CN113149447A - 一种隔音隔热超细玻璃棉纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及玻璃棉领域，提供了一种隔音隔热超细玻璃棉纤维的制备方法，将熔融的原料在980℃～1000℃的成纤温度下，以2600‑2800r/min的离心速度通过离心成纤机制备得到；所述原料包括如下重量百分比组分：萤石3～8％；硼砂7～12％；石英砂45～55％；白云石2～4％；碎玻璃30～40％；纯碱2～4％。该方法工艺简单、产量大、玻璃纤维分布均匀、纤维强度大。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃棉领域，具体涉及一种隔音隔热超细玻璃棉纤维的制备方法。
背景技术
CN201210259367.6公开了一种离心法超细玻璃棉，该玻璃棉组成(质量百分含量)为：63.0～66.5％SiO2、1.4～3.0％Al2O3、5.5～7.5％CaO、1.5～3.0％MgO、0.4～1.3％K2O、14.2～16.0％Na2O、5.5～7.6％B2O3。其中Al2O3含量为1.4～3.0％，可降低玻璃液的析晶倾向，使纤维柔韧，无毛刺和断裂；B2O3含量为5.5～7.6％，可在1050±10℃的成纤温度下降低玻璃液黏度，纤维易细化。所述玻璃棉纤维直径90％呈正态分布在2～4μm，纤维长度92％呈正态分布在2～3cm。本发明还公开了上述超细玻璃棉的制备方法，选取成分符合要求的原料，将原料投入窑炉熔制成透明的玻璃液。将玻璃液导入离心头，以每个离心头76±2kg/h的流量纤维化制得超细玻璃棉。所述的超细玻璃棉导热系数低，分层均匀，吸音隔热性能好。这种材料可制作飞机舱板内的隔音降噪棉毡、墙体及屋面用隔音隔热棉毡、保温板及其它吸音隔热产品。
CN202010607185.8公开了一种超细玻璃微纤维的生产方法，包括下述步骤：称取原料，将石英砂、长石粉、白云石粉、方解石粉和萤石粉经过预处理后，与硼砂、碳酸钠、硝酸钠、碳酸钾和澄清剂混合均匀得到配合料，将配合料熔化得到玻璃液，将玻璃液送入离心成纤机，经过离心成纤机的离心头甩出，再在喷吹气流的作用下形成超细玻璃微纤维。本发明能有效提高玻璃微纤维的抗张强度，而且生产的微纤维玻璃具有渣球少、纤维直径均匀的优点，有助于提高微纤维玻璃棉的品质。
CN202010059739.5公开了一种环保型超细纤维玻璃棉制备方法，其工艺是将原料组成按照质量分数以碎玻璃、硼砂、纯碱、长石原料按照配比混合送窑炉熔融，经料道流至漏板流出，进入离心机，在离心机高速旋转下侧壁甩出大量玻璃细流，在燃烧室产生的高温高速火焰下再次拉伸形成超细纤维，离心机下喷射环保无甲醛胶黏剂，集棉后固化成型，生产出直径在2.5-4μm的超细玻璃棉。其环保绿色、保温效果好、隔声降噪性能优应用广泛。
CN201910606689.5公开了一种高隔热微纤维玻璃棉保温材料的制备方法，属于玻璃棉材料技术领域。本发明采用离心喷吹法将原料制成玻璃液后，高温玻璃液沿料道流经漏板，形成连续、稳定的玻璃液流股，流股垂直自由落下，进入侧壁附有大量小孔的离心器内，在离心力的作用下，玻璃液从小孔内甩出形成许多细流股，形成一次纤维，一次纤维被离心器外侧环形燃烧室产生的高温高速气流牵伸形成二次纤维，得微纤维玻璃棉，制备的微纤维玻璃棉外观呈棉花团絮状，洁白柔软，手感光滑，具有良好的保温隔热效果，玻璃棉的纤维直径越细，其导热系数越低，具有更好的保温隔热性能，在高温高速的环形气流牵引下，纤维直径降低，从而可以有效提高棉纤维的保温隔热性能。
其中，CN201210259367.6的产量不超过2000Kg/天；CN202010607185.8如果要生产出高品质的玻璃棉纤维需要进行球磨和紫外辐照处理，其处理工艺过于复杂；
CN201910606689.5其生产的玻璃纤维1μm以下，与本发明的产品并不属于同一类型产品，因此其方案不具借鉴性。CN201910606689.5其离心孔甩出的玻璃纤维流股直径达到10-30μm，需要通过高速气体二次拉伸才能成型。
鉴于此，本发明所解决的技术问题是：如何通过对于配方的调整达到超细的隔温隔热的玻璃棉纤维生产的目的。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种隔音隔热超细玻璃棉纤维的制备方法，该方法工艺简单、产量大、玻璃纤维分布均匀、纤维强度大。
为实现上述目的，本发明提供了一种隔音隔热超细玻璃棉纤维的制备方法，将熔融的原料在980℃～1000℃的成纤温度下，以2600-2800r/min的离心速度通过离心成纤机制备得到；
所述原料包括如下重量百分比组分：
萤石3～8％
硼砂7～12％
石英砂45～55％
白云石2～4％
碎玻璃30～40％
纯碱2～4％。
在上述的隔音隔热超细玻璃棉纤维的制备方法中，所述原料包括如下重量百分比组分：
萤石4～6％
硼砂8～11％
石英砂48～52％
白云石3％
碎玻璃30～32％
纯碱3％。
在上述的隔音隔热超细玻璃棉纤维的制备方法中，所述离心成纤机的离心头的微孔直径为0.6mm，数量为20000±1000个。
在上述的隔音隔热超细玻璃棉纤维的制备方法中，单个微孔每日处理量为0.3kg。
在上述的隔音隔热超细玻璃棉纤维的制备方法中，在离心头外侧的燃烧室内，离心头所甩出的纤维在气流作用下成型得到超细玻璃棉纤维。
在上述的隔音隔热超细玻璃棉纤维的制备方法中，所述燃烧室的温度为1390～1400℃，燃烧室中天然气的流量为60～70立方米/h，空气流量为700～800立方米/h。
有益效果
本发明的原料包括萤石、硼砂、石英砂、白云石、碎玻璃、纯碱，各原料的作用在于：石英砂：主要成分是石英，主要引入的是二氧化硅。二氧化硅的作用是提高玻璃的硬度、机械强度、化学稳定性、热稳定性和透紫外光性。白云石：是碳酸钙和碳酸镁的复盐，主要引入氧化镁，可以改善玻璃料性，还可以降低玻璃析晶倾向。碎玻璃：是玻璃纤维生产中主要是降低成本、节能降耗，因为普通硅酸盐玻璃中的碱金属氧化物成分，正是玻璃纤维较理想的成分。纯碱：主要成分是碳酸钠，在玻璃生产上主要是引入氧化钠，可以降低玻璃的黏度，使玻璃易于熔融，是玻璃较好的助熔剂。硼砂：主要引入氧化硼，氧化硼能降低玻璃的膨胀系数，提高玻璃的热稳定性和化学稳定性，同时氧化硼还可以起助熔剂作用，加速玻璃澄清和降低玻璃的结晶能力。萤石：主要是起助熔剂和澄清剂的作用。
通过上述原料的配合，可以使孔径为0.6mm的离心头能够高流量的输出玻璃纤维液体，其单日产量可达6t以上，上述纤维直径和长度分布更为均匀，单丝强度大，其制备得到的玻璃棉产品整体强度好。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的描述，但不构成对本发明的任何限制，任何在本发明权利要求范围所做的有限次的修改，仍在本发明的权利要求范围内。
为了详细说明本发明的技术内容，以下结合实施方式作进一步说明。
实施例1
隔音隔热超细玻璃棉纤维，其原料配方如下：
萤石3％
硼砂7％
石英砂50％
白云石3％
碎玻璃34％
纯碱3％。
其制备过程为：将熔融的原料在980℃～1000℃的成纤温度下，以2600-2800r/min的离心速度通过离心成纤机制备得到；所述离心成纤机的离心头的微孔直径为0.6mm，数量为20000±1000个，单个微孔每日处理量为0.3kg，在离心头外侧的燃烧室内，离心头所甩出的纤维在气流作用下成型得到超细玻璃棉纤维。
其中，所述燃烧室的温度为1390～1400℃，燃烧室中天然气的流量为60～70立方米/h，空气流量为700～800立方米/h。
最后经过沉降、喷入胶黏剂、落在集棉网上，最后经过固化成型即可得到板状的玻璃棉产品。
实施例2
隔音隔热超细玻璃棉纤维，其原料配方如下：
萤石4％
硼砂8％
石英砂50％
白云石3％
碎玻璃32％
纯碱3％。
其制备过程为：将熔融的原料在980℃～1000℃的成纤温度下，以2600-2800r/min的离心速度通过离心成纤机制备得到；所述离心成纤机的离心头的微孔直径为0.6mm，数量为20000±1000个，单个微孔每日处理量为0.3kg，在离心头外侧的燃烧室内，离心头所甩出的纤维在气流作用下成型得到超细玻璃棉纤维。
其中，所述燃烧室的温度为1390～1400℃，燃烧室中天然气的流量为60～70立方米/h，空气流量为700～800立方米/h。
最后经过沉降、喷入胶黏剂、落在集棉网上，最后经过固化成型即可得到板状的玻璃棉产品。
实施例3
隔音隔热超细玻璃棉纤维，其原料配方如下：
萤石6％
硼砂9％
石英砂49％
白云石3％
碎玻璃30％
纯碱3％。
其制备过程为：将熔融的原料在980℃～1000℃的成纤温度下，以2600-2800r/min的离心速度通过离心成纤机制备得到；所述离心成纤机的离心头的微孔直径为0.6mm，数量为20000±1000个，单个微孔每日处理量为0.3kg，在离心头外侧的燃烧室内，离心头所甩出的纤维在气流作用下成型得到超细玻璃棉纤维。
其中，所述燃烧室的温度为1390～1400℃，燃烧室中天然气的流量为60～70立方米/h，空气流量为700～800立方米/h。
最后经过沉降、喷入胶黏剂、落在集棉网上，最后经过固化成型即可得到板状的玻璃棉产品。
实施例4
隔音隔热超细玻璃棉纤维，其原料配方如下：
萤石8％
硼砂8％
石英砂48％
白云石3％
碎玻璃30％
纯碱3％。
其制备过程为：将熔融的原料在980℃～1000℃的成纤温度下，以2600-2800r/min的离心速度通过离心成纤机制备得到；所述离心成纤机的离心头的微孔直径为0.6mm，数量为20000±1000个，单个微孔每日处理量为0.3kg，在离心头外侧的燃烧室内，离心头所甩出的纤维在气流作用下成型得到超细玻璃棉纤维。
其中，所述燃烧室的温度为1390～1400℃，燃烧室中天然气的流量为60～70立方米/h，空气流量为700～800立方米/h。
最后经过沉降、喷入胶黏剂、落在集棉网上，最后经过固化成型即可得到板状的玻璃棉产品。
对比例
参考实施例3，不同的地方在于配方有所改变，其具体如下：
萤石1.2％
硼砂7.8％
石英砂49％
白云石10％
碎玻璃29％
纯碱3％。
性能检测
性能检测主要涉及以下性能检测：
1、纤维直径分布；
2、拉伸强度测试；取上述实施例样品填充满制样模具，于60℃真空干燥箱中放置24小时除去水；重复上述步骤至除去水后反应物填满模具；于200℃马弗炉中反应5分钟，冷却后脱模进行测定
其性能检测结果如下：
实施例1-4中，90％以上的纤维直径呈正态分布于2-4微米的直径范围内，对比例1中仅78％左右的纤维能够分布在上述直径范围内，其直径均匀性不佳。直径分布不均匀导致纤维长短不一，在纤维长度分布均匀性上来看，实施例1-4也明显优于对比例1。
各例的拉伸强度测试结果如下：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例1 | |
| 抗拉强度psi | 45 | 39 | 41 | 37 | 32 |
本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合选择的实施方式。所附的权利要求不应受说明本发明的实施方式所限制。在权利要求中所用的一些数值范围包括在其之内的子范围，这些范围中的变化也应为所附的权利要求覆盖。
Claims (6)
1.一种隔音隔热超细玻璃棉纤维的制备方法，其特征在于，将熔融的原料在980℃～1000℃的成纤温度下，以2600-2800r/min的离心速度通过离心成纤机制备得到；
所述原料包括如下重量百分比组分：
萤石 3～8％
硼砂 7～12％
石英砂 45～55％
白云石 2～4％
碎玻璃 30～40％
纯碱 2～4％。
2.根据权利要求1所述的隔音隔热超细玻璃棉纤维的制备方法，其特征在于，所述原料包括如下重量百分比组分：
萤石 4～6％
硼砂 8～11％
石英砂 48～52％
白云石 3％
碎玻璃 30～32％
纯碱 3％。
3.根据权利要求1所述的隔音隔热超细玻璃棉纤维的制备方法，其特征在于，所述离心成纤机的离心头的微孔直径为0.6mm，数量为20000±1000个。
4.根据权利要求3所述的隔音隔热超细玻璃棉纤维的制备方法，其特征在于，单个微孔每日处理量为0.3kg。
5.根据权利要求1所述的隔音隔热超细玻璃棉纤维的制备方法，其特征在于，在离心头外侧的燃烧室内，离心头所甩出的纤维在气流作用下成型得到超细玻璃棉纤维。
6.根据权利要求5所述的隔音隔热超细玻璃棉纤维的制备方法，其特征在于，所述燃烧室的温度为1390～1400℃，燃烧室中天然气的流量为60～70立方米/h，空气流量为700～800立方米/h。
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