm，欧盟KNB指数小于18；3类为可能致癌物，纤维平均直径不大于6μm，欧盟KNB指数大于18。
随着世界节能事业的发展，我国“十三五”规划在工业、建筑和家电领域对保温节能要求有了更进一步的提高。2015年国际SCI顶级期刊《energy》出版的“Preparation andcharacterization of vacuum insulation panels with super-stratified glassfiber core material”一文中，公开了玻璃棉纤维直径越细，导热系数越低，保温绝热效果越好，直径3μm的玻璃棉制品比直径6μm的玻璃棉制品保温性能提高一倍。但是根据欧盟Directive 97/69/EC，纤维直径小于6μm的玻璃棉属于可能致癌物。
迄今为止，人们对矿物短纤维(矿/岩棉)和玻璃短纤维(玻璃棉)等无机纤维棉对人体健康评价的实验数据主要基于动物实验和对与矿物纤维有长期接触人群的健康统计分析。尽管目前纤维的生物活性对人体的影响及致病机理还没有定论，但是大量的实验数据表明，纤维停留在生物体肺部的时间越长将明显增大病变的风险。若纤维能够在短时间内迅速溶解于人体肺液中就不能诱导肺部病变，由此诞生了生物可溶纤维。因此，德国政府参照欧盟制定了自己的矿物纤维分类标准，于2000年提出新的生物可溶性指标KI指数：KI指数＝[Na2O+K2O+CaO+MgO+BaO+B2O3]-2×(Al2O3)]×100(等式中的氧化物含量均为wt％)。对于经过下列3个生物实验之一合格的为生物可溶纤维：
(1)KI指数大于40；
(2)肺部注入残留实验满足纤维在实验鼠肺中的半消失期小于40天；
(3)动物腹腔注射实验证明为非致癌物。
欧盟也因此对于能在肺液中快速溶解、断裂的矿物纤维判断为0类。
2002年《玻璃纤维》期刊出版的“玻璃纤维、玻璃棉等人造矿物纤维与人体健康”一文中，指出把直径1.5μm、长度>4μm超细玻纤引入胸膜和腹膜内会增加肿瘤罹病率,故而它可能对人体健康存在一定潜在危险。
2014年《环境与职业医学》期刊出版的“人造矿物纤维绝热棉对作业工人呼吸系统的影响”一文中，公开了接触人造矿物纤维绝热棉对呼吸系统具有一定的健康影响，可导致以限制性通气功能障碍为主的肺通气功能损害，可能具有一定的致纤维化作用。
目前国内市场上普通玻璃棉保温材料平均纤维直径为6μm以上，不易吸入生物体肺中。但是随着超细成纤技术的不断发展，平均纤维直径小于6μm的超细玻璃纤维棉和微纤维玻璃棉不断涌入市场。这类产品基本都属于欧盟2类“很可能致癌物”和3类“可能致癌物”类别，对生产人员和使用人员造成潜在的生命安全威胁。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术的不足，提供了一种生物可溶抗菌超细玻璃棉及其制备方法，该生物可溶抗菌超细玻璃棉具有良好的生物可溶性、抗菌性和保温隔热性能。
为实现本发明的目的采用的技术方案是：提供了一种生物可溶抗菌超细玻璃棉，其特征在于其化学组成按质量份数计为：SiO2含量为60～68份，Al2O3含量为0～3份，CaO与MgO含量之和为6～12份，Na2O与K2O含量之和为15～20份，ZnO含量为0～3份，Ag2O含量为0～6份，B2O3含量4～8份，Fe2O3、SO3、ZrO2、CeO2氧化物含量之和不超过3份，其中CeO2含量不少于0.5份。
进一步地，生产上述玻璃棉的原材料为352-367kg石英砂、8-20kg水、155-170kg纯碱、58-70kg硼砂、10-25kg方解石、70-90kg白云石、30-45kg长石、5-15kg氧化锌、28-45kg硝酸银以及120-155kg碎玻璃。
进一步地，所述的生物可溶抗菌超细玻璃纤维棉的纤维直径分布区间为0～10μm，纤维平均纤维直径小于6μm。
进一步地，所述的生物可溶抗菌超细玻璃纤维棉的纤维长度分布区间为0～500mm，纤维平均长度小于200mm。
本发明还公开了上述生物可溶抗菌超细玻璃纤维棉的制备方法，其特征在于包括下述顺序的步骤：
(1)在混合机中将石英砂和水按一定比例混合，再加入纯碱和硼砂这两种轻质原料，最后按顺序加入方解石、白云石、长石、氧化锌和硝酸银原料以及碎玻璃，搅拌混合1～5min，转速为20～40rad/min；
(2)在常规的马蹄焰窑炉或全电熔窑炉及料道中，将上述混合料熔融、澄清和均化成液态玻璃，熔融温度为1300℃～1450℃，澄清和均化温度为1100℃～1250℃；
(3)将上述液态玻璃导入高速旋转的离心器中高速离心纤维化，液态玻璃根部流股温度为1030℃～1100℃，离心器温度为950℃～1100℃，转速为2500rad/min～4000rad/min；
(4)采用梯度高温气流拉伸上述高速纤维化的液态玻璃，顶部气流温度为1200℃～1500℃，底部气流温度为1000℃～1200℃，气流流量为30～60m3/min；
(5)采用压缩空气冷却上述拉伸纤维，得到生物可溶抗菌超细玻璃棉，压缩空气温度为30℃～80℃，气流流量为2～5m3/min。
应用效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
(1)该玻璃纤维棉纤维直径细，导热系数低(常温导热系数可以低至0.03W/(m·K))，保温效果好。
(2)该玻璃纤维棉一旦被生物体吸入呼吸系统，甚至进入肺部，其半衰期小于40天，可以很快被生物体肺液溶解，不会引发炎症。
(3)该玻璃纤维棉用于家电、工业、建筑保温时，具有抑制真菌和细菌的生长和繁殖作用。
附图说明
图1为本发明的一种生物可溶抗菌超细玻璃棉的扫描电镜(SEM)下微观结构照片和纤维直径分布。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，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，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
实施例
在混合机中将360kg石英砂和15kg水混合，再加入161kg纯碱和60kg硼砂，最后按顺序加入15kg方解石、85kg白云石、38kg长石、8kg氧化锌和32kg硝酸银以及135kg碎玻璃，搅拌混合4min，转速为30rad/min；在常规的马蹄焰窑炉中将上述混合料熔融、澄清和均化成液态玻璃，熔融温度为1340℃，澄清和均化温度为1100℃～1200℃；将上述液态玻璃导入高速旋转的离心器中高速离心纤维化，液态玻璃根部流股温度为1040℃，离心器平均温度为980℃，转速为2900rad/min；采用梯度高温气流拉伸上述高速纤维化的液态玻璃，顶部气流温度为1400℃，底部气流温度为1100℃，气流流量为42m3/min；采用压缩空气冷却上述拉伸纤维，得到生物可溶抗菌超细玻璃纤维棉，压缩空气温度为50℃，气流流量为3m3/min。
上述仅为本发明的单个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种生物可溶抗菌超细玻璃棉，其特征在于其化学组成按质量份数计为：SiO2含量为60～68份，Al2O3含量为0～3份，CaO与MgO含量之和为6～12份，Na2O与K2O含量之和为15～20份，ZnO含量为0～3份，Ag2O含量为0～6份，B2O3含量4～8份，Fe2O3、SO3、ZrO2、CeO2氧化物含量之和不超过3份，其中CeO2含量不少于0.5份。
2.根据权利要求1所述的生物可溶抗菌超细玻璃棉，其特征在于，生产上述玻璃棉的原材料为352-367kg石英砂、8-20kg水、155-170kg纯碱、58-70kg硼砂、10-25kg方解石、70-90kg白云石、30-45kg长石、5-15kg氧化锌、28-45kg硝酸银以及120-155kg碎玻璃。
3.根据权利要求1或2所述的生物可溶抗菌超细玻璃棉，其特征在于所述玻璃棉的纤维直径分布区间为0～10μm，纤维平均纤维直径小于6μm。
4.根据权利要求1或2所述的生物可溶抗菌超细玻璃棉，其特征在于所述玻璃棉的纤维长度分布区间为0～500mm，纤维平均长度小于200mm。
5.根据权利要求1-4任一项上述生物可溶抗菌超细玻璃棉的制备方法，其特征在于包括下述顺序的步骤：
(1)在混合机中将石英砂和水按一定比例混合，再加入纯碱和硼砂这两种轻质原料，最后按顺序加入方解石、白云石、长石、氧化锌和硝酸银原料以及碎玻璃，搅拌混合1～5min，转速为20～40rad/min；
(2)在常规的马蹄焰窑炉或全电熔窑炉及料道中将上述混合料熔融、澄清和均化成液态玻璃，熔融温度为1300℃～1450℃，澄清和均化温度为1100℃～1250℃；
(3)将上述液态玻璃导入高速旋转的离心器中高速离心纤维化，液态玻璃根部流股温度为1030℃～1100℃，离心器温度为950℃～1100℃，转速为2500rad/min～4000rad/min；
(4)采用梯度高温气流拉伸上述高速纤维化的液态玻璃，顶部气流温度为1200℃～1500℃，底部气流温度为1000℃～1200℃，气流流量为30～60m3/min；
(5)采用压缩空气冷却上述拉伸纤维，得到生物可溶抗菌超细玻璃棉，压缩空气温度为30℃～80℃，气流流量为2～5m3/min。
CN201710196218.2A 2017-03-29 2017-03-29 一种生物可溶抗菌超细玻璃棉及其制备方法 Pending CN108658468A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710196218.2A CN108658468A (zh) 2017-03-29 2017-03-29 一种生物可溶抗菌超细玻璃棉及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710196218.2A CN108658468A (zh) 2017-03-29 2017-03-29 一种生物可溶抗菌超细玻璃棉及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108658468A true CN108658468A (zh) 2018-10-16

Family

ID=63785884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710196218.2A Pending CN108658468A (zh) 2017-03-29 2017-03-29 一种生物可溶抗菌超细玻璃棉及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108658468A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113213767A (zh) * 2021-05-29 2021-08-06 神州节能科技集团有限公司 一种防霉抗菌的玻璃棉制品及其制备方法
CN113402175A (zh) * 2021-07-06 2021-09-17 山东鲁阳节能材料股份有限公司 一种可溶玻璃纤维毯及其制备方法
CN113800772A (zh) * 2021-07-31 2021-12-17 广东金发科技有限公司 一种长效抗菌玻璃纤维、尼龙模塑组合物及其制备方法和应用
WO2022257359A1 (zh) * 2021-06-10 2022-12-15 浙江福莱新材料股份有限公司 介孔玻璃纤维及其制备方法和分级孔道纤维棉及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113213767A (zh) * 2021-05-29 2021-08-06 神州节能科技集团有限公司 一种防霉抗菌的玻璃棉制品及其制备方法
WO2022257359A1 (zh) * 2021-06-10 2022-12-15 浙江福莱新材料股份有限公司 介孔玻璃纤维及其制备方法和分级孔道纤维棉及其制备方法
CN113402175A (zh) * 2021-07-06 2021-09-17 山东鲁阳节能材料股份有限公司 一种可溶玻璃纤维毯及其制备方法
CN113800772A (zh) * 2021-07-31 2021-12-17 广东金发科技有限公司 一种长效抗菌玻璃纤维、尼龙模塑组合物及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108658468A (zh) 一种生物可溶抗菌超细玻璃棉及其制备方法
Militký et al. Influence of thermal treatment on tensile failure of basalt fibers
US6358871B1 (en) Low-boron glass fibers and glass compositions for making the same
CN106458716B (zh) 收缩率和强度改善的无机纤维
US7704902B2 (en) Glass fibre compositions
CN101830639A (zh) 用于玻璃纤维的低硼玻璃、玻璃纤维及玻璃纤维的制造方法
JPH09503476A (ja) 高温繊維化のための組成物
CN101715432A (zh) 能增强有机和/或无机材料的玻璃丝
CN104973791A (zh) 一种无碱玻璃纤维纱的生产工艺
JP2012211417A (ja) 無機繊維質ペーパー及びその製造方法
US9771294B1 (en) Basalt fibers produced from high temperature melt
CN103361995B (zh) 玄武岩纤维与阻燃粘胶的混纺织物
CN103951268A (zh) 一种耐高温玄武岩纤维组合物
JP2015193522A (ja) ガラス製造用カオリン原料及びガラス繊維の製造方法
KR20130067421A (ko) 염용해성이 향상된 미네랄울 섬유 조성물 및 이로부터 얻어진 미네랄울 섬유를 함유하는 건축자재
CZ289399B6 (cs) Kompozice pro minerální vlákna
CN102167600A (zh) 环保型可降解耐火陶瓷纤维及制备方法
CN103172265A (zh) 一种高强度玻璃纤维及其制备方法
DK2956420T3 (en) Temperature resistant alumosilicate fiberglass and method of making and using it
CN102690063A (zh) 一种改性的玄武岩复合材料及制备方法
CN108658457A (zh) 一种生物可溶性超细玻璃棉及其制备方法
CN102627397B (zh) 利用红土镍矿冶炼镍铁剩余熔融渣生产硅酸镁纤维毯的方法
CN100360444C (zh) 一种纳米级玻璃纤维棉及其制造工艺和装置
CN104692669A (zh) 一种玻璃纤维的生产工艺
CN103058637A (zh) 800度镁橄榄石耐火纤维

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20181016

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication