CN113185132B - 一种声学用玻璃棉制品及其制备方法 - Google Patents

一种声学用玻璃棉制品及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及玻璃棉制品生产技术领域，尤其涉及一种声学用玻璃棉制品及其制备方法，该玻璃棉制品按质量百分比计包括以下原料：硼化石28％～32％、镁石23％～27％、氧化钙10％～16％、氧化钾15％～21％、氧化铁12％～16％、亚克力胶粘剂2％～6％、改性增强剂3％～5％和耐腐蚀添加剂1.6％～3.2％，其余为清水，且其制备方法包括以下步骤：S1、将亚克力胶粘剂与改性增强剂按1:0.5的比例进行充分搅拌混合，混匀后，自然升温至45℃～50℃，随后再冷却至10℃～12℃，确保液体充分反应后，放置3～4小时，随后，继续添加改性增强剂15kg～16kg，并反应10～12分钟。本发明不仅能够提高该玻璃棉制品的韧性强度，而且还能显著地提高整体的耐腐蚀效果。

Description

一种声学用玻璃棉制品及其制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃棉制品生产技术领域，尤其涉及一种声学用玻璃棉制品及其制备方法。
背景技术
在声学领域，为了起到保温隔热、吸声降噪及安全防护等作用，玻璃棉声学板就成了该行业最为常见的材料，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。
目前的玻璃棉制品虽然能够具有成型好、体积密度小、热导率低、保温绝热以及吸音性能好等优良特点，但是在韧性强度上存在着一定的缺陷与不足，会受外力拉伸或弯曲的影响而造成断裂，而且对于长期处于室外的制品，其耐腐蚀性能也成为了玻璃棉制品一大考量标准。因此，我们提出了一种声学用玻璃棉制品及其制备方法用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种声学用玻璃棉制品及其制备方法。
一种声学用玻璃棉制品，按质量百分比计包括以下原料：硼化石28％～32％、镁石23％～27％、氧化钙10％～16％、氧化钾15％～21％、氧化铁12％～16％、亚克力胶粘剂2％～6％、改性增强剂3％～5％和耐腐蚀添加剂1.6％～3.2％，其余为清水。
所述改性增强剂由环氧树脂为基料，芳醚酚和苯酚甲醛树脂为辅料制备而成，且环氧树脂、芳醚酚和苯酚甲醛树脂的质量比为5:3:1。
所述改性增强剂的制备方法为：按量称取环氧树脂、芳醚酚和苯酚甲醛树脂，并将其混合进行搅拌，完全混匀后即得改性增强剂。
所述耐腐蚀添加剂由甲基丙烯酸和4，4’-二羟基二苯基甲烷为原料，辅以乙撑双硬脂酰胺制备而成。
所述耐腐蚀添加剂的制备方法为：首先，将甲基丙烯酸和4，4’-二羟基二苯基甲烷在65℃～75℃的温度下酯化1～3小时后得MF型树脂，待其冷却后，将乙撑双硬脂酰胺加入其中搅拌混匀，即得耐腐蚀添加剂。
一种声学用玻璃棉制品的制备方法，包括以下步骤：
S1、将亚克力胶粘剂与改性增强剂按1:0.5的比例进行充分搅拌混合，混匀后，自然升温至45℃～50℃，随后再冷却至10℃～12℃，确保液体充分反应后，放置3～4小时，随后，继续添加改性增强剂15kg～16kg，并反应10～12分钟；
S2、在将耐腐蚀添加剂加入前，先将其按整体液体比例3％的量加入10kg～11kg的清水中进行稀释，充分均匀后，再将其投入液体中搅拌2～3小时进行混合；
S3、将原料按配方投入后，熔化温度为1150℃～1250℃，进行均匀熔化，熔化后再将其输送至成纤机内，进行高温高速作业，形成纤维，后经计算后将纤维进行均匀喷洒，达到每根纤维均能覆着亚克力胶粘剂，通过纤维与纤维的交错，使其形成白棉；
S4、令形成的白棉通过4个风区的热风机，均匀地上下穿透并对其加热，频率为8～20Hz，固化后进行冷却裁剪，即得15～30mm的玻璃棉制品。
所述成纤机内的流股温度保持在1130±10℃。
所述热风机四个分区的固化加热温度分别为：1区190℃～195℃、2区200℃～210℃、3区210℃～220℃、4区220℃～230℃。
相比于现有技术，本发明的有益效果是：
1、在本发明中，添加适量的改性增强剂，以环氧树脂为基料，辅以芳醚酚和苯酚甲醛树脂进行制备，利用苯酚甲醛树脂对芳醚酚的分子链增长，以提高芳醚酚的相对分子质量，从而提高对环氧树脂的增韧增强效果。
2、在本发明中，将甲基丙烯酸和4，4’-二羟基二苯基甲烷经酯化反应后制成MF型树脂，并添加乙撑双硬脂酰胺作为分散剂，使得MF型树脂的分子能够快速分散开来，从而提高该耐腐蚀添加剂在制品中的遍布率，进而显著地提高整体的耐腐蚀效果。
综上所述，本发明不仅能够提高该玻璃棉制品的韧性强度，而且还能显著地提高整体的耐腐蚀效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
一种声学用玻璃棉制品，按质量百分比计包括以下原料：硼化石28％～32％、镁石23％～27％、氧化钙10％～16％、氧化钾15％～21％、氧化铁12％～16％、亚克力胶粘剂2％～6％、改性增强剂3％～5％和耐腐蚀添加剂1.6％～3.2％，其余为清水。
上述的改性增强剂由环氧树脂为基料，芳醚酚和苯酚甲醛树脂为辅料制备而成，且环氧树脂、芳醚酚和苯酚甲醛树脂的质量比为5:3:1；且其制备方法为：按量称取环氧树脂、芳醚酚和苯酚甲醛树脂，并将其混合进行搅拌，完全混匀后即得改性增强剂。
上述的耐腐蚀添加剂由甲基丙烯酸和4，4’-二羟基二苯基甲烷为原料，辅以乙撑双硬脂酰胺制备而成；且其制备方法为：首先，将甲基丙烯酸和4，4’-二羟基二苯基甲烷在65℃～75℃的温度下酯化1～3小时后得MF型树脂，待其冷却后，将乙撑双硬脂酰胺加入其中搅拌混匀，即得耐腐蚀添加剂。
一种声学用玻璃棉制品的制备方法，包括以下步骤：
S1、将亚克力胶粘剂与改性增强剂按1:0.5的比例进行充分搅拌混合，混匀后，自然升温至45℃～50℃，随后再冷却至10℃～12℃，确保液体充分反应后，放置3～4小时，随后，继续添加改性增强剂15kg～16kg，并反应10～12分钟；
S2、在将耐腐蚀添加剂加入前，先将其按整体液体比例3％的量加入10kg～11kg的清水中进行稀释，充分均匀后，再将其投入液体中搅拌2～3小时进行混合；
S3、将原料按配方投入后，熔化温度为1150℃～1250℃，进行均匀熔化，熔化后再将其输送至成纤机内，流股温度保持在1130±10℃，进行高温高速作业，形成纤维，后经计算后将纤维进行均匀喷洒，达到每根纤维均能覆着亚克力胶粘剂，通过纤维与纤维的交错，使其形成白棉；
S4、令形成的白棉通过4个风区的热风机，均匀地上下穿透并对其加热，频率为8～20Hz，固化后进行冷却裁剪，即得15～30mm的玻璃棉制品。
其中，热风机四个分区的固化加热温度分别为：1区190℃～195℃、2区200℃～210℃、3区210℃～220℃、4区220℃～230℃。
实施例1：
一种声学用玻璃棉制品，按质量百分比计包括以下原料：硼化石28％、镁石23％、氧化钙10％、氧化钾15％、氧化铁12％、亚克力胶粘剂2％、改性增强剂3％和耐腐蚀添加剂1.6％，其余为清水。
实施例2：
一种声学用玻璃棉制品，按质量百分比计包括以下原料：硼化石30％、镁石25％、氧化钙14％、氧化钾18％、氧化铁14％、亚克力胶粘剂4％、改性增强剂4％和耐腐蚀添加剂2.4％，其余为清水。
实施例3：
一种声学用玻璃棉制品，按质量百分比计包括以下原料：硼化石32％、镁石27％、氧化钙16％、氧化钾21％、氧化铁16％、亚克力胶粘剂6％、改性增强剂5％和耐腐蚀添加剂3.2％，其余为清水。
上述实施例1～3中，均通过下述过程进行制备玻璃棉制品：
S1、将亚克力胶粘剂与改性增强剂按1:0.5的比例进行充分搅拌混合，混匀后，自然升温至45℃，随后再冷却至10℃，确保液体充分反应后，放置3小时，随后，继续添加改性增强剂15kg，并反应10分钟；
S2、在将耐腐蚀添加剂加入前，先将其按整体液体比例3％的量加入10kg的清水中进行稀释，充分均匀后，再将其投入液体中搅拌2小时进行混合；
S3、将原料按配方投入后，熔化温度为1150℃，进行均匀熔化，熔化后再将其输送至成纤机内，流股温度保持在1130±10℃，进行高温高速作业，形成纤维，后经计算后将纤维进行均匀喷洒，达到每根纤维均能覆着亚克力胶粘剂，通过纤维与纤维的交错，使其形成白棉；
S4、令形成的白棉通过4个风区的热风机，均匀地上下穿透并对其加热，频率为12Hz，固化后进行冷却裁剪，即得15～30mm的玻璃棉制品。
试验一：对玻璃棉制品的韧性强度进行测定
对比例1：
一种声学用玻璃棉制品，按质量百分比计包括以下原料：硼化石28％、镁石23％、氧化钙10％、氧化钾15％、氧化铁12％、亚克力胶粘剂2％、增强剂3％和耐腐蚀添加剂1.6％，其余为清水。
对比例2：
一种声学用玻璃棉制品，按质量百分比计包括以下原料：硼化石30％、镁石25％、氧化钙14％、氧化钾18％、氧化铁14％、亚克力胶粘剂4％、增强剂4％和耐腐蚀添加剂2.4％，其余为清水。
对比例3：
一种声学用玻璃棉制品，按质量百分比计包括以下原料：硼化石32％、镁石27％、氧化钙16％、氧化钾21％、氧化铁16％、亚克力胶粘剂6％、增强剂5％和耐腐蚀添加剂3.2％，其余为清水。
上述对比例1～3中，增强剂由环氧树脂为基料，芳醚酚为辅料制备而成，且环氧树脂和芳醚酚的质量比为5:3；且其制备方法为：按量称取环氧树脂和芳醚酚，并将其混合进行搅拌，完全混匀后即得；
且上述对比例1～3均通过下述过程进行制备玻璃棉制品：
S1、将亚克力胶粘剂与增强剂按1:0.5的比例进行充分搅拌混合，混匀后，自然升温至45℃，随后再冷却至10℃，确保液体充分反应后，放置3小时，随后，继续添加增强剂15kg，并反应10分钟；
S2、在将耐腐蚀添加剂加入前，先将其按整体液体比例3％的量加入10kg的清水中进行稀释，充分均匀后，再将其投入液体中搅拌2小时进行混合；
S3、将原料按配方投入后，熔化温度为1150℃，进行均匀熔化，熔化后再将其输送至成纤机内，流股温度保持在1130±10℃，进行高温高速作业，形成纤维，后经计算后将纤维进行均匀喷洒，达到每根纤维均能覆着亚克力胶粘剂，通过纤维与纤维的交错，使其形成白棉；
S4、令形成的白棉通过4个风区的热风机，均匀地上下穿透并对其加热，频率为12Hz，固化后进行冷却裁剪，即得15～30mm的玻璃棉制品。
参照例1：
一种声学用玻璃棉制品，按质量百分比计包括以下原料：硼化石28％、镁石23％、氧化钙10％、氧化钾15％、氧化铁12％、亚克力胶粘剂2％、增强剂3％和耐腐蚀添加剂1.6％，其余为清水。
参照例2：
一种声学用玻璃棉制品，按质量百分比计包括以下原料：硼化石30％、镁石25％、氧化钙14％、氧化钾18％、氧化铁14％、亚克力胶粘剂4％、增强剂4％和耐腐蚀添加剂2.4％，其余为清水。
参照例3：
一种声学用玻璃棉制品，按质量百分比计包括以下原料：硼化石32％、镁石27％、氧化钙16％、氧化钾21％、氧化铁16％、亚克力胶粘剂6％、增强剂5％和耐腐蚀添加剂3.2％，其余为清水。
上述参照例1～3中，增强剂仅为环氧树脂；且上述参照例1～3均通过下述过程进行制备玻璃棉制品：
S1、将亚克力胶粘剂与增强剂按1:0.5的比例进行充分搅拌混合，混匀后，自然升温至45℃，随后再冷却至10℃，确保液体充分反应后，放置3小时，随后，继续添加增强剂15kg，并反应10分钟；
S2、在将耐腐蚀添加剂加入前，先将其按整体液体比例3％的量加入10kg的清水中进行稀释，充分均匀后，再将其投入液体中搅拌2小时进行混合；
S3、将原料按配方投入后，熔化温度为1150℃，进行均匀熔化，熔化后再将其输送至成纤机内，流股温度保持在1130±10℃，进行高温高速作业，形成纤维，后经计算后将纤维进行均匀喷洒，达到每根纤维均能覆着亚克力胶粘剂，通过纤维与纤维的交错，使其形成白棉；
S4、令形成的白棉通过4个风区的热风机，均匀地上下穿透并对其加热，频率为12Hz，固化后进行冷却裁剪，即得15～30mm的玻璃棉制品。
取上述实施例1～3、对比例1～3以及参照例1～3中的玻璃棉制品，分别利用拉伸试验机和弯曲试验机对其进行韧性强度的试验，分别测试其拉伸强度以及弯曲强度的大小，并记录于下表：
Figure BDA0003069404610000091
由上表试验结果可知，在三种不同配方制成的增强剂/改性增强剂的添加后，对玻璃棉制品的韧性强度均有差异性特征，其中，实施例1～3中由于改性增强剂中是通过环氧树脂、芳醚酚以及苯酚甲醛树脂按比例制成的，所以其韧性相较之下为最好的，其次的是对比例1～3中的玻璃棉制品，而韧性最差的则属参照例1～3中的玻璃棉制品，由此可见，环氧树脂与芳醚酚的添加可以改善玻璃棉的韧性强度，但另外辅以苯酚甲醛树脂进行制备，可以更好地提高其韧性强度。
试验二：对玻璃棉制品的耐腐蚀强度进行测试
对比例4：
一种声学用玻璃棉制品，按质量百分比计包括以下原料：硼化石28％、镁石23％、氧化钙10％、氧化钾15％、氧化铁12％、亚克力胶粘剂2％、改性增强剂3％和耐腐蚀添加剂1.6％，其余为清水。
对比例5：
一种声学用玻璃棉制品，按质量百分比计包括以下原料：硼化石30％、镁石25％、氧化钙14％、氧化钾18％、氧化铁14％、亚克力胶粘剂4％、改性增强剂4％和耐腐蚀添加剂2.4％，其余为清水。
对比例6：
一种声学用玻璃棉制品，按质量百分比计包括以下原料：硼化石32％、镁石27％、氧化钙16％、氧化钾21％、氧化铁16％、亚克力胶粘剂6％、改性增强剂5％和耐腐蚀添加剂3.2％，其余为清水。
上述对比例4～6中，耐腐蚀添加剂仅由甲基丙烯酸和4，4’-二羟基二苯基甲烷经酯化反应后制得，不添加乙撑双硬脂酰胺；
且上述对比例4～6均通过下述过程进行制备玻璃棉制品：
S1、将亚克力胶粘剂与增强剂按1:0.5的比例进行充分搅拌混合，混匀后，自然升温至45℃，随后再冷却至10℃，确保液体充分反应后，放置3小时，随后，继续添加增强剂15kg，并反应10分钟；
S2、在将耐腐蚀添加剂加入前，先将其按整体液体比例3％的量加入10kg的清水中进行稀释，充分均匀后，再将其投入液体中搅拌2小时进行混合；
S3、将原料按配方投入后，熔化温度为1150℃，进行均匀熔化，熔化后再将其输送至成纤机内，流股温度保持在1130±10℃，进行高温高速作业，形成纤维，后经计算后将纤维进行均匀喷洒，达到每根纤维均能覆着亚克力胶粘剂，通过纤维与纤维的交错，使其形成白棉；
S4、令形成的白棉通过4个风区的热风机，均匀地上下穿透并对其加热，频率为12Hz，固化后进行冷却裁剪，即得15～30mm的玻璃棉制品。
取上述实施例1～3以及对比例4～6中的玻璃棉制品，并按GB/T 10125-2012所公示的人造气氛腐蚀试验盐雾试验方法对其分别进行耐腐蚀性能的试验，观察并记录其耐腐蚀的现象，具体如下表所示：
Figure BDA0003069404610000111
Figure BDA0003069404610000121
由上表试验结果可知，虽然实施例1～3以及对比例4～6中都加入了由甲基丙烯酸和4，4’-二羟基二苯基甲烷经酯化反应后制得的MF型树脂，但是在对比例4～6中并未另外添加乙撑双硬脂酰胺，从而使得在对比例4～6的试验过程中，会出现片区或斑点状，分散的腐蚀现象，而实施例1～3中玻璃棉制品的表面却无此现象，由此可见，MF型树脂的添加虽然能够缓解玻璃棉制品被腐蚀的现象，将其与乙撑双硬脂酰胺进行混制，可以令抗腐蚀的成分更快地分散于玻璃棉制品的表面各处，从而提高其全面性的抗腐蚀能力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种声学用玻璃棉制品，其特征在于，按质量百分比计包括以下原料：硼化石28％～32％、镁石23％～27％、氧化钙10％～16％、氧化钾15％～21％、氧化铁12％～16％、亚克力胶粘剂2％～6％、改性增强剂3％～5％和耐腐蚀添加剂1.6％～3.2％，其余为清水，
所述改性增强剂由环氧树脂为基料，芳醚酚和苯酚甲醛树脂为辅料制备而成，且环氧树脂、芳醚酚和苯酚甲醛树脂的质量比为5:3:1。
2.根据权利要求1所述的一种声学用玻璃棉制品，其特征在于，所述改性增强剂的制备方法为：按量称取环氧树脂、芳醚酚和苯酚甲醛树脂，并将其混合进行搅拌，完全混匀后即得改性增强剂。
3.根据权利要求1所述的一种声学用玻璃棉制品，其特征在于，所述耐腐蚀添加剂由甲基丙烯酸和4，4’-二羟基二苯基甲烷为原料，辅以乙撑双硬脂酰胺制备而成。
4.根据权利要求3所述的一种声学用玻璃棉制品，其特征在于，所述耐腐蚀添加剂的制备方法为：首先，将甲基丙烯酸和4，4’-二羟基二苯基甲烷在65℃～75℃的温度下酯化1～3小时后得MF型树脂，待其冷却后，将乙撑双硬脂酰胺加入其中搅拌混匀，即得耐腐蚀添加剂。
5.一种声学用玻璃棉制品的制备方法，用于制备权利要求1所述的一种声学用玻璃棉制品，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将亚克力胶粘剂与改性增强剂按1:0.5的比例进行充分搅拌混合，混匀后，自然升温至45℃～50℃，随后再冷却至10℃～12℃，确保液体充分反应后，放置3～4小时，随后，继续添加改性增强剂15kg～16kg，并反应10～12分钟；
S2、在将耐腐蚀添加剂加入前，先将其按整体液体比例3％的量加入10kg～11kg的清水中进行稀释，充分均匀后，再将其投入液体中搅拌2～3小时进行混合；
S3、将原料按配方投入后，熔化温度为1150℃～1250℃，进行均匀熔化，熔化后再将其输送至成纤机内，进行高温高速作业，形成纤维，后经计算后将纤维进行均匀喷洒，达到每根纤维均能覆着亚克力胶粘剂，通过纤维与纤维的交错，使其形成白棉；
S4、令形成的白棉通过4个风区的热风机，均匀地上下穿透并对其加热，频率为8～20Hz，固化后进行冷却裁剪，即得15～30mm的玻璃棉制品。
6.根据权利要求5所述的一种声学用玻璃棉制品的制备方法，其特征在于，所述成纤机内的流股温度保持在1130±10℃。
7.根据权利要求5所述的一种声学用玻璃棉制品的制备方法，其特征在于，所述热风机四个分区的固化加热温度分别为：1区190℃～195℃、2区200℃～210℃、3区210℃～220℃、4区220℃～230℃。
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