CN109942199B - 一种玻璃棉的制备方法及玻璃棉 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种玻璃棉的制备方法及玻璃棉。玻璃棉的制备方法，包括以下步骤：将玻璃棉原料加热融化，然后用离心喷吹法将所述玻璃棉原料纤维化得到玻璃纤维；在所述玻璃纤维的表面喷吹熔融状态的粘结剂，得到丝状材料；所述粘结剂包括酚醛树脂、硅微粉和锆英砂；将所述丝状材料集棉后进行热固化，然后冷却、切割得到所述玻璃棉。一种玻璃棉，由所述的制备方法制得。本申请提供的制备方法制得的玻璃棉，耐温效果更好、硬度更高、更环保。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃棉领域，具体而言，涉及一种玻璃棉的制备方法及玻璃棉。
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。
现有的生产方法成本较高，且得到的成品玻璃棉硬度较低、耐温性较差，而且不环保。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种玻璃棉的制备方法，工艺简单易操作，制得的玻璃棉耐温性能好、硬度高，绿色环保。
本发明的第二目的在于提供一种玻璃棉，由所述制备方法制得。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种玻璃棉的制备方法，包括以下步骤：
将玻璃棉原料加热融化，然后用离心喷吹法将所述玻璃棉原料纤维化得到玻璃纤维；
在所述玻璃纤维的表面喷吹熔融状态的粘结剂，得到丝状材料；所述粘结剂包括酚醛树脂、硅微粉和锆英砂；
将所述丝状材料集棉后进行热固化，然后冷却、切割得到所述玻璃棉。
在酚醛树脂中加入硅微粉和锆英砂，替代部分酚醛树脂，可以降低生产成本，同时使得产品更加环保。熔融的粘结剂喷吹到玻璃纤维的表面，在硅微粉和锆英砂参与下，可以更好的融入玻璃纤维的内部，更好的发挥粘结作用，进而提升玻璃棉的耐温性能和硬度30％以上。
优选地，所述玻璃棉原料，以重量份数计，包括：玻璃80-95份、纯碱5-10份、氧化钙1-3份、氧化钠1-3份、氧化镁1-5份、六硝基合钴酸钾钠0.5-2份。
在原料中加入氧化物和纯碱、六硝基合钴酸钾钠，可以改善玻璃原料在制备成纤维时的内部结构，提升纤维的耐温性能和强度。
更加优选地，所述玻璃棉原料，以重量份数计，还包括：MgAl2O40.5-1份、MnFe2O40.3-0.5份、ZnFe2O40.1-0.3份、NiFe2O41-2份、FeMnCuO40.1-0.5份。
加入上述氧化物，能够改善氧化钙、氧化钠、氧化镁等氧化物之间的匹配度，进一步提升耐温性能和强度。
优选地，所述粘结剂，以重量份数计，包括：酚醛树脂80-90份、硅微粉5-10份和锆英砂5-10份。
对用量的优选，可以进一步提升粘结剂的效果。
更加优选地，所述粘结剂，以重量份数计，还包括：壳聚糖5-15份。
壳聚糖的加入可以优化硅微粉和锆英砂与酚醛树脂的匹配，更好的在玻璃纤维的内部和表面进行分布，改善硅微粉和锆英砂的加入所带来的负面影响。
优选地，所述硅微粉的粒径为400-600目。
优选地，所述粘结剂的用量为所述玻璃纤维总质量的5-10％。
控制粘结剂的使用量，既能控制成本，又能保证集棉效果，保证耐温性能和强度。
优选地，所述冷却和所述切割之间还包括二次升温处理和二次冷却处理。
对冷却之后的玻璃棉，再次进行升温处理，可以实现原料和粘结剂在微观上的重新排布，进一步提升耐温性能和强度。
更加优选地，所述二次升温处理的处理温度为190-220℃，保温10-20min。
二次升温温度和保温时间的控制，可以很好的控制微观排布的进程和效果。
一种玻璃棉，由所述的制备方法制得。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)在酚醛树脂中加入硅微粉和锆英砂，替代部分酚醛树脂，可以降低生产成本，同时使得产品更加环保；
(2)熔融的粘结剂喷吹到玻璃纤维的表面，在硅微粉和锆英砂参与下，可以更好的融入玻璃纤维的内部，更好的发挥粘结作用；
(3)玻璃棉的耐温性能和硬度提升30％左右。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
实施例1
将玻璃棉原料从原料仓中送至窑炉中进行加热融化，然后用离心机将处于熔融状态的玻璃棉原料用离心喷吹法将玻璃棉原料进行纤维化得到玻璃纤维；玻璃棉原料包括玻璃80份、纯碱10份、氧化钙1份、氧化钠3份、氧化镁1份、六硝基合钴酸钾钠2份；
在玻璃纤维的表面喷吹熔融状态的粘结剂，得到丝状材料；粘结剂包括酚醛树脂80份、硅微粉10份和锆英砂5份；硅微粉的粒径为600目；粘结剂的用量为玻璃纤维总质量的5％；
将丝状材料集棉后送至固化炉进行热固化，得到基本成型的玻璃棉，然后输送至冷却段进行冷却，冷却结束后切割得到玻璃棉，继续进行贴面、包装、卷毡处理得到成品。
实施例2
将玻璃棉原料从原料仓中送至窑炉中进行加热融化，然后用离心机将处于熔融状态的玻璃棉原料用离心喷吹法将玻璃棉原料进行纤维化得到玻璃纤维；玻璃棉原料包括玻璃95份、纯碱5份、氧化钙3份、氧化钠1份、氧化镁5份、六硝基合钴酸钾钠0.5份、MgAl2O41份、MnFe2O40.3份、ZnFe2O40.3份、NiFe2O41份、FeMnCuO40.5份；
在玻璃纤维的表面喷吹熔融状态的粘结剂，得到丝状材料；粘结剂包括酚醛树脂90份、硅微粉5份、锆英砂10份；硅微粉的粒径为400目；粘结剂的用量为玻璃纤维总质量的10％；
将丝状材料集棉后送至固化炉进行热固化，得到基本成型的玻璃棉，然后输送至冷却段进行冷却，冷却结束后切割得到玻璃棉，继续进行贴面、包装、卷毡处理得到成品。
实施例3
将玻璃棉原料从原料仓中送至窑炉中进行加热融化，然后用离心机将处于熔融状态的玻璃棉原料用离心喷吹法将玻璃棉原料进行纤维化得到玻璃纤维；玻璃棉原料包括玻璃90份、纯碱8份、氧化钙2份、氧化钠2份、氧化镁3份、六硝基合钴酸钾钠1份、MgAl2O40.5份、MnFe2O40.5份、ZnFe2O40.1份、NiFe2O42份、FeMnCuO40.1份；
在玻璃纤维的表面喷吹熔融状态的粘结剂，得到丝状材料；粘结剂包括酚醛树脂85份、硅微粉8份、锆英砂6份、壳聚糖10份；硅微粉的粒径为500目；粘结剂的用量为玻璃纤维总质量的8％；
将丝状材料集棉后送至固化炉进行热固化，得到基本成型的玻璃棉，然后输送至冷却段进行冷却，冷却结束后切割得到玻璃棉，继续进行贴面、包装、卷毡处理得到成品。
实施例4
将玻璃棉原料从原料仓中送至窑炉中进行加热融化，然后用离心机将处于熔融状态的玻璃棉原料用离心喷吹法将玻璃棉原料进行纤维化得到玻璃纤维；玻璃棉原料包括玻璃85份、纯碱6份、氧化钙1.5份、氧化钠2.5份、氧化镁2份、六硝基合钴酸钾钠1.5份、MgAl2O40.8份、MnFe2O40.4份、ZnFe2O40.2份、NiFe2O41.5份、FeMnCuO40.3份；
在玻璃纤维的表面喷吹熔融状态的粘结剂，得到丝状材料；粘结剂包括酚醛树脂88份、硅微粉6份、锆英砂8份、壳聚糖5份；硅微粉的粒径为500目；粘结剂的用量为玻璃纤维总质量的6％；
将丝状材料集棉后送至固化炉进行热固化，得到基本成型的玻璃棉，然后输送至冷却段进行冷却，冷却结束后进行二次升温至220℃，保温10min后二次冷却，切割得到玻璃棉，继续进行贴面、包装、卷毡处理得到成品。
实施例5
将玻璃棉原料从原料仓中送至窑炉中进行加热融化，然后用离心机将处于熔融状态的玻璃棉原料用离心喷吹法将玻璃棉原料进行纤维化得到玻璃纤维；玻璃棉原料包括玻璃88份、纯碱9份、氧化钙2.5份、氧化钠1.5份、氧化镁4份、六硝基合钴酸钾钠0.8份、MgAl2O40.6份、MnFe2O40.3份、ZnFe2O40.1份、NiFe2O41份、FeMnCuO40.2份；
在玻璃纤维的表面喷吹熔融状态的粘结剂，得到丝状材料；粘结剂包括酚醛树脂82份、硅微粉7份、锆英砂9份、壳聚糖15份；硅微粉的粒径为600目；粘结剂的用量为玻璃纤维总质量的7％；
将丝状材料集棉后送至固化炉进行热固化，得到基本成型的玻璃棉，然后输送至冷却段进行冷却，冷却结束后进行二次升温至190℃，保温20min后二次冷却，切割得到玻璃棉，继续进行贴面、包装、卷毡处理得到成品。
实施例6
将玻璃棉原料从原料仓中送至窑炉中进行加热融化，然后用离心机将处于熔融状态的玻璃棉原料用离心喷吹法将玻璃棉原料进行纤维化得到玻璃纤维；玻璃棉原料包括玻璃92份、纯碱7份、氧化钙2份、氧化钠2份、氧化镁1.5份、六硝基合钴酸钾钠1.2份、MgAl2O40.5份、MnFe2O40.5份、ZnFe2O40.2份、NiFe2O40.8份、FeMnCuO40.4份；
在玻璃纤维的表面喷吹熔融状态的粘结剂，得到丝状材料；粘结剂包括酚醛树脂86份、硅微粉9份、锆英砂5.5份、壳聚糖8份；硅微粉的粒径为500目；粘结剂的用量为玻璃纤维总质量的9％；
将丝状材料集棉后送至固化炉进行热固化，得到基本成型的玻璃棉，然后输送至冷却段进行冷却，冷却结束后进行二次升温至2℃，保温15min后二次冷却，切割得到玻璃棉，继续进行贴面、包装、卷毡处理得到成品。
为了更好的说明本申请提供的方案的有益效果，进行对比实验，具体如下：
比较例1
与实施例1相比，区别在于，玻璃棉原料为碎玻璃。
比较例2
与实施例2相比，区别在于，玻璃棉原料为玻璃、纯碱、氧化钙、氧化钠和氧化镁。
比较例3
与实施例3相比，区别在于，玻璃棉原料为玻璃和六硝基合钴酸钾钠。比较例4
与实施例4相比，区别在于，粘结剂为酚醛树脂。
比较例5
与实施例5相比，区别在于，粘结剂不含硅微粉。
比较例6
与实施例6相比，区别在于，粘结剂不含锆英砂。
对实施例1-6和比较例1-6得到的玻璃棉按照GB/T 13350-2008测试导热系数和热荷收缩温度，并测试80mm厚度的抗压强度，结果如下表1所示：
表1性能测试结果
由上表1可知，在原料中加入纯碱、氧化钙、氧化钠、氧化镁、六硝基合钴酸钾钠、MgAl2O4、MnFe2O4、ZnFe2O4、NiFe2O4、FeMnCuO4，在粘结剂中加入硅微粉、锆英砂、壳聚糖，均有利于提升玻璃棉的耐温和强度性能。使用二次升温和二次冷却的处理方式，也可以很好的提升玻璃棉的耐温和强度性能。
本申请提供的玻璃棉的制备方法制得的玻璃棉，生产成本低、更加环保、耐温和强度性能好。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
Claims (9)
1.一种玻璃棉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将玻璃棉原料加热融化，然后用离心喷吹法将所述玻璃棉原料纤维化得到玻璃纤维；
在所述玻璃纤维的表面喷吹熔融状态的粘结剂，得到丝状材料；所述粘结剂包括酚醛树脂、硅微粉和锆英砂；
将所述丝状材料集棉后进行热固化，然后冷却、切割得到所述玻璃棉；
所述玻璃棉原料，以重量份数计，包括：玻璃80-95份、纯碱5-10份、氧化钙1-3份、氧化钠1-3份、氧化镁1-5份、六硝基合钴酸钾钠0.5-2份。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃棉原料，以重量份数计，还包括：MgAl2O4 0.5-1份、MnFe2O4 0.3-0.5份、ZnFe2O4 0.1-0.3份、NiFe2O4 1-2份、FeMnCuO40.1-0.5份。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂，以重量份数计，包括：酚醛树脂80-90份、硅微粉5-10份和锆英砂5-10份。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂，以重量份数计，还包括：壳聚糖5-15份。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅微粉的粒径为400-600目。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂的用量为所述玻璃纤维总质量的5-10％。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述冷却和所述切割之间还包括二次升温处理和二次冷却处理。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述二次升温处理的处理温度为190-220℃，保温10-20min。
9.一种玻璃棉，由权利要求1-8任一项所述的制备方法制得。
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