CN111606607A - 一种矿棉板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种矿棉板及其制备方法，所述矿棉板原料包含：粒状棉、魔芋粉以及负氧离子材料。可选地原料还可以包含凹凸棒黏土、改性淀粉和絮凝剂。所述矿棉板的制备方法，包括下列步骤：首先，将魔芋粉、负氧离子材料和水充分混合；其次将上一步制得的混合物料与剩余配料在搅拌机中与水充分搅拌后，制得混合料浆；最后，将混合料浆成型后干燥即得矿棉板。通过本发明方法制备的矿棉板可以有效避免负氧离子材料的团聚，且能够释放大量的负氧离子，有效地净化空气，明显减少空气异味，改善室内生活环境。

Description

一种矿棉板及其制备方法
技术领域
本文涉及矿棉板建筑材料技术，具体为一种矿棉板及其制备方法，尤指一种具有释放负氧离子功能的环保矿棉板及其制备方法。
背景技术
经研究发现，空气负氧离子具有净化空气、杀菌除臭等功能。锗等负氧离子材料是一种介于金属和非金属之间的半导体材料，不仅可释放负氧离子，还可发射出能够被人体吸收的4～14μm波段的远红外线，有益于人体健康，是一种良好的远红外辐射元素。
而负氧离子材料容易发生团聚，不仅影响负氧离子矿棉板生产的连续性、降低生产效率，而且会对负氧离子材料的负氧离子功能的发挥造成不利影响。目前市场并没有发现具有添加负氧离子材料的矿棉板产品。本发明的目的在于提供一种特殊工艺将负氧离子材料添加到矿棉板中，产品具有良好释放负氧离子功能、抗菌、除异味的效果，具有广泛的应用价值。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本申请提供了一种矿棉板及其制备方法，通过本发明方法制备的矿棉板可以有效避免负氧离子材料的团聚，且能够释放大量的负氧离子，有效地净化空气，明显减少空气异味，改善室内生活环境。
本申请提供了一种具有负氧离子功能的环保矿棉板，所述矿棉板的原料按重量份计包含：100份粒状棉、0.1-1.0份魔芋粉以及5-20份负氧离子材料；
可选地，所述具有负氧离子功能的环保矿棉板由粒状棉、魔芋粉和负氧离子材料组成。
在本发明提供的负氧离子功能环保矿棉板中，优选地，所述粒状棉是以工业废渣即高炉矿渣为原料制成的。
在本发明提供的负氧离子功能环保矿棉板中，所述负氧离子材料选自锗石粉、麦饭石粉和电气石粉中的一种或多种。
在本发明提供的负氧离子功能环保矿棉板中，所述矿棉板的原料按重量份计包含：100份粒状棉、5-25份凹凸棒黏土、1-10份改性淀粉、0.1-1.0份魔芋粉、5-20份负氧离子材料、0.5-2.0份絮凝剂1、0.1-1.0份絮凝剂2以及水2000-3000份。
在本发明提供的负氧离子功能环保矿棉板中，所述负氧离子材料的粒度为200-400目。
在本发明提供的负氧离子功能环保矿棉板中，所述魔芋粉的粒度为40-200目；
在本发明提供的负氧离子功能环保矿棉板中，所述魔芋粉的葡甘聚糖含量大于70wt.％；
在本发明提供的负氧离子功能环保矿棉板中，所述魔芋粉的粘度为13000-28000mPa·s；
在本发明提供的负氧离子功能环保矿棉板中，所述魔芋粉的1wt.％的水溶液pH值为5-7。
在本发明提供的负氧离子功能环保矿棉板中，所述改性淀粉选自改性玉米淀粉、改性高粱淀粉、改性木薯淀粉和改性马铃薯淀粉中的一种或多种。
在本发明提供的负氧离子功能环保矿棉板中，所述絮凝剂1选自聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚苯乙烯磺酸钠和聚二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或多种。
在本发明提供的负氧离子功能环保矿棉板中，所述絮凝剂2选自硫酸铝、聚氧化乙烯氯化铁、硫酸亚铁和聚合氯化铝中的一种或多种。
另一方面，本发明提供了上述负氧离子功能环保矿棉板的制备方法，包括如下步骤：
1)将魔芋粉、负氧离子材料和水充分混合；
2)将步骤1)中制得的混合物料与凹凸棒黏土、改性淀粉、絮凝剂1和絮凝剂2在搅拌机中与水充分搅拌后，制得混合料浆；
3)将混合料浆成型后干燥即得矿棉板。
在本发明提供的负氧离子功能环保矿棉板的制备方法中，步骤1)中水与负氧离子材料重量比为(1-10)：1。
在本发明提供的负氧离子功能环保矿棉板的制备方法中，步骤2)中所述混合料浆的固含量为4％-6％；
在本发明提供的负氧离子功能环保矿棉板的制备方法中，所述混合料浆的固含量为混合料浆烘干后剩余部分占总量的质量百分数。
在本发明提供的负氧离子功能环保矿棉板的制备方法中，步骤3)所述的干燥温度为230-285℃，所述干燥时间为1.5-2.5h，优选干燥时间为2h。
在本发明提供的负氧离子功能环保矿棉板的制备方法中，步骤3)所述的成型可以是将上述混合料浆在成网机上湿法抄取成型，经过切割机高压水切成大板。大板出窑后按规格切割，并进行表面精加工，表面精加工的方法与现有矿棉板表面精加工方法相同。最后制得的成品经检验合格后包装入库。
本发明具有以下优点：
本发明为一种功能性矿棉板，将负氧离子材料与魔芋粉混合，有效避免负氧离子材料的团聚，且能够释放大量的负氧离子，有效地净化空气，明显减少空气异味，改善室内生活环境。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书、权利要求书中所描述的方案来实现和获得。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。以下实施例中所使用的原料和试剂，如无特别说明，均为普通市售产品。
本发明是实力中提供了一种具有负氧离子功能的环保矿棉板，所述矿棉板的原料按重量份计包含：100份粒状棉、0.1-1.0份魔芋粉以及5-20份负氧离子材料；
可选地，所述具有负氧离子功能的环保矿棉板由粒状棉、魔芋粉和负氧离子材料组成。
在本发明实施例中，优选地，所述粒状棉是以工业废渣即高炉矿渣为原料制成的。
在本发明实施例中，所述负氧离子材料选自锗石粉、麦饭石粉和电气石粉中的一种或多种。
在本发明实施例中，所述矿棉板的原料按重量份计包含：100份粒状棉、5-25份凹凸棒黏土、1-10份改性淀粉、0.1-1.0份魔芋粉、5-20份负氧离子材料、0.5-2.0份絮凝剂1、0.1-1.0份絮凝剂2以及水2000-3000份。
可选地，所述具有负氧离子功能的环保矿棉板由上述原料组成。
在本发明实施例中，所述负氧离子材料的粒度为200-400目。
在本发明实施例中，所述魔芋粉的粒度为40-200目；
在本发明实施例中，所述魔芋粉的葡甘聚糖含量大于70wt.％；
在本发明实施例中，所述魔芋粉的粘度为13000-28000mPa·s；
在本发明实施例中，所述魔芋粉的1wt.％的水溶液pH值为5-7。
在本发明实施例中，所述改性淀粉选自改性玉米淀粉、改性高粱淀粉、改性木薯淀粉和改性马铃薯淀粉中的一种或多种。
在本发明实施例中，所述絮凝剂1选自聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚苯乙烯磺酸钠和聚二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或多种。
在本发明实施例中，可选地，所述聚丙烯酰胺PAM购自北京津同乐泰化工公司。
在本发明实施例中，所述絮凝剂2选自硫酸铝、聚氧化乙烯氯化铁、硫酸亚铁和聚合氯化铝中的一种或多种。
在本发明实施例中，还包含了上述负氧离子功能环保矿棉板的制备方法，包括如下步骤：
1)将魔芋粉、负氧离子材料和水充分混合；
2)将步骤1)中制得的混合物料与凹凸棒黏土、改性淀粉、絮凝剂1和絮凝剂2在搅拌机中与水充分搅拌后，制得混合料浆；
3)将混合料浆成型后干燥即得矿棉板。
可选地，所述负氧离子功能环保矿棉板的制备方法由上述步骤组成。
在本发明实施例中，可选地，所述步骤1)中水与负氧离子材料重量比为(1-10):1。
在本发明实施例中，步骤2)中所述混合料浆的固含量为4％-6％；
在本发明实施例中，步骤3)所述的干燥温度为230-285℃，所述干燥时间为1.5-2.5h，优选干燥时间为2h。
在本发明提供的负氧离子功能环保矿棉板的制备方法中，步骤3)所述的成型可以是将上述混合料浆在成网机上湿法抄取成型，经过切割机高压水切成大板。大板出窑后按规格切割，并进行表面精加工，表面精加工的方法与现有矿棉板表面精加工方法相同。最后制得的成品经检验合格后包装入库。
实施例1
本发明原料中锗石粉的粒度为400目；
魔芋粉的粒度为40目，所述魔芋粉的葡甘聚糖含量为70wt.％；所述魔芋粉的粘度为13000mPa·s；所述魔芋粉的1wt.％的水溶液pH值为7；
(1)称量粒状棉100重量份，凹凸棒粘土5.0重量份，改性玉米淀粉10重量份，魔芋粉0.1重量份，锗石粉5重量份，聚丙烯酰胺0.5重量份，硫酸铝0.1重量份，水2000重量份。
(2)将0.1重量份魔芋粉与5重量份水充分混合后，再加入5重量份锗石粉充分混匀。
(3)将上述混合物料与剩余配料搅拌机中与剩余的水充分搅拌后，输出到回料机。
(4)将上述混合料浆在成网机上湿法抄取成型，经过切割机高压水切成大板。
(5)将上述大板通过分配机输送至干燥窑，在230℃烘干2.5小时。
(6)大板出窑后按规格切割成600cm×600cm规格大小，并进行表面精加工，表面精加工的方法与现有矿棉板表面精加工方法相同。
(7)精加工后制成15mm厚矿棉板成品。
测试表明，所述具有释放负氧离子功能的矿棉板，弯曲破坏载荷为215N，负氧离子释放量大于490个/cm3，体积密度403kg/m3，热阻0.28m2·K/W，受潮挠度1.1mm，产品质量符合国标GB/T 25998-2010《矿物棉装饰吸声板》的性能要求。
实施例2
本发明原料中锗石粉的粒度为200目；改性淀粉为改性高粱淀粉；
魔芋粉的粒度为200目，所述魔芋粉的葡甘聚糖含量为85wt.％；所述魔芋粉的粘度为28000mPa·s；所述魔芋粉的1wt.％的水溶液pH值为5；
本实施例中，按照如下配比称取各组分：称量粒状棉100重量份，凹凸棒粘土25重量份，改性高粱淀粉5.0重量份，魔芋粉1.0重量份，锗石粉20重量份，聚丙烯酰胺2.0重量份，硫酸铝1.0重量份，水3000重量份。
将1重量份魔芋粉与200重量份水充分混合后，再加入20重量份锗石粉充分混匀。
本实施例中干燥制度为260℃烘干2小时，其余制备流程同实施例1，制得15mm厚功能性矿棉板。
测试表明，所述具有释放负氧离子功能的矿棉板，弯曲破坏载荷为193N，负氧离子释放量大于1680个/cm3，体积密度491kg/m3，热阻0.24m2·K/W，受潮挠度3.1mm，产品质量符合国标GB/T 25998-2010《矿物棉装饰吸声板》的性能要求。
实施例3
本发明原料中锗石粉粒度为300目；
魔芋粉粒度为120目；所述魔芋粉的葡甘聚糖含量为80wt.％；所述魔芋粉的粘度为23000mPa·s；所述魔芋粉的1wt.％的水溶液pH值为6。
本实施例中，按照如下配比称取各组分：称量粒状棉100重量份，凹凸棒粘土10重量份，改性马铃薯淀粉1重量份，魔芋粉0.5重量份，锗石粉10重量份，聚丙烯酰胺1.0重量份，硫酸铝0.5重量份，水2500重量份。
将0.5重量份魔芋粉与50重量份水充分混合后，再加入10重量份锗石粉充分混匀。
本实施例中干燥制度为285℃烘干1.5小时，其余制备流程同实施例1，制得15mm厚功能性矿棉板。
测试表明，所述具有释放负氧离子功能的矿棉板，弯曲破坏载荷为204N，负氧离子释放量大于1120个/cm3，体积密度445kg/m3，热阻0.26m2·K/W，受潮挠度2.3mm，产品质量符合国标GB/T 25998-2010《矿物棉装饰吸声板》的性能要求。
实施例4
本实施例中采用麦饭石粉替代锗石粉，麦饭石粉的粒度为200目；
魔芋粉的粒度为200目，所述魔芋粉的葡甘聚糖含量为85wt.％；所述魔芋粉的粘度为28000mPa·s；所述魔芋粉的1wt.％的水溶液pH值为5；
本实施例中，按照如下配比称取各组分：称量粒状棉100重量份，凹凸棒粘土20重量份，改性高粱淀粉5.0重量份，魔芋粉1.0重量份，麦饭石粉18重量份，聚丙烯酰胺1.5重量份，硫酸铝1.0重量份，水2800重量份。
将1重量份魔芋粉与150重量份水充分混合后，再加入18重量份麦饭石粉充分混匀。
本实施例中干燥制度为260℃烘干2小时，其余制备流程同实施例1，制得15mm厚功能性矿棉板。
测试表明，所述具有释放负氧离子功能的矿棉板，弯曲破坏载荷为195N，负氧离子释放量大于1270个/cm3，体积密度485kg/m3，热阻0.24m2·K/W，受潮挠度3.0mm，产品质量符合国标GB/T 25998-2010《矿物棉装饰吸声板》的性能要求。
实施例5
本实施例中采用电气石粉替代锗石粉，电气石粉的粒度为200目；
魔芋粉的粒度为200目，所述魔芋粉的葡甘聚糖含量为85wt.％；所述魔芋粉的粘度为28000mPa·s；所述魔芋粉的1wt.％的水溶液pH值为5；
本实施例中，按照如下配比称取各组分：称量粒状棉100重量份，凹凸棒粘土15重量份，改性高粱淀粉5.0重量份，魔芋粉0.8重量份，电气石粉15重量份，聚丙烯酰胺2.0重量份，硫酸铝0.5重量份，水2500重量份。
将0.8重量份魔芋粉与30重量份水充分混合后，再加入15重量份电气石粉充分混匀。
本实施例中干燥制度为260℃烘干2小时，其余制备流程同实施例1，制得15mm厚功能性矿棉板。
测试表明，所述具有释放负氧离子功能的矿棉板，弯曲破坏载荷为191N，负氧离子释放量大于1180个/cm3，体积密度488kg/m3，热阻0.25m2·K/W，受潮挠度2.9mm，产品质量符合国标GB/T 25998-2010《矿物棉装饰吸声板》的性能要求。
对比例1
对比例1与实施例2的区别在于，对比例1中不添加魔芋粉，其余原料及制备方法与实施例2相同。
得到的矿棉板，弯曲破坏载荷为83N，负氧离子释放量大于680个/cm3，体积密度494kg/m3，热阻0.23m2·K/W，受潮挠度3.8mm，产品的弯曲破坏载荷和受潮挠度不符合国标GB/T 25998-2010《矿物棉装饰吸声板》的性能要求。
对比例2
对比例2与实施例2的区别在于，对比例2中采用明胶替代魔芋粉，对比例2中不涉及魔芋粉，其余原料及制备方法与实施例2相同。
得到的矿棉板弯曲破坏载荷为88N，负氧离子释放量大于770个/cm3，体积密度492kg/m3，热阻0.24m2·K/W，受潮挠度3.7mm，产品的弯曲破坏载荷和受潮挠度不符合国标GB/T 25998-2010《矿物棉装饰吸声板》的性能要求。
对比例3
本对比例中，按照如下配比称取各组分：称量粒状棉100重量份，凹凸棒粘土25重量份，改性淀粉1重量份，魔芋粉1.5重量份，锗石粉30重量份，聚丙烯酰胺2.0重量份，硫酸铝1.0重量份，水3000重量份。
将1.5重量份魔芋粉与45重量份水充分混合后，再加入30重量份锗石粉充分混匀。
其余制备流程同实施例2，制得15mm厚功能性矿棉板。
得到的矿棉板弯曲破坏载荷为147N，负氧离子释放量大于1820个/cm3，体积密度535kg/m3，热阻0.21m2·K/W，受潮挠度3.4mm，产品体积密度、热阻均不符合国标GB/T25998-2010《矿物棉装饰吸声板》的性能要求，存在质量问题，属于不合格产品。
与实施例2对比，对比例1未采用魔芋粉作为负离子材料分散剂，对比例2采用明胶替代魔芋粉，二者得到的矿棉板虽然有一定的释放负氧离子功能，但是由于锗石粉的团聚导致矿棉板的力学性能下降，不符合国标GB/T25998-2010《矿物棉装饰吸声板》的性能要求。
对比例3制得的矿棉板体积密度、热阻等性能不符合国标GB/T25998-2010《矿物棉装饰吸声板》的性能要求。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种矿棉板，其中，所述矿棉板的原料按重量份计包含：100份粒状棉、0.1-1.0份魔芋粉以及5-20份负氧离子材料；
所述负氧离子材料选自锗石粉、麦饭石粉和电气石粉中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的矿棉板，其中，所述矿棉板的原料按重量份计包含：100份粒状棉、5-25份凹凸棒黏土、1-10份改性淀粉、0.1-1.0份魔芋粉、5-20份负氧离子材料、0.5-2.0份絮凝剂1、0.1-1.0份絮凝剂2以及水2000-3000份。
3.根据权利要求1或2所述的矿棉板，其中，所述负氧离子材料的粒度为200-400目。
4.根据权利要求1或2所述的矿棉板，其中，所述魔芋粉的粒度为40-200目；
可选地，所述魔芋粉的葡甘聚糖含量大于70wt.％；所述魔芋粉的粘度为13000-28000mPa·s；所述魔芋粉的1wt.％的水溶液pH值为5-7。
5.根据权利要求2所述的矿棉板，其中，所述改性淀粉选自改性玉米淀粉、改性高粱淀粉、改性木薯淀粉和改性马铃薯淀粉中的一种或多种。
6.根据权利要求2或5所述的矿棉板，其中，所述絮凝剂1选自聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚苯乙烯磺酸钠和聚二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或多种。
7.根据权利要求2或5所述的矿棉板，其中，所述絮凝剂2选自硫酸铝、聚氧化乙烯氯化铁、硫酸亚铁和聚合氯化铝中的一种或多种。
8.一种权利要求2至7中任一项所述的矿棉板的制备方法，包括如下步骤：
1)将魔芋粉、负氧离子材料和水充分混合；
2)将步骤1)中制得的混合物料与凹凸棒黏土、改性淀粉、絮凝剂1和絮凝剂2在搅拌机中与水充分搅拌后，制得混合料浆；
3)将混合料浆成型后干燥即得矿棉板。
9.根据权利要求8所述的矿棉板的制备方法，其中，所述步骤1)中水与负氧离子材料重量比为(1-10):1；
可选地，步骤2)中所述混合料浆的固含量为4％-6％。
10.根据权利要求8所述的矿棉板的制备方法，其中，步骤3)所述的干燥温度为230-285℃，所述干燥时间为1.5-2.5h，优选干燥时间为2h。
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