CN111606641A - 一种矿棉吸音板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿棉吸音板及其制备方法，所述矿棉吸音板配方组成按重量计包含矿棉纤维100‑150份、粘结料1 20‑28份、粘结料2淀粉5‑10份、絮凝剂1 1.5‑2.5份、絮凝剂2 1‑3份和乳化石蜡0.4‑2.0份。所述制备方法包括，称取粘结料1，将粘结料1混合均匀后活化，研磨后与经水稀释后的絮凝剂1、矿棉纤维、粘结料2淀粉、絮凝剂2和乳化石蜡在搅拌机中与水充分搅拌后得到混合料浆，之后将混合料浆成型，干燥得到半成品，半成品通过后处理得到成品。本发明所述的矿棉吸音板使用磷石膏作为粘结料扩大了磷石膏的应用范围，降低了有害物质的堆放，起到了资源循环利用的作用。

Description

一种矿棉吸音板及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，尤指一种矿棉吸音板及其制备方法。

背景技术

矿棉吸声板是以高炉矿渣棉为主要原材料，以淀粉为主要粘结剂，加入适量的辅助剂、添加剂，经过配料、成型脱水、糊化干燥、切割刨铣、精加工、喷涂、包装等十几道工序加工而成的一种集保温、隔热、吸声、防火、装饰等多种功能于一体的高档吊顶装饰材料。

目前，在矿棉板的生产过程中，所使用的黏结剂多为凹凸棒粘土。随着凹凸棒粘土的不断开采开发，矿产资源相对紧缺，应用水平不断提高，其应用在不断向高附加值产品、高端产品方向发展，致使在建材这种低端应用中受到限制。因此，有必要寻求一种新的矿棉板用黏结材料，以取代凹凸棒粘土。

磷石膏是湿法制取磷酸过程的工业副产品，每生产1吨磷酸约产生5吨的磷石膏，目前我国磷石膏累计堆存量已超3亿吨。每年用于磷石膏堆放的费用高达数百万元。由于磷石膏含有有害物质，其大量排放，不仅增加费用，占用大面积场地进行堆放，而且污染环境，给人类健康和生态环境带来危害。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种矿棉吸音板及其制备方法，通过使用磷石膏替代凹凸棒粘土作为粘结料，扩大磷石膏的适用范围，减小磷石膏堆存量，并且能够减少凹凸棒粘土矿产资源的开采量。

为了达到本发明目的，本发明提供了一种矿棉板及其制备方法；

在本发明提供的矿棉吸音板中，所述矿棉吸音板原料按重量计包含矿棉纤维100-150份、粘结料1 20-28份、粘结料2淀粉5-10份、絮凝剂1 1.5-2.5份、絮凝剂2 1-3份和乳化石蜡0.4-2.0份；可选地，本发明所述的矿棉吸音板由上述原料组成。

在本发明提供的矿棉吸音板中，所述粘结料1中包含磷石膏。

在本发明提供的矿棉吸音板中，所述粘结料1还包括重钙、硅藻土或膨润土中的一种或多种。可选地，所述粘结料1为磷石膏、重钙、硅藻土或膨润土中的一种或多种。

在本发明提供的矿棉吸音板中，所述粘结料1由磷石膏、重钙与硅藻土组成，所述磷石膏、重钙与硅藻土的重量比为100：(5-20)：(10-30)。

在本发明提供的矿棉吸音板中，所述粘结料1由磷石膏、重钙与膨润土组成，所述磷石膏、重钙与膨润土的重量比为100：(5-20)：(10-30)。

在本发明提供的矿棉吸音板中，所述磷石膏粒径为80目，重钙200-500目。

在本发明提供的矿棉吸音板中，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，所述絮凝剂2选自聚氧化乙烯氯化铁、硫酸亚铁和聚合氯化铝中的一种或多种。

另一方面，本发明提供了一种上述矿棉吸音板的制备方法，其中，包括如下步骤：

步骤1：分别称量所述粘结料1各组分；

步骤2：将粘结料1混合均匀，活化；所述活化程序为：马沸炉中活化温度为180-350℃煅烧1-3小时，冷却至室温，研磨过80目筛，留用；

步骤3：称量矿棉板其他组分；

步骤4：用水将絮凝剂1稀释为10-40wt.％；

步骤5：将混合活化后的粘结料1、絮凝剂1水溶液与矿棉纤维、粘结料2淀粉、絮凝剂2和乳化石蜡与水充分搅拌后，得到混合料浆；

步骤6：将混合料浆成型，干燥得到半成品；

步骤7：半成品通过后处理得到成品。

可选地，所述矿棉吸音板的制备方法由以上步骤组成。

在本发明提供的矿棉吸音板制备方法中，步骤5中所述的混合料浆固含量为4-6wt.％。

在本发明提供的矿棉吸音板制备方法中，步骤6中所述混合料浆成型为将所述混合料浆在长网上，湿法抄取成型，经切割机高压水切成形；

在本发明提供的矿棉吸音板制备方法中，所述干燥为在干燥机中，在240-280℃下干燥1小时。

在本发明提供的矿棉吸音板制备方法中，步骤7中所述的后处理包括按产品规格切割，刨平，表面精加工，检验合格后包装入库。

另一方面，本发明还提供了一种磷石膏在矿棉吸音板制备过程中作为粘结料的应用。

可选地，所述矿棉纤维是以工业废渣——高炉矿渣为原料制成的。

本发明的优点是：把磷石膏制备的粘结料替代凹凸棒粘土制成矿棉吸音板，矿棉板粘结效果良好，并且在使用过程中，磷石膏中的有害物质被硅藻土、膨润土等吸附材料吸附，不释放。另一方面硅藻土、膨润土本身的多孔结构还可以吸附室内空气中的其他有害气体，起到净化空气的作用。

本发明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，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在本发明实施例中，所述矿棉吸音板原料按重量计包含矿棉纤维100-150份、粘结料1 20-28份、粘结料2淀粉5-10份、絮凝剂1 1.5-2.5份、絮凝剂2 1-3份和乳化石蜡0.4-2.0份；可选地，本发明所述的矿棉吸音板由上述原料组成。

在本发明实施例中，所述粘结料1中包含磷石膏。

在本发明实施例中，所述粘结料1还包括重钙、硅藻土或膨润土中的一种或多种。可选地，所述粘结料1为磷石膏、重钙、硅藻土或膨润土中的一种或多种。

在本发明实施例中，所述粘结料1由磷石膏、重钙与硅藻土组成，所述磷石膏、重钙与硅藻土的重量比为100：(5-20)：(10-30)。

在本发明实施例中，所述粘结料1由磷石膏、重钙与膨润土组成，所述磷石膏、重钙与膨润土的重量比为100：(5-20)：(10-30)。

在本发明实施例中，所述磷石膏粒径为80目，重钙200-500目。

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，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。

可选地，所述矿棉纤维是以工业废渣——高炉矿渣为原料制成的。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下实施例中所使用的矿棉纤维为普通市售粒状棉；其中的磷石膏为磷石膏粉产自湖北兴发化工集团股份有限公司；重钙为200-500目的超白重钙粉，购买自天津市燕东矿产品有限公司；聚丙烯酰胺购买自西陇化工股份有限公司，分析纯；淀粉购买自济南元通化工有限公司；硫酸铝购买自无锡市亚太联合化工有限公司；乳化石蜡购买自郑州翰硕化工原料有限公司。硅藻土、膨润土均为普通市售。

实施例1

步骤1：称量粘结料1各组分，磷石膏100重量份、重钙6重量份、硅藻土12重量份。

步骤2：将粘结料1混合均匀，活化。活化程序为：马沸炉中280℃煅烧2小时，冷却至室温，研钵磨散，过80目筛，留用。

步骤3：称量矿棉板的其他组分。矿棉纤维：粘结料1：粘结料2淀粉：絮凝剂1聚丙烯酰胺：絮凝剂2硫酸铝：乳化石蜡的重量比例为：100：28：5：1.5：1.2：0.4。

步骤4：聚丙烯酰胺用水稀释至15％质量浓度。

步骤5：将上述粘结料1、絮凝剂1聚丙烯酰胺水溶液与矿棉纤维、粘结料2淀粉、絮凝剂2硫酸铝和乳化石蜡在搅拌机中与水充分搅拌后，输出到回料机，得到的混合料浆的固含量为4％-6wt.％。

步骤6：将上述混合料浆在长网上，湿法抄取成型，经切割机高压水切成大板。

步骤7：将上述大板通过分配机输送至干燥机，在240-280℃快速烘干1小时左右。

步骤8：经步骤7大板出窑后成为半成品。

步骤9：按产品规格切割，刨平，表面精加工，加工方法与现有矿棉板表面精加工方法相同。

步骤10：精加工后制成15mm厚的矿棉吸音板成品，检验合格后包装入库。

实施例2

实施例2与实施例1的制备方法相同，不同之处在于：称取粘结料1各组分，磷石膏100重量份、重钙10重量份、硅藻土20重量份。

称量矿棉纤维：粘结料1：粘结料2淀粉：絮凝剂1聚二甲基二烯丙基氯化铵：絮凝剂2硫酸亚铁：乳化石蜡的重量比例为：100：20：10：2.5：2：2。其他制备过程同实施例1，制得15mm厚度的矿棉吸音板成品。

实施例3

实施例3与实施例1的制备方法相同，不同之处在于：称取粘结料1各组分，磷石膏100重量份、重钙20重量份、膨润土30重量份。

称量矿棉纤维：粘结料1：粘结料2淀粉：絮凝剂1聚丙烯酰胺：絮凝剂2硫酸铝：乳化石蜡的重量比例为：100：25：8：2：2.8：1.5。其他制备过程同实施例1，制得15mm厚度的矿棉吸音板成品。

实施例4

实施例4与实施例1的制备方法相同，不同之处在于：称取粘结料1各组分，磷石膏100重量份、重钙20重量份、膨润土12重量份。

称量矿棉纤维：粘结料1：粘结料2淀粉：絮凝剂1聚二甲基二烯丙基氯化铵：絮凝剂2硫酸亚铁：乳化石蜡的重量比例为：100：25：8：2：2.8：1.5。其他制备过程同实施例1，制得15mm厚度的矿棉板成品。

对比例1(空白样，不添加凹凸棒粘土，也不添加粘结料)

对比例1与实施例1的制备方法相同，不同之处在于：不添加凹凸棒粘土，也不添加粘结料的情况下，称量矿棉纤维100重量份，改性淀粉5重量份，聚丙烯酰胺1.5重量份，硫酸铝1.2重量份、乳化石蜡0.4重量份。参照实施例1制备矿棉板，制成15mm厚度的矿棉吸音板成品。

对比例2(使用凹凸棒粘土做粘结料)

对比例2与实施例1的制备方法相同，不同之处在于：使用凹凸棒粘土，不添加其他粘结料的情况下，称量矿棉纤维100重量份，凹凸棒粘土28重量份，改性淀粉5重量份，聚丙烯酰胺1.5重量份，硫酸铝1.2重量份、乳化石蜡0.4重量份。参照实施例1制备矿棉板，制成15mm厚度的矿棉吸音板成品。

对比例3

市售普通矿棉吸音板A：阿姆斯壮雅丽RH90，600mm*600mm，15mm厚矿棉板。

对比例4

市售普通矿棉吸音板B：购买自北新建材涿州分公司，龙牌600mm*600mm，15mm厚度矿棉板。

测试例

取实施例1-4制备的矿棉板与对比例1-4制备和购得的市售普通矿棉板，参照标准GB/T25998-2010《矿物装饰吸声板》，检验样品力学以及降噪性能。测试结果如表1所示。

表1矿棉板性能测试结果

从表1可以看出，实施例1、2、3、4与对比例1对比，说明，制备矿棉板不使用或粘结材料用量不足会导致矿棉板的力学性能大幅下降，低于标准要求。实施例1、2、3、4与对比例2，对比例3和4对比，说明，使用本发明制备的粘结料替代凹凸棒粘土可行。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以再实施的形式上及细节上做任何的修改和变化，但本发明的专利保护范围，仍需以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种矿棉吸音板，所述矿棉吸音板原料按重量计包含矿棉纤维100-150份、粘结料120-28份、粘结料2 5-10份、絮凝剂1 1.5-2.5份、絮凝剂2 1-3份和乳化石蜡0.4-2.0份；

所述粘结料1中包含磷石膏，所述粘结料2为淀粉。

2.根据权利要求1所述的矿棉吸音板，其中，所述粘结料1还包括重钙、硅藻土或膨润土中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的矿棉吸音板，其中，所述粘结料1由磷石膏、重钙与硅藻土组成，所述磷石膏、重钙与硅藻土的重量比为100：(5-20)：(10-30)。

4.根据权利要求2所述的矿棉吸音板，其中，所述粘结料1由磷石膏、重钙与膨润土组成，所述磷石膏、重钙与膨润土的重量比为100：(5-20)：(10-30)。

5.根据权利要求2所述的矿棉吸音板，其中，所述磷石膏粒径为80目，重钙200-500目。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的矿棉吸音板，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；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。

7.一种权利要求1至6中任一项所述的矿棉吸音板的制备方法，其中，包括如下步骤：

步骤1：分别称量所述粘结料1各组分；

步骤2：将粘结料1混合均匀，活化；所述活化程序为：马沸炉中活化温度为180-350℃煅烧1-3小时，冷却至室温，研磨过80目筛，留用；

步骤3：称量矿棉板其他组分；

步骤4：用水将絮凝剂1稀释为10-40wt.％；

步骤5：将混合活化后的粘结料1、絮凝剂1水溶液与矿棉纤维、粘结料2、絮凝剂2和乳化石蜡与水充分搅拌后，得到混合料浆；

步骤6：将混合料浆成型，干燥得到半成品；

步骤7：半成品通过后处理得到成品。

8.根据权利要求7所述的矿棉吸音板的制备方法，其中，步骤5中所述的混合料浆固含量为4-6wt.％。

9.根据权利要求7所述的矿棉吸音板的制备方法，其中，步骤6中所述混合料浆成型为将所述混合料浆在长网上，湿法抄取成型，经切割机高压水切成形；

所述干燥为在干燥机中，在240-280℃下干燥1小时。

10.根据权利要求7所述的矿棉吸音板的制备方法，其中，步骤7中所述的后处理包括按产品规格切割，刨平，表面精加工，检验合格后包装入库。