CN108558221A

CN108558221A - 一种高隔热性防潮玻璃棉的制备方法

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Publication number: CN108558221A
Application number: CN201810538411.4A
Authority: CN
Inventors: 郭舒洋; 蒋梦成; 陈帅
Original assignee: Individual
Current assignee: Yuan Yuan New Materials Co ltd
Priority date: 2018-05-30
Filing date: 2018-05-30
Publication date: 2018-09-21
Anticipated expiration: 2038-05-30
Also published as: CN108558221B

Abstract

本发明涉及一种高隔热性防潮玻璃棉的制备方法，属于玻璃棉制备技术领域。本发明将膨胀蛭石和镁橄榄石充分粉碎混合后再先后用硝酸铝溶液和硅酸乙酯溶液浸泡改性，再用酸败腐蚀橙皮精油提炼出酯基、烃基，最后用酸败液体浸泡预制玻璃棉得到最终产物，本发明将镁橄榄石通过热改性引入蛭石中使蛭石微粒形态发生变化，进一步增加材料的隔热性能，本发明将橙皮精油进行酸败腐蚀得到疏水基团，将其引入到玻璃棉中，使玻璃棉吸附疏水基团具有耐水性，本发明还用硅酸乙酯改性石料，在高温煅烧后生成致密的含硅氧化物使玻璃棉粒子很难与水分子接触，因此使玻璃棉更具有耐水性，具有广阔的应用前景。

Description

一种高隔热性防潮玻璃棉的制备方法

技术领域

本发明涉及一种高隔热性防潮玻璃棉的制备方法，属于玻璃棉制备技术领域。

背景技术

目前常用的墙体保温材料主要分为无机和有机两类，有机材料质量轻，保温、隔热效果好，但其最大的缺陷是防火安全性差，易燃烧，且燃烧时烟雾大、毒性大、使用安全性不如无机保温材料。无机保温材料防火性能好，且不具毒性，其应用范围越来越广泛。

玻璃棉作为无机保温材料的一种，属于玻璃纤维中的一个类别，是一种人造无机纤维。采用石英砂、石灰石、白云石等天然矿石为主要原料，配合一些纯碱、硼砂等化工原料熔成玻璃。在融化状态下，借助外力吹制式甩成絮状细纤维，纤维和纤维之间为立体交叉，互相缠绕在一起，呈现出许多细小的间隙，因此玻璃棉可视为多孔材料。玻璃棉因具有成型好、体积密度小、热导率彽、保温绝热、吸音性能好、耐腐蚀、化学性能稳定等优越性能，被广泛应用于化工、冶金、轻工、电力、石油和建筑行业。

但是，目前市场上的玻璃棉由于吸湿率和吸水率较大，在潮湿状态下，玻璃棉的保温效果、抗拉强度会大幅度衰退，导致其承重力变差，存在安全隐患。目前改善玻璃棉板夹层的防水透气性问题的通常做法是在玻璃棉板双面或单面粘贴一层铝箔纸或塑料薄膜，但是这些处理材料只是对水分进行强制性的阻挡，一旦破损后水分进入玻璃棉板内部，将大大降低玻璃棉板的保温性能和强度。现有玻璃棉板导热系数高，一般为0.038W/（m·k），保温效果不理想，难以满足建筑节能75%标准要求。另外，玻璃棉无法满足高寒地区、边海防地区等客户对产品的需求，同时存在一定的甲醛释放量，具有一定的安全隐患，不能满足当今世界对环境越来越高的要求，限制了传统工艺的玻璃棉在其它领域的推广应用。

因此，随着市场对玻璃棉质量要求的不断提高，开发一种具有较好的防水性，同时兼具优良的机械性能及保温性能的产品，已成为保温保温材料行业亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前玻璃棉不耐水、隔热性能不好的缺陷，提供了一种高隔热性防潮玻璃棉的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种高隔热性防潮玻璃棉的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）按重量份数计，称取20～25份膨胀蛭石、18～22份镁橄榄石、4～7份二氧化钛、3～5份氯氧化铋放入粉碎机中粉碎后得到混合石料，将混合石料放入烧杯中，将乙醇溶液和硝酸铝固体按质量比5:1混合后得到混合液，并将混合液加热升温至60～65℃后浸渍混合石料48～50h，浸渍结束后过滤得到滤饼，用烘箱干燥得到混合物；

（2）将乙醇溶液和硅酸乙酯按质量比3:1放入搅拌机混合搅拌得到分散液，再将上述混合物放入烧杯中并用分散液浸渍，将烧杯放入水浴中，恒温浸泡48～50h后过滤得到滤渣，用蒸馏水反复清洗滤渣3～5次后放入烘干机中干燥得到改性石料，备用；

（3）称取400～500g橙皮精油放入不锈钢托盘中，将不锈钢托盘放入温室中酸败反应，得到酸败液体，备用；

（4）按重量份数计，将82～86份碎玻璃、1～3份方解石、10～12份硼砂、30～34份备用的改性石料放入粉碎机中粉碎得到混合粉末，将混合粉末放入马弗炉中熔化得到玻璃液；

（5）将玻璃液投入玻璃棉离心机中，离心得到预制玻璃棉，再将预制玻璃棉用备用的酸败液体浸泡后放入烘干箱中干燥，即得高隔热性防潮玻璃棉。

步骤（1）中所述的粉碎机中的粉碎时间为40～50min，乙醇溶液的质量分数为75～85%，烘箱温度为105～110℃，干燥时间为50～70min。

步骤（2）中所述的乙醇溶液的质量分数为75～85%，搅拌机的搅拌转速为300～500r/min，搅拌时间为20～30min，水浴温度为60～65℃，烘干机温度为105～110℃，干燥时间为2～3h。

步骤（3）中所述的温室的空气相对湿度为60～70%，温度为35～42℃，酸败反应时间为3～5天。

步骤（4）中所述的粉碎机粉碎时间为20～30min，马弗炉温度为1300～1400℃，熔化时间为30～40min。

步骤（5）中所述的玻璃棉离心机的转速为2500～2600r/min，压力为0.04～0.06MPa，离心时间为30～40min，酸败液体浸泡时间为4～6天，烘干箱温度为120～130℃，干燥时间为3～4h。

本发明的有益技术效果是：

（1）本发明首先将蛭石和镁橄榄石混合后再加入其他混料粉碎混合，继续加入硝酸铝和硅酸乙酯浸泡混合，本发明将膨胀蛭石和镁橄榄石充分粉碎混合后再先后用硝酸铝溶液和硅酸乙酯溶液浸泡改性，再用酸败腐蚀橙皮精油提炼出酯基、烃基，将玻璃碎片、蛭石混合碎料和其它混料放入马弗炉中熔化得到玻璃液，将玻璃液放入玻璃棉离心机中得到预制玻璃棉，最后用酸败液体浸泡预制玻璃棉得到最终产物，本发明采用蛭石降低玻璃棉的导热系数，蛭石本身具有很低的导热系数，表面鳞片具有反射热辐射的作用，通过硝酸铝溶液和硅酸乙酯溶液浸泡后，将硅元素和铝元素引入石料中，在高温煅烧后，生成的氧化产物本身的导热系数很低，并紧密包覆玻璃液中各粒子成分，从而使玻璃棉的导热系数降低，将镁橄榄石通过热改性引入蛭石中使蛭石微粒形态发生变化，使颗粒尺寸减小，体积密度减小，并充入大量的气孔，而气体的导热系数非常低，从而进一步增加材料的隔热性能；

（2）本发明将橙皮精油进行酸败腐蚀，在酸败过程中得到的酯基、芳香基和烃基具有疏水性，将这些疏水基团引入到玻璃棉中，使玻璃棉吸附疏水基团具有耐水性，本发明还用硅酸乙酯改性石料，使石料粒子被硅酸基团包覆，在高温煅烧后生成致密的含硅氧化物使玻璃棉粒子很难与水分子接触，因此使玻璃棉更具有耐水性，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

按重量份数计，称取20～25份膨胀蛭石、18～22份镁橄榄石、4～7份二氧化钛、3～5份氯氧化铋放入粉碎机中，粉碎40～50min后得到混合石料，将混合石料放入烧杯中，将质量分数为75～85%的乙醇溶液和硝酸铝固体按质量比5:1混合后得到混合液，并将混合液加热升温至60～65℃后浸渍混合石料48～50h，浸渍结束后过滤得到滤饼，用烘箱以105～110℃的温度干燥50～70min，得到混合物；将质量分数为75～85%的乙醇溶液和硅酸乙酯按质量比3:1放入搅拌机中，以300～500r/min的转速混合搅拌20～30min得到分散液，再将上述混合物放入烧杯中并用分散液浸渍，将烧杯放入温度为60～65℃的水浴中，恒温浸泡48～50h后过滤得到滤渣，用蒸馏水反复清洗滤渣3～5次后放入烘干机中在温度为105～110℃的条件下干燥2～3h得到改性石料，备用；称取400～500g橙皮精油放入不锈钢托盘中，将不锈钢托盘放入空气相对湿度为60～70%、温度为35～42℃的温室中酸败反应3～5天，得到酸败液体，备用；按重量份数计，将82～86份碎玻璃、1～3份方解石、10～12份硼砂、30～34份备用的改性石料放入粉碎机中粉碎20～30min得到混合粉末，将混合粉末放入马弗炉中，在温度为1300～1400℃的条件下熔化30～40min得到玻璃液；将玻璃液投入玻璃棉离心机中，在转速为2500～2600r/min、压力为0.04～0.06MPa的条件下离心30～40min，得到预制玻璃棉，再将预制玻璃棉用备用的酸败液体浸泡4～6天后放入烘干箱中，在温度为120～130℃的条件下干燥3～4h，即得高隔热性防潮玻璃棉。

按重量份数计，称取20份膨胀蛭石、18份镁橄榄石、4份二氧化钛、3份氯氧化铋放入粉碎机中，粉碎40min后得到混合石料，将混合石料放入烧杯中，将质量分数为75%的乙醇溶液和硝酸铝固体按质量比5:1混合后得到混合液，并将混合液加热升温至60℃后浸渍混合石料48h，浸渍结束后过滤得到滤饼，用烘箱以105℃的温度干燥50min，得到混合物；将质量分数为75%的乙醇溶液和硅酸乙酯按质量比3:1放入搅拌机中，以300r/min的转速混合搅拌20min得到分散液，再将上述混合物放入烧杯中并用分散液浸渍，将烧杯放入温度为60℃的水浴中，恒温浸泡48h后过滤得到滤渣，用蒸馏水反复清洗滤渣3次后放入烘干机中在温度为105℃的条件下干燥2h得到改性石料，备用；称取400g橙皮精油放入不锈钢托盘中，将不锈钢托盘放入空气相对湿度为60%、温度为35℃的温室中酸败反应3天，得到酸败液体，备用；按重量份数计，将82份碎玻璃、1份方解石、10份硼砂、30份备用的改性石料放入粉碎机中粉碎20min得到混合粉末，将混合粉末放入马弗炉中，在温度为1300℃的条件下熔化30min得到玻璃液；将玻璃液投入玻璃棉离心机中，在转速为2500r/min、压力为0.04MPa的条件下离心30min，得到预制玻璃棉，再将预制玻璃棉用备用的酸败液体浸泡4天后放入烘干箱中，在温度为120℃的条件下干燥3h，即得高隔热性防潮玻璃棉。

按重量份数计，称取23份膨胀蛭石、20份镁橄榄石、6份二氧化钛、4份氯氧化铋放入粉碎机中，粉碎45min后得到混合石料，将混合石料放入烧杯中，将质量分数为80%的乙醇溶液和硝酸铝固体按质量比5:1混合后得到混合液，并将混合液加热升温至63℃后浸渍混合石料49h，浸渍结束后过滤得到滤饼，用烘箱以107℃的温度干燥60min，得到混合物；将质量分数为80%的乙醇溶液和硅酸乙酯按质量比3:1放入搅拌机中，以400r/min的转速混合搅拌25min得到分散液，再将上述混合物放入烧杯中并用分散液浸渍，将烧杯放入温度为63℃的水浴中，恒温浸泡49h后过滤得到滤渣，用蒸馏水反复清洗滤渣4次后放入烘干机中在温度为107℃的条件下干燥2h得到改性石料，备用；称取450g橙皮精油放入不锈钢托盘中，将不锈钢托盘放入空气相对湿度为65%、温度为38℃的温室中酸败反应4天，得到酸败液体，备用；按重量份数计，将84份碎玻璃、2份方解石、11份硼砂、33份备用的改性石料放入粉碎机中粉碎25min得到混合粉末，将混合粉末放入马弗炉中，在温度为1350℃的条件下熔化35min得到玻璃液；将玻璃液投入玻璃棉离心机中，在转速为2550r/min、压力为0.05MPa的条件下离心35min，得到预制玻璃棉，再将预制玻璃棉用备用的酸败液体浸泡5天后放入烘干箱中，在温度为125℃的条件下干燥3h，即得高隔热性防潮玻璃棉。

按重量份数计，称取25份膨胀蛭石、22份镁橄榄石、7份二氧化钛、5份氯氧化铋放入粉碎机中，粉碎50min后得到混合石料，将混合石料放入烧杯中，将质量分数为85%的乙醇溶液和硝酸铝固体按质量比5:1混合后得到混合液，并将混合液加热升温至65℃后浸渍混合石料50h，浸渍结束后过滤得到滤饼，用烘箱以110℃的温度干燥70min，得到混合物；将质量分数为85%的乙醇溶液和硅酸乙酯按质量比3:1放入搅拌机中，以500r/min的转速混合搅拌30min得到分散液，再将上述混合物放入烧杯中并用分散液浸渍，将烧杯放入温度为65℃的水浴中，恒温浸泡50h后过滤得到滤渣，用蒸馏水反复清洗滤渣5次后放入烘干机中在温度为110℃的条件下干燥3h得到改性石料，备用；称取500g橙皮精油放入不锈钢托盘中，将不锈钢托盘放入空气相对湿度为70%、温度为42℃的温室中酸败反应5天，得到酸败液体，备用；按重量份数计，将86份碎玻璃、3份方解石、12份硼砂、34份备用的改性石料放入粉碎机中粉碎30min得到混合粉末，将混合粉末放入马弗炉中，在温度为1400℃的条件下熔化40min得到玻璃液；将玻璃液投入玻璃棉离心机中，在转速为2600r/min、压力为0.06MPa的条件下离心40min，得到预制玻璃棉，再将预制玻璃棉用备用的酸败液体浸泡6天后放入烘干箱中，在温度为130℃的条件下干燥4h，即得高隔热性防潮玻璃棉。

对比例以北京市某公司生产的玻璃棉作为对比例

对本发明制得的高隔热性防潮玻璃棉和对比例中的玻璃棉进行检测，检测结果如表1所示：

耐水性测试：

将本发明制备的实例1～3和对比例产品置于培养皿中，向培养皿内加水至完全将其浸没，浸泡24小时，观察浸泡后产品变化情况。

甲醛含量测定参照国标《空气质量标准》（GB/T18883-2002）标准进行检测。

力学性能测试采用万能材料试验机进行测试。

表1性能测定结果

测试项目	实例1	实例2	实例3	对比例
					拉伸强度（psi）	67	73	76	41
断裂伸长率（%）	25	27	30	17
					导热系数（W/m·k）（20℃）	0.031	0.030	0.025	0.043
接触角（°）	132	134	137	75
					吸水率（%）	0.7	0.5	0.4	2.1
平均吸声系数	0.92	0.94	0.95	0.72
					游离醛（mg/m³）	0.01	0	0	0.14
耐高温性（℃）	610	617	624	439

由表1数据可知，本发明制得的高隔热性防潮玻璃棉，具有轻质、保温、防火、吸音、防蛀、防腐、环保等优越性能，明显优于对比例产品，具有广阔的使用前景。

Claims

1.一种高隔热性防潮玻璃棉的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

2.根据权利要求1所述的一种高隔热性防潮玻璃棉的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的粉碎机中的粉碎时间为40～50min，乙醇溶液的质量分数为75～85%，烘箱温度为105～110℃，干燥时间为50～70min。

3.根据权利要求1所述的一种高隔热性防潮玻璃棉的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的乙醇溶液的质量分数为75～85%，搅拌机的搅拌转速为300～500r/min，搅拌时间为20～30min，水浴温度为60～65℃，烘干机温度为105～110℃，干燥时间为2～3h。

4.根据权利要求1所述的一种高隔热性防潮玻璃棉的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的温室的空气相对湿度为60～70%，温度为35～42℃，酸败反应时间为3～5天。

5.根据权利要求1所述的一种高隔热性防潮玻璃棉的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的粉碎机粉碎时间为20～30min，马弗炉温度为1300～1400℃，熔化时间为30～40min。

6.根据权利要求1所述的一种高隔热性防潮玻璃棉的制备方法，其特征在于：步骤（5）中所述的玻璃棉离心机的转速为2500～2600r/min，压力为0.04～0.06MPa，离心时间为30～40min，酸败液体浸泡时间为4～6天，烘干箱温度为120～130℃，干燥时间为3～4h。