CN108863294A - 一种新型复合岩棉气凝胶保温板、复合板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种新型复合岩棉气凝胶保温板及其制备方法，其将二氧化硅气凝胶在制备岩棉板的过程中直接加入，具体的二氧化硅气凝胶均匀喷洒于蓬松的岩棉丝之间，含有二氧化硅气凝胶的蓬松的岩棉丝沿着纵向流动的过程中不断被压缩收紧，收缩压紧后形成岩棉带，将多根岩棉带平铺压紧形成本发明提出的新型复合岩棉气凝胶保温板。这样可以使得二氧化硅气凝胶直接寄生在岩棉板中。同时，本发明还提出包含以上复合岩棉气凝胶保温板的复合板，其包括复合岩棉气凝胶保温板主体A，砂浆层B，其特征在于：砂浆层B位于复合岩棉气凝胶保温板主体A纵切面的两侧。

Description

一种新型复合岩棉气凝胶保温板、复合板及其制备方法
技术领域
本发明涉及到建筑用保温材料技术领域，较为具体的，涉及到一种新型复合岩棉气凝胶保温板、复合板及其制备方法。
背景技术
目前常用的墙体保温材料主要分为无机和有机两类，有机材料质量轻、保温、隔热效果好，但是其最大的缺陷是防火安全性能差，易燃烧，且燃烧时烟雾大、毒性大、使用安全性不如无机材料好。无机材料防火性能好，且不具毒性，但是其保温效果比有机材料差。
岩棉板作为无机保温材料的一种，由于其具有优良的物理和尺寸稳定性，与水泥砂浆有亲和性，所以被广泛应用与建筑外墙作为保温材料，虽然岩棉板能够起到一定的保温、隔热、吸音、降噪作用，但是作为外墙保温用的现有岩棉板导热系数高，一般为0.040～0.048W/(m·K)，保温效果不理想，难以满足建筑节能75％标准要求。
二氧化硅气凝胶是一种保温隔热性能非常优秀的纳米多孔非晶固体材料，其孔隙率高达80～99.8％，孔洞的典型尺寸为1～100nm，比表面积为200～1000m2/g，密度低达3kg/m3，常温导热系数0.02W/(m·K)，具有极为优秀的保温性能和阻燃性，是新型节能环保保温材料，但是由于其材质比较轻柔，且没有一定的强度，所以无法上墙施工。
表1为常用的建筑保温材料的导热系数和燃烧性能的比较，其中导热系数越低，保温性能越好；燃烧性能是根据国家标准GB8624-2006对建筑材料的燃烧新型的划分，A级表示不燃性建筑材料，B级表示难燃性建筑材料，故从燃烧性能来说A级的建筑材料比B级的建筑材料安全。
表1：常用的建筑保温材料的导热系数和燃烧性能对比
从表1中可以看出，岩棉板的导热系数在A级保温材料中比较优秀，但是和B级保温材料相比还是有劣势，在我过北方地区把岩棉板作为建筑外墙的保温材料时，为了达到保温要求，就必须增加岩棉板的厚度，增加岩棉板的厚度就会带来安全问题，增加施工难度和施工成本。
为了解决以上问题，有申请号为CN201310689945.5的发明专利提出一种二氧化硅气凝胶改性外保温用岩棉板的制备方法，其主要包括如下步骤：第一步，制备改性二氧化硅气凝胶浆体；第二步，岩棉板完全浸泡在改性二氧化硅气凝胶浆体中，然后在进行晾干并干燥。采用这种做法虽然能够将气凝胶添加到岩棉板中，也能改善岩棉板的保温性能，但是制备过程较为繁琐，且能耗较高，而且改性二氧化硅气凝胶在岩棉板中的含量也不好控制，也无法保证改性二氧化硅气凝胶在岩棉板中的分布均匀度。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种新型复合岩棉气凝胶保温板及其制备方法，其将二氧化硅气凝胶在制备岩棉板的过程中直接加入，具体的二氧化硅气凝胶均匀喷洒于蓬松的岩棉丝之间，含有二氧化硅气凝胶的蓬松的岩棉丝沿着纵向流动的过程中不断被压缩收紧，收缩压紧后形成岩棉束，将多股岩棉束平铺压紧形成本发明提出的新型复合岩棉气凝胶保温板。这样可以使得二氧化硅气凝胶直接寄生在岩棉板中，而不需要在岩棉板制备完成后，再通过二氧化硅气凝胶来对岩棉板进行二次处理，减少了复合岩棉气凝胶保温板的生产周期，且二氧化硅气凝胶的添加量变得更加容易控制，分散均匀度也能够提升。另外，本发明还提出包含以上新型复合岩棉气凝胶保温板的复合板。
一种复合岩棉气凝胶保温板的制备方法，其包括如下步骤：
制备岩棉丝：将矿石粉碎加入冲天炉，炉温为1470℃～1570℃，充入液氧，融熔，岩浆通过四辊离心机在6200～8000转/mi n高速旋转状态下被甩出，形成岩棉丝；
制备岩棉束：在四辊离心机甩棉时同步喷酚醛树脂粘结剂、集棉机上方开口处均匀喷洒二氧化硅气凝胶，岩棉丝在集棉机离心旋转中不断被收集，直至从集棉机的出口出来，形成复合岩棉气凝胶岩棉束；
制备岩棉板：通过摆锤机将多条岩棉束打褶平铺，然后送入压棉机、固化炉，经过压紧、固化定型后形成本发明的复合岩棉气凝胶保温板。
进一步的，在制备岩棉带的过程中，岩棉丝从四辊离心机被甩出，刚刚进入到压紧装置时的密度为29Kg/m3～31Kg/m3,厚度为78cm～82cm；复合岩棉气凝胶岩棉板从固化炉出口出来时候的密度为150Kg/m3～160Kg/m3,厚度为15±0.2cm。
进一步的，矿石包括玄武岩、石灰石、矿渣、焦炭、硅藻土中的一种或多种的混合物。
进一步的，采用本发明的方法制备出来的复合岩棉气凝胶岩棉板的导热系数为0.020～0.030W/(m·K)，燃烧性能为A级，拉伸强度为10kPa，厚度为20～150mm可调。
采用本发明的复合岩棉气凝胶保温板的制备方法，可以在岩棉生产的过程中直接添加二氧化硅气凝胶，可以有效缩短复合岩棉气凝胶保温板的制备过程，同时还能使得二氧化硅气凝胶的添加量更加可控。且最终生产出来的复合岩棉气凝胶保温板不但保持A级燃烧性能，同时还能够提升保温性能和憎水性能。
进一步的，本发明还提出包含以上复合岩棉气凝胶保温板的复合板，其包括复合岩棉气凝胶保温板主体A，砂浆层B，其特征在于：砂浆层B位于复合岩棉气凝胶保温板主体A纵切面的两侧。
进一步优选的，砂浆层B内还设有一层网格布C。
进一步优选的，砂浆层B的厚度为2～3mm，且砂浆层B可以将网格布C完全包覆，网格布C有增强和抗裂作用。
采用包含以上复合岩棉气凝胶保温板的复合板，不但具有优异的保温性能和较低的导热系数，同时还可以有效提升复合岩棉气凝胶保温板的复合板与砂浆之间的粘附力，其工作原理如下：通常情况下，由于岩棉板的制备工艺的限制，使得岩棉丝随着加工方向流动，所以最终形成岩棉带或者岩棉板的时候，内部单根的岩棉丝都是平铺的，基本与两个外表面平行，所以岩棉板的两个外表面的拉伸强度较低，通常为0.01MPa左右，此时在岩棉板的两个外表面上直接上砂浆，此时的砂浆即使粘附在岩棉板上，也很容易脱落，所以为了改善岩棉板与砂浆之间的附着力，在岩棉板的两个表面上平铺网格布，通过增加网格布增加砂浆与岩棉板之间的附着力。而本发明的包含以上复合岩棉气凝胶保温板的复合板，没有选用在两个外表面上砂浆，而是在复合岩棉气凝胶保温板主体A纵切面的两侧上砂浆层，其使得砂浆与岩棉丝的不规则端部接触，每一根岩棉丝的不规则端部都像触角一样牢牢地抓住砂浆，增加了岩棉板与砂浆之间的粘附力度，复合岩棉气凝胶保温板主体A的纵切面的拉伸强度为0.1MPa以上,竖丝比横丝相比拉伸强度提升了10倍以上。
附图说明：
图1为本发明的复合岩棉气凝胶保温板中岩棉丝和气凝胶的分布图。
图2为具体实施案例2的包含复合岩棉气凝胶保温板的复合板的结构示意图。
图3为具体实施案例3的包含复合岩棉气凝胶保温板的复合板的结构示意图。
编号对应的具体结构如下：
复合岩棉气凝胶保温板主体 A
砂浆层 B
网格布 C
单根岩棉丝 1
气凝胶 2
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
具体实施案例1：
一种复合岩棉气凝胶保温板的制备方法，其包括如下步骤：
制备岩棉丝：将矿石粉碎加入冲天炉，炉温为1470℃～1570℃，充入液氧，融熔，岩浆通过四辊离心机在6200～8000转/min高速旋转状态下被甩出，形成岩棉丝；
制备岩棉束：在四辊离心机甩棉时同步喷酚醛树脂粘结剂、集棉机上方开口处均匀喷洒二氧化硅气凝胶，岩棉丝在集棉机离心旋转中不断被收集，直至从集棉机的出口出来，形成复合岩棉气凝胶岩棉束；
制备岩棉板：通过摆锤机将多条岩棉束打褶平铺，然后送入压棉机、固化炉，经过压紧、固化定型后形成本发明的复合岩棉气凝胶保温板。
进一步的，在制备岩棉带的过程中，岩棉丝从四辊离心机被甩出，刚刚进入到压紧装置时的密度为29Kg/m3～31Kg/m3,厚度为78cm～82cm；复合岩棉气凝胶岩棉板从固化炉出口出来时候的密度为150Kg/m3～160Kg/m3,厚度为15±0.2cm。
进一步的，矿石包括玄武岩、石灰石、矿渣、焦炭、硅藻土中的一种或多种的混合物。
进一步的，采用本发明的方法制备出来的复合岩棉气凝胶岩棉板的导热系数为0.020～0.030W/(m·K)，燃烧性能为A级，拉伸强度为10kPa，厚度为20～150mm可调。
采用本发明的复合岩棉气凝胶保温板的制备方法，可以在岩棉生产的过程中直接添加二氧化硅气凝胶，可以有效缩短复合岩棉气凝胶保温板的制备过程，同时还能使得二氧化硅气凝胶的添加量更加可控。且最终生产出来的复合岩棉气凝胶保温板不但保持A级燃烧性能，同时还能够提升保温性能和憎水性能。
具体实施案例2：
本发明还提出包含具体实施案例1的复合岩棉气凝胶保温带，其由复合岩棉气凝胶保温板按要求的厚度纵切而成，将横丝变为竖丝，提高拉伸强度，保障表面平整度。
具体实施案例3：
本发明还提出包含具体实施案例2的复合岩棉气凝胶保温带的复合板(也称岩棉带组合板)，其包括复合岩棉气凝胶保温板主体A，砂浆层B、网格布C，其特征在于：砂浆层B位于复合岩棉气凝胶保温板主体A纵切面的两侧，且砂浆层内还设有一层网格布C，C有增强和抗裂功能。
具体实施案例2和具体实施案例3的包含以上复合岩棉气凝胶保温带及其复合板，不但具有优异的保温性能和较低的导热系数，同时还可以有效提升制品与砂浆之间的粘附力，其工作原理如下：通常情况下，由于岩棉板的制备工艺的限制，使得岩棉丝随着加工方向流动，所以最终形成岩棉束或者岩棉板的时候，内部单根的岩棉丝都是平铺的，基本与两个外表面平行，所以岩棉板垂直于板面的拉伸强度较低，通常为0.01MPa左右，此时在岩棉板的两个外表面上直接上砂浆，此时的砂浆即使粘附在岩棉板上，也很容易脱落，所以为了改善岩棉板与砂浆之间的附着力，在岩棉板的两个表面上喷界面砂浆，用以增加砂浆与岩棉板之间的附着力。而本发明的包含以上复合岩棉气凝胶保温带及其复合板，通过纵向切割，从而改变丝的方向，其使得砂浆与岩棉丝的不规则端部接触，每一根岩棉丝的不规则端部都像触角一样牢牢地抓住砂浆，增加了岩棉板与砂浆之间的粘附力度。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种复合岩棉气凝胶保温板的制备方法，其包括如下步骤：
制备岩棉丝：将矿石粉碎加入冲天炉，炉温为1470℃～1570℃，充入液氧，融熔，岩浆通过四辊离心机在6200～8000转/mi n高速旋转状态下被甩出，形成岩棉丝；
制备岩棉束：在四辊离心机甩棉时同步喷酚醛树脂粘结剂、集棉机上方开口处均匀喷洒二氧化硅气凝胶，岩棉丝在集棉机离心旋转中不断被收集，直至从集棉机的出口出来，形成复合岩棉气凝胶岩棉束；
制备岩棉板：通过摆锤机将多条岩棉束打褶平铺，然后送入压棉机、固化炉，经过压紧、固化定型后形成本发明的复合岩棉气凝胶保温板。
2.如权利要求1所述的复合岩棉气凝胶保温板的制备方法，其特征在于：复合岩棉气凝胶保温板是在岩棉生产线上将岩棉和气凝胶同步复合而成。
3.采用权利要求1或2的方法制备的复合岩棉气凝胶保温板。
4.包含权利要求3所述的复合岩棉气凝胶保温板纵向切割而成的复合岩棉气凝胶保温带。
5.包含权利要求4所述的复合岩棉气凝胶保温带的复合板，其包括复合岩棉气凝胶保温带主体A，砂浆层B，其特征在于：砂浆层B位于复合岩棉气凝胶保温板主体A纵切面的两侧。
6.如权利要求5所述的复合岩棉气凝胶保温带的复合板，其特征在于：砂浆层B中还附设有一层网格布C。
7.如权利要求6所述的复合岩棉气凝胶保温带的复合板，其特征在于：砂浆层B的厚度为2～3mm，且砂浆层B可以将网格布C完全包覆。
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