專利名稱：具有低導(dǎo)熱系數(shù)的外墻用巖棉板及其成型工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及巖棉板，特別是涉及一種具有低導(dǎo)熱系數(shù)的外墻用巖棉板及其成型工藝。
背景技術(shù)：
盡可能低的導(dǎo)熱系數(shù)是所有保溫材料追求的目標(biāo)。目前建筑市場(chǎng)上保溫工程用到的巖棉板，普遍存在導(dǎo)熱系數(shù)與其它類型保溫材料相比偏高等缺陷，這限制了巖棉保溫板在建筑市場(chǎng)上的應(yīng)用。為了解決上述問題，人們普遍通過表面涂層、提高產(chǎn)品密度、改變纖維三維立體分布狀況等方法來降低巖棉板的導(dǎo)熱系數(shù)，但上述幾種方法的操作空間相對(duì)有限，且有些方法會(huì)帶來其他問題，例如表面涂層在一定程度上影響產(chǎn)品的不燃性能，使材料的燃燒性能達(dá)不到A級(jí)要求；密度增加會(huì)影響不燃性能，而且高密度還受到工藝條件的限制；纖維三維立體分布狀況的改變受到制品尺寸的限制，應(yīng)用條件十分有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決上述技術(shù)的不足，提供一種具有低導(dǎo)熱系數(shù)的外墻用巖棉板及其成型工藝。本發(fā)明通過對(duì)目前建筑市場(chǎng)上保溫工程用到的巖棉板的成型工藝進(jìn)行改進(jìn)，有效解決了巖棉板普遍存在的與其它類型保溫材料相比導(dǎo)熱系數(shù)偏高等缺陷，同時(shí)本發(fā)明的巖棉板還具有A級(jí)的防火保溫性能，高的抗拉強(qiáng)度和工作特性，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種具有低導(dǎo)熱系數(shù)的外墻用巖棉板，所述的巖棉板主要由多層巖棉層壓制而成，并由打孔機(jī)械設(shè)備在固化成型的巖棉板上打出按一定規(guī)律分布的孔狀結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，所述孔狀結(jié)構(gòu)可以是盲孔結(jié)構(gòu)，也可以是開孔結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，所述孔狀結(jié)構(gòu)按一定的規(guī)律分布。—種具有低導(dǎo)熱系數(shù)的外墻用巖棉板的成型工藝，它包括如下步驟:(I)備料:取天然巖石，配以礦渣和適量的無機(jī)助劑，破碎并混合均勻后備用；(2)熔料:取步驟I中備用的天然巖石，經(jīng)高溫熔化后，由高速離心旋轉(zhuǎn)工藝，將液態(tài)的天然巖石離心成絮狀的棉絲；并將所述棉絲利用壓縮空氣吹送到集棉機(jī)。(3)集棉:采用擺錘法由離心處理過的棉絲中捕集薄層狀棉絲，捕集過程中，在棉絲表面施加步驟(I)中配制的無機(jī)助劑，形成初級(jí)巖棉層；(4)疊棉:將上述初級(jí)巖棉層，經(jīng)擺錘機(jī)械的打折擺動(dòng)作用送到輸送機(jī)上，經(jīng)過輸送帶的往復(fù)作用，形成多層折疊的巖棉結(jié)構(gòu)；(5)固化成型:步驟4中折疊后的棉層，經(jīng)壓輥機(jī)械壓到所需厚度后送至固化爐進(jìn)行固化，使多層棉層固化成一整體，經(jīng)切割、裁邊后，轉(zhuǎn)入打孔工序；(6)打孔:步驟5中切割、裁邊后的巖棉板，由打孔機(jī)械設(shè)備在其表面上進(jìn)行打孔。孔的分布規(guī)律為:在靠近巖棉板邊緣3% 6%處打上一圈直徑為Φ4 Φ7的孔(由這些孔構(gòu)成一個(gè)方形結(jié)構(gòu))，孔的深度可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，孔的間距為4 8cm ;在這個(gè)孔構(gòu)成的方形結(jié)構(gòu)中，每隔4 8cm打一排直徑為Φ4 Φ7的孔，孔的深度可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。(7)覆膜:步驟6中打孔后的巖棉板，在巖棉板的表面覆上一層具有低導(dǎo)熱系數(shù)的膜結(jié)構(gòu)，5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有低導(dǎo)熱系數(shù)的外墻用巖棉板的成型工藝，其特征在于:所述步驟I中的溶劑為丙酮。6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有低導(dǎo)熱系數(shù)的外墻用巖棉板的成型工藝，其特征在于:所述步驟I中的天然巖石按重量份配比包括玄武巖3000份、白云石1000份、礦渣1000份。7、根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有低導(dǎo)熱系數(shù)的外墻用巖棉板的成型工藝，其特征在于:所述步驟I中的無機(jī)助劑按重量份包括:濃度為25%的氨水120 150份、濃度為40%的樹脂溶液1600 1850份、蒸餾水3000 3100份。本發(fā)明的技術(shù)效果有:在切割、裁邊后的巖棉板上，由打孔機(jī)械設(shè)備在其表面上打出按一定規(guī)律分布的孔狀結(jié)構(gòu)，并且在打完孔的巖棉板上覆上一層具有低導(dǎo)熱系數(shù)的膜結(jié)構(gòu)。由于孔的引入，使得巖棉板結(jié)構(gòu)內(nèi)部的空氣含量增加，而空氣的導(dǎo)熱系數(shù)比巖棉固體小，同時(shí)孔狀結(jié)構(gòu)使得巖棉內(nèi)部之間的熱傳導(dǎo)中斷，從而使巖棉板的導(dǎo)熱系數(shù)明顯降低；低導(dǎo)熱系數(shù)的膜結(jié)構(gòu)可以對(duì)孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行封閉，進(jìn)一步降低了打孔對(duì)巖棉板抗壓強(qiáng)度的破壞。本發(fā)明對(duì)巖棉板的不燃性能沒有影響，材料的燃燒性能為A級(jí)；本發(fā)明的巖棉板結(jié)構(gòu)緊湊，布置方便，成型工藝簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如下:一種具有低導(dǎo)熱系數(shù)的外墻用巖棉板，由多層巖棉層壓制而成，尤其是，為解決巖棉板普遍存在的導(dǎo)熱系數(shù)與其它類型保溫材料相比偏高等缺陷，由打孔機(jī)械設(shè)備在固化成型的巖棉板上打出按一定規(guī)律分布的孔狀結(jié)構(gòu)。其中孔的形狀、結(jié)構(gòu)尺寸及分布按一定的規(guī)律進(jìn)行，以充分保證巖棉板的抗壓強(qiáng)度不變。一種具有低導(dǎo)熱系數(shù)的外墻用巖棉板的成型工藝，它包括如下步驟:(I)備料:取天然巖石，配以礦渣和適量的無機(jī)助劑，破碎并混合均勻后備用；(2)熔料:取步驟I中備用的天然巖石，經(jīng)高溫熔化后，由高速離心旋轉(zhuǎn)工藝，將液態(tài)的天然巖石離心成絮狀的棉絲；并將所述棉絲利用壓縮空氣吹送到集棉機(jī)。(3)集棉:采用擺錘法由離心處理過的棉絲中捕集薄層狀棉絲，捕集過程中，在棉絲表面施加步驟(I)中配制的無機(jī)助劑，形成初級(jí)巖棉層；(4)疊棉:將上述初級(jí)巖棉層，經(jīng)擺錘機(jī)械的打折擺動(dòng)作用送到輸送機(jī)上，經(jīng)過輸送帶的往復(fù)作用，形成多層折疊的巖棉結(jié)構(gòu)；(5)固化成型:步驟4中折疊后的棉層，經(jīng)壓輥機(jī)械壓到所需厚度后送至固化爐進(jìn)行固化，使多層棉層固化成一整體，經(jīng)切割、裁邊后，轉(zhuǎn)入打孔工序；(6)打孔:步驟5中切割、裁邊后的巖棉板，由打孔機(jī)械設(shè)備在其表面上進(jìn)行打孔。孔的分布規(guī)律為:在靠近巖棉板邊緣3% 6%處打上一圈直徑為Φ4 Φ7的孔(由這些孔構(gòu)成一個(gè)方形結(jié)構(gòu))，孔的深度可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，孔的間距為4 8cm ;在這個(gè)孔構(gòu)成的方形結(jié)構(gòu)中，每隔4 8cm打一排直徑為Φ4 Φ7的孔，孔的深度可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。(7)覆膜:步驟6中打孔后的巖棉板，在巖棉板的表面覆上一層具有低導(dǎo)熱系數(shù)的膜狀結(jié)構(gòu)。下面結(jié)合具體實(shí)例進(jìn)行說明:一般情況下，外墻用保溫巖棉板的主要參數(shù)指標(biāo)為導(dǎo)熱系數(shù)和垂直于板面抗壓強(qiáng)度。本發(fā)明的巖棉板的導(dǎo)熱系數(shù)K的計(jì)算公式可用下式表示: K = K巖棉V巖棉+K空氣V空氣其中:K巖棉:巖棉的導(dǎo)熱系數(shù)(W/(m.K))V巖棉:巖棉的體積百分含量(％ )K空氣:空氣的導(dǎo)熱系數(shù)(W/(m.K))Vsn:空氣的體積百分含量(％ )
空氣的導(dǎo)熱系數(shù)通常小于0.03ff/(m.K)，而巖棉的導(dǎo)熱系數(shù)通常大于0.04W/(m -K)。根據(jù)上述公式，如果只考慮巖棉材料固體與氣體比例，則空氣含量越高其巖棉板導(dǎo)熱系數(shù)越小。但氣體的空間越大則巖棉材料內(nèi)部空間的熱輻射和對(duì)流熱損失就越多導(dǎo)致密度小到一定程度后巖棉的導(dǎo)熱系數(shù)又開始變大。同時(shí)空氣含量的增加還會(huì)使巖棉板的垂直于板面的抗拉強(qiáng)度降低，綜合各種因素的影響，巖棉板的空氣含量必須控制在一定范圍內(nèi)才能得到理想的結(jié)果。以最常用的ImXlmX0.12m巖棉板為例,在靠近巖棉板邊緣5cm處打上一圈直徑為Φ5的孔(由這些孔構(gòu)成一個(gè)方形結(jié)構(gòu))，孔的深度為巖棉板厚度的三分之一，孔的間距為5cm ;在這個(gè)孔構(gòu)成的方形結(jié)構(gòu)中，每隔5cm打一排直徑為Φ5的孔,孔的深度為巖棉板厚度的四分之三。經(jīng)過計(jì)算，采用上述打孔方法制備的巖棉板，其空氣的體積百分含量為37%，在保證巖棉板的垂直于板面的抗拉強(qiáng)度滿足使用要求的情況下，巖棉板的導(dǎo)熱系數(shù)有明顯的降低。巖棉板的垂直于板面抗壓強(qiáng)度與巖棉板密度的估算關(guān)系式為:TensileS = -30.466+0.223Density+2.909Binder式中:TensileS:垂直于板面抗拉強(qiáng)度(kPa)；Density:密度(kg/m3)；Binder:黏合劑百分比)，一般為固定值。—般來說，外墻用巖棉保溫板的垂直于板面抗壓強(qiáng)度要求彡50MPa，從式中可以看出.巖棉板的垂直于板面抗壓強(qiáng)度隨著密度和黏合劑含量的增大而增大，而黏合劑含量在工藝過程中一般為固定值，不易修改；而打孔工藝由于引入了空氣成分，使得巖棉板的密度下降，從而導(dǎo)致巖棉板的垂直于板面抗壓強(qiáng)度降低，因此孔的多少和大小必須經(jīng)過合理計(jì)算才能得到。以最常用的ImXlmX0.12m巖棉板為例,在靠近巖棉板邊緣5cm處打上一圈直徑為Φ5的孔(由這些孔構(gòu)成一個(gè)方形結(jié)構(gòu))，孔的深度為巖棉板厚度的三分之一，孔的間距為5cm ;在這個(gè)孔構(gòu)成的方形結(jié)構(gòu)中，每隔5cm打一排直徑為Φ5的孔,孔的深度為巖棉板厚度的四分之三。經(jīng)過計(jì)算，采用上述打孔方法制備的巖棉板，其密度約為80kg/m3，制得的巖棉板的垂直于板面的抗拉強(qiáng)度為53.6MPa,滿足使用要求。選用圓形孔是因?yàn)閳A形孔沒有明顯的邊界效應(yīng)，不存在直線相交的地方，可以最大限度的減少應(yīng)力集中。在施工過程中，巖棉板的邊沿要和其他材料相接，是最容易產(chǎn)生應(yīng)力集中的位置，如果孔的深度過深且孔過于靠近邊沿的話，會(huì)對(duì)巖棉板的抗拉和抗壓強(qiáng)度造成大的影響，在施工過程中造成巖棉板的斷裂和脫落。因此孔的分布規(guī)律為:在靠近巖棉板邊緣3% 6%處打上一圈直徑為Φ4 Φ7的孔(由這些孔構(gòu)成一個(gè)方形結(jié)構(gòu))，孔的深度可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，孔的間距為4 8cm ;在這個(gè)孔構(gòu)成的方形結(jié)構(gòu)中，每隔4 8cm打一排直徑為Φ4 Φ7的孔，孔的深度可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。 本發(fā)明的巖棉板與普通巖棉板的導(dǎo)熱系數(shù)、垂直于板面抗壓強(qiáng)度參數(shù)對(duì)比如下表所示:
權(quán)利要求
1.一種具有低導(dǎo)熱系數(shù)的外墻用巖棉板，所述的巖棉板主要由多層巖棉層壓制而成，其特征在于:由打孔機(jī)械設(shè)備在固化成型后的巖棉板打出按一定規(guī)律分布的孔狀結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有低導(dǎo)熱系數(shù)的外墻用巖棉板，其特征在于:所述孔狀結(jié)構(gòu)可以是盲孔結(jié)構(gòu)，也可以是開孔結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有低導(dǎo)熱系數(shù)的外墻用巖棉板，其特征在于:所述孔狀結(jié)構(gòu)按一定的規(guī)律分布。
4.一種具有低導(dǎo)熱系數(shù)的外墻用巖棉板的成型工藝，其特征在于:它包括如下步驟: (1)備料:取天然巖石，配以礦渣和適量的無機(jī)助劑，破碎并混合均勻后備用； (2)熔料:取步驟I中備用的天然巖石，經(jīng)高溫熔化后，由高速離心旋轉(zhuǎn)工藝，將液態(tài)的天然巖石離心成絮狀的棉絲；并將所述棉絲利用壓縮空氣吹送到集棉機(jī)。
(3)集棉:采用擺錘法由離心處理過的棉絲中捕集薄層狀棉絲，捕集過程中，在棉絲表面施加步驟(I)中配制的無機(jī)助劑，形成初級(jí)巖棉層； (4)疊棉:將上述初級(jí)巖棉層，經(jīng)擺錘機(jī)械的打折擺動(dòng)作用送到輸送機(jī)上，經(jīng)過輸送帶的往復(fù)作用，形成多層折疊的巖棉結(jié)構(gòu)； (5)固化成型:步驟4中折疊后的棉層，經(jīng)壓輥機(jī)械壓到所需厚度后送至固化爐進(jìn)行固化，使多層棉層固化成一整體，經(jīng)切割、裁邊后，轉(zhuǎn)入打孔工序； (6)打孔:步驟5中切割、裁邊后的巖棉板，由打孔機(jī)械設(shè)備在其表面上進(jìn)行打孔。孔的分布規(guī)律為:在靠近巖棉板邊緣3% 6%處打上一圈直徑為Φ4 Φ7的孔(由這些孔構(gòu)成一個(gè)方形結(jié)構(gòu))，孔的深度根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，孔的間距為4 8cm ;在這個(gè)孔構(gòu)成的方形結(jié)構(gòu)中，每隔4 8cm打一排直徑為Φ4 Φ7的孔，孔的深度可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。
(7)覆膜:步驟6中打孔后的巖棉板，在巖棉板的表面覆上一層具有低導(dǎo)熱系數(shù)的膜結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有低導(dǎo)熱系數(shù)的外墻用巖棉板的成型工藝，其特征在于:所述步驟I中的溶劑為丙酮。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有低導(dǎo)熱系數(shù)的外墻用巖棉板的成型工藝，其特征在于:所述步驟I中的天然巖石按重量份配比包括玄武巖3000份、白云石1000份、礦渣1000份。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有低導(dǎo)熱系數(shù)的外墻用巖棉板的成型工藝，其特征在于:所述步驟I中的無機(jī)助劑按重量份包括:濃度為25%的氨水120 150份、濃度為40%的樹脂溶液1600 1850份、蒸餾水3000 3100份。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有較低導(dǎo)熱系數(shù)的巖棉板及其成型工藝，所述的巖棉板主要由多層巖棉層壓制而成，成型工藝包括備料、熔料、集棉、疊棉、固化成型、打孔、覆膜；本發(fā)明通過對(duì)目前建筑市場(chǎng)上保溫工程用到的巖棉板的成型工藝進(jìn)行改進(jìn)，明顯降低了巖棉板的導(dǎo)熱系數(shù)，同時(shí)，本發(fā)明的巖棉板還具有A級(jí)防火保溫性能，高的抗拉強(qiáng)度和工作特性，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。
文檔編號(hào)E04B1/80GK103184771SQ201310088720
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者王全國(guó) 申請(qǐng)人:王全國(guó)