一種導熱系數低的保溫材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種導熱系數低的保溫材料的制備方法，屬保溫材料制造領域。其步驟為：(1)原料加工，將原料按照玄武巖600-680kg/批，花崗巖90-110kg/批，白巖石45-55kg/批，煤矸石140-150kg/批，礦渣150-180kg/批，焦炭250-275kg/批進行混合，混合后粉碎，預熱到450-550℃，原料熔化燃燒時添加液氧，所述的液氧的用量為28-34m3/批，保持沖天爐中的溫度為890-970℃；(2)物料纖維化；(3)集棉；(4)疊加；(5)固化；(6)切割，包裝。本發(fā)明加工的巖棉不但保溫導熱系數低，而且保溫效果好，制造成本低，各項性能優(yōu)異。
【專利說明】一種導熱系數低的保溫材料的制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于保溫材料制造領域，更具體地說，涉及一種導熱系數低的保溫材料的 制備方法。

【背景技術】
[0002] 保溫材料發(fā)展很快，在工業(yè)和建筑中采用良好的保溫技術與材料，往往可以起到 事半功倍的效果。一般保溫材料要求導熱系數小于或等于0.2。而工業(yè)設備和管道的保溫， 采用的隔熱襯里要求具有導熱系數低、密度小、柔韌性高、防火防水等特性。其常溫導熱系 數0. 018WAK · m)且絕對防水，保溫性能是傳統(tǒng)材料3?8倍。隨著科技的發(fā)展和人們生 活水平的提高，對保溫材料的要求也越來越高，尤其要求保溫系數越來越低。
[0003] 保溫材料可收集多余熱量，適時平穩(wěn)釋放，梯度變化小，有效降低損耗量，室溫可 趨、冬季保溫均可起到平衡作用。在新樓裝飾和舊樓改造中，克服墻面裂縫、結露、發(fā)霉、起 皮等先天不足弊病；而且安全可靠的與基底整體粘結，隨意性好，無空腔，避免負風壓撕裂 和脫落。有效克服板材拼接后邊肋、陽角外翹變形面磚脫落等問題。材料中有機物與主墻 基底存在的游離酸反應形成化合物，滲入主墻微孔隙中，形成共同體，確保干態(tài)粘結性，并 改善濕態(tài)粘結保值率，具有極好粘結性。選用漂珠、水鎂石纖維（管狀纖維）等原材料，其結 構中形成封閉的憎水性微孔隙空腔結構，作為相變材料載體，可確保相變材料長期實用性。 現在的保溫材料的主要產品為聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯泡沫塑料，其多用于鋼絲網夾芯 板材，彩色鋼板復合夾心板材，雖然有一定限制，但發(fā)展較快，隨著建筑防火對材料要求越 來越嚴格，泡沫塑料在建筑領域的應用存在例如耐火效果不好和成本高等很多問題。
[0004] 作為新型保溫材料，巖棉的應用也越來越廣，例如中國專利號：201120178146. 7，
【公開日】2012年01月25日，公開了一種巖棉板，其包括有板體，板體從上到下依次分為隔熱 層、保溫層和耐火層，板體的兩端固定安裝有槽型鋼，槽型鋼內設有多個螺孔，所述板體的 上端面具有防水板，防水板向外拱出并形成瓦狀結構，防水板的兩側分別設有集水槽。該實 用新型結構簡單，集防水、隔熱、保溫和耐火功能于一體，耐火等級高、外形美觀、結構強度 好，是一種理想的防水耐火材料，可廣泛運用船舶、冶金、電力、建筑等領域。由此可見，巖棉 已經開始廣泛的應用于各種場合。
[0005] 但是現有巖棉的巖棉保溫導熱系數只能維持在0· 004WAm · k)(平均溫度25°C ) 左右，一直很難繼續(xù)降低。不過幸運的是巖棉已經成為眾多科研人員的研究方向，例如中國 專利號201010222393. 2,公開了一種巖棉纖維節(jié)能保溫材料的制備方法，該制備方法是將 原料送入沖天爐內，經高溫熔融后，由高速離心設備制成人造無機纖維，同時加入粘結劑和 防塵油，再經加溫固化制得巖棉纖維節(jié)能保溫材料制品。該發(fā)明方法的關鍵是將沖天爐內 焦炭燃燒產后的一氧化碳，經過回收再配以天然氣二次焚燒，產生大量的熱量再次送入沖 天爐內，再者就是經過富氧裝置給沖天爐內添加氧氣助燃，提高爐內的溫度，使爐內的溫度 達到1450攝氏度以上。由于溫度的提高，從而可以增加玄武巖的原料的含量的比例。以 此來改變巖棉化學成分，最終達到改變巖棉的使用性能，提高巖棉的防火等級和抗老化性 能。該發(fā)明方法主要通過兩個步驟共同來完成：第一、沖天爐內的焦炭燃燒產生一氧化碳， 經過抽離風機將含有一氧化碳的氣體抽入焚燒爐內，焚燒爐內配以一定比例的天然氣，經 過電子點火，在爐內產生燃燒，爐內的所有可燃氣體全部充分燃燒，從而產生大量的熱氣， 溫度為700攝氏度左右；再經過換熱器將高溫氣體通過助燃風機送入沖天爐內，增加爐內 的溫度420攝氏度以上，產生的二氧化碳隨著煙囪排出。第二、向沖天爐內添加氧氣來助 燃。沖天爐內由于有焦炭在燃燒，氧氣作為一種助燃氣體，通過氧氣調壓站一氧氣分配器一 沖天爐，向沖天爐內補充一定量的氧氣，從而提高焦炭的燃燒率，同時還可以增加爐內的溫 度200攝氏度以上，這樣不但可以節(jié)約焦炭，提高產品產量及產品質量。但其保溫導熱系數 也是維持在0. 〇〇4WAm · k)(平均溫度25°C )左右，無法繼續(xù)降低，而現有的實際需要卻要 求繼續(xù)降低該保溫導熱系數，因此迫切需要新的巖棉制造方法來制備新型的保溫導熱系數 低的巖棉。


【發(fā)明內容】

[0006] 1.要解決的問題
[0007] 針對現有保溫材料的保溫導熱系數也是維持在0· 004WAm · k)(平均溫度25°C ) 左右，無法繼續(xù)降低的問題，本發(fā)明提供一種導熱系數低的保溫材料的制備方法，其不但保 溫導熱系數低，能維持在〇. 〇〇34WAm · k)(平均溫度25°C )左右，而且保溫效果好，各項性 能優(yōu)異。
[0008] 2.技術方案
[0009] 為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術方案如下：
[0010] 一種導熱系數低的保溫材料的制備方法，其步驟為：
[0011] (1)原料加工，將原料按照玄武巖600-680kg/批，花崗巖90-110kg/批，白巖石 45-55kg/批，煤矸石140-150kg/批，礦渣150-180kg/批，焦炭250-275kg/批進行混合，混 合后粉碎，預熱到450-550°C，預熱后將原料加入沖天爐中，使原料熔化燃燒，原料熔化燃燒 時添加液氧，所述的液氧的用量為28-34m 3/批，保持沖天爐中的溫度為890-970°C ;
[0012] (2)物料纖維化，將步驟（1)中熔化的溶液經過離心成纖，變成纖維狀，在離心的 過程中噴灑酚醛樹脂，樹脂的噴灑量為49-63kg/噸纖維；
[0013] (3)集棉，將步驟⑵中的離心成纖的纖維收集；
[0014] (4)疊加，將步驟（3)中收集的纖維變?yōu)楸“逍卫w維條，然后將纖維成S型疊加，增 加薄板型纖維條的厚度，變?yōu)榀B加型纖維條；
[0015] (5)固化，將步驟（4)中疊加后的疊加型纖維條固化；在固化的同時對疊加型纖維 條進行壓縮，得到巖棉保溫板；
[0016] ⑶切害I]，包裝。
[0017] 優(yōu)選地，所述的步驟（1)中的原料按照玄武巖650kg/批，花崗巖99kg/批，白巖石 49kg/批，煤砰石146kg/批，礦漁165kg/批，焦炭265kg/批進行混合。
[0018] 優(yōu)選地，所述的步驟（1)中沖天爐的溫度為930°C。
[0019] 優(yōu)選地，所述的步驟（1)中原料熔化燃燒時添加液氧，所述的液氧的用量為31m3/ 批。
[0020] 優(yōu)選地，所述的步驟（2)中離心的速度為6000-7500轉/h。
[0021] 優(yōu)選地，所述的步驟（2)中酚醛樹脂為2402型酚醛樹脂。
[0022] 優(yōu)選地，所述的步驟（5)中固化的溫度為200-300°C，壓縮的壓強為0. 04MPa。
[0023] 3.有益效果
[0024] 相比于現有技術，本發(fā)明的有益效果為：
[0025] (1)本發(fā)明原料按照玄武巖600_680kg/批，花崗巖90-110kg/批，白巖石 45-55kg/批，煤矸石140-150kg/批，礦渣150-180kg/批，焦炭250-275kg/批進行混合， 相對于傳統(tǒng)的材料配比，增加了花崗巖和煤矸石，降低了成本，提高了性能，原料熔化燃燒 時添加液氧，在890-970°C加熱，節(jié)約能源，熔化的溶液經過離心成纖，變成纖維狀，在離心 的過程中噴灑酚醛樹脂，樹脂的噴灑量為49-63kg/噸纖維，提高了憎水率，離心的速度為 6000-7500轉/h，加工出來的纖維直徑只有3. 5左右，纖維更細小，保溫效果更好，降低了導 熱系數；
[0026] (2)本發(fā)明原料按照玄武巖650kg/批，花崗巖99kg/批，白巖石49kg/批，煤砰石 146kg/批，礦漁165kg/批，焦炭265kg/批進行混合時效果最好；
[0027] (3)本發(fā)明離心的速度為6000-7500轉/h，配合特殊的成份比，使得加工出的纖維 平均直徑達到3. 5 μ m左右，最細的能達到2. 7 μ m，導熱保溫系數低；
[0028] (4)本發(fā)明固化的溫度為200-300°C，壓縮的壓強為0. 04MPa，提高了本發(fā)明制備 的產品的抗壓強度。

【具體實施方式】
[0029] 下面結合具體實施例對本發(fā)明進一步進行描述。
[0030] 實施例1
[0031] 一種導熱系數低的保溫材料的制備方法，其步驟為：
[0032] (1)原料加工，將原料按照玄武巖650kg/批，花崗巖99kg/批，白巖石49kg/批，煤 矸石146kg/批，礦渣165kg/批，焦炭265kg/批進行混合，混合后粉碎，預熱到490°C，預熱 后將原料加入沖天爐中，使原料熔化燃燒，原料熔化燃燒時添加液氧，所述的液氧的用量為 31m 3/批，保持沖天爐中的溫度為930°C ;
[0033] (2)物料纖維化，將步驟（1)中熔化的溶液經過離心成纖，變成纖維狀，在離心的 過程中噴灑酚醛樹脂，酚醛樹脂為2402型酚醛樹脂，樹脂的噴灑量為63kg/噸纖維；離心的 速度為7500轉/h ;
[0034] (3)集棉，將步驟（2)中的離心成纖的纖維收集；
[0035] (4)疊加，將步驟（3)中收集的纖維變?yōu)楸“逍卫w維條，然后將纖維成S型疊加，增 加薄板型纖維條的厚度，變?yōu)榀B加型纖維條；
[0036] (5)固化，將步驟（4)中疊加后的疊加型纖維條固化；在固化的同時對疊加型纖維 條進行壓縮，得到巖棉保溫板；固化的溫度為200°C，壓縮的壓強為0. 04MPa ;
[0037] ⑶切害I]，包裝。
[0038] 所得到經過切割的保溫巖棉板的尺寸為長度1000mm，寬度600mm，厚度50mm，密 度為73kg/m 3。對該保溫巖棉板的性能進行測試，纖維平均直徑為2. 7 μ m，最高使用溫 度670°C，渣球含量（粒徑大于0. 25mm)為3. 5 %，憎水率99. 6 %，短期吸水量為0. 17kg/ m3(10mm，24h)，抗拉強度為9. 8kpa。壓縮強度為66kpa(變形10 % )，保溫導熱系數為 0. 0031WAm · k)(平均溫度25°C )。從以上指標來看，明顯優(yōu)于現有技術。
[0039] 實施例2
[0040] 同實施例1，所不同的是步驟（1)中將原料按照玄武巖600kg/批，花崗巖110kg/ 批，白巖石45kg/批，煤矸石150kg/批，礦渣150kg/批，焦炭275kg/批進行混合，混合后 粉碎，預熱到450°C，預熱后將原料加入沖天爐中，沖天爐中的溫度為970°C，使原料熔化燃 燒，所述的液氧的用量為28m 3/批；步驟（2)中樹脂的噴灑量為49kg/噸纖維；離心的速度 為7100轉/h ;步驟（5)中固化的溫度為260°C。
[0041] 所得到經過切割的保溫巖棉板的尺寸為長度1000mm，寬度600mm，厚度50mm，密 度為77kg/m 3。對該保溫巖棉板的性能進行測試，纖維平均直徑為3. 5 μ m，最高使用溫度 650°C，渣球含量（粒徑大于0. 25mm)為3. 3 %，大大優(yōu)于現有技術，憎水率99. 5 %，短期吸 水量為〇.181^/1113(1〇111111，2411)，抗拉強度為9.41^^。壓縮強度為63.51^^(變形10%)，保 溫導熱系數為〇. 〇〇36WAm · k)(平均溫度25°C )。從以上指標來看，明顯優(yōu)于現有技術。
[0042] 實施例3
[0043] 同實施例1，所不同的是步驟（1)中將原料按照玄武巖680kg/批，花崗巖90kg/ 批，白巖石55kg/批，煤矸石140kg/批，礦渣180kg/批，焦炭250kg/批進行混合，混合后 粉碎，預熱到550°C，預熱后將原料加入沖天爐中，沖天爐中的溫度為890°C，使原料熔化燃 燒，所述的液氧的用量為34m 3/批；步驟（2)中樹脂的噴灑量為57kg/噸纖維；離心的速度 為6000轉/h ;步驟（5)中固化的溫度為300°C。
[0044] 所得到經過切割的保溫巖棉板的尺寸為長度1000mm，寬度600mm，厚度50mm，密 度為75kg/m 3。對該保溫巖棉板的性能進行測試，纖維平均直徑為3. 1 μ m，最高使用溫度 660°C，渣球含量（粒徑大于0. 25mm)為3. 0 %，大大優(yōu)于現有技術，憎水率99. 8 %，短期吸 水量為〇. 14kg/m3 (10mm，24h)，抗拉強度為10. lkpa。壓縮強度為69kpa (變形10 % )，保溫 導熱系數為〇. 〇〇34WAm · k)(平均溫度25°C )。從以上指標來看，明顯優(yōu)于現有技術。
【權利要求】
1. 一種導熱系數低的保溫材料的制備方法，其步驟為： (1) 原料加工，將原料按照玄武巖600-680kg/批，花崗巖90-110kg/批，白巖石 45-55kg/批，煤矸石140-150kg/批，礦渣150-180kg/批，焦炭250-275kg/批進行混合，混 合后粉碎，預熱到450-550°C，預熱后將原料加入沖天爐中，使原料熔化燃燒，原料熔化燃燒 時添加液氧，所述的液氧的用量為28-34m 3/批，保持沖天爐中的溫度為890-970°C ; (2) 物料纖維化，將步驟（1)中熔化的溶液經過離心成纖，變成纖維狀，在離心的過程 中噴灑酚醛樹脂，樹脂的噴灑量為49-63kg/噸纖維； (3) 集棉，將步驟（2)中的離心成纖的纖維收集； (4) 疊加，將步驟（3)中收集的纖維變?yōu)楸“逍卫w維條，然后將纖維成S型疊加，增加薄 板型纖維條的厚度，變?yōu)榀B加型纖維條； (5) 固化，將步驟（4)中疊加后的疊加型纖維條固化；在固化的同時對疊加型纖維條進 行壓縮，得到巖棉保溫板； (6) 切割，包裝。
2. 根據權利要求1所述的一種導熱系數低的保溫材料的制備方法，其特征在于：所 述的步驟（1)中的原料按照玄武巖650kg/批，花崗巖99kg/批，白巖石49kg/批，煤矸石 146kg/批，礦渣165kg/批，焦炭265kg/批進行混合。
3. 根據權利要求2所述的一種導熱系數低的保溫材料的制備方法，其特征在于：所述 的步驟（1)中沖天爐的溫度為930°C。
4. 根據權利要求2所述的一種導熱系數低的保溫材料的制備方法，其特征在于：所述 的步驟（1)中原料熔化燃燒時添加液氧，所述的液氧的用量為31m 3/批。
5. 根據權利要求1所述的一種導熱系數低的保溫材料的制備方法，其特征在于：所述 的步驟（2)中離心的速度為6000-7500轉/h。
6. 根據權利要求1所述的一種導熱系數低的保溫材料的制備方法，其特征在于：所述 的步驟（2)中酚醛樹脂為2402型酚醛樹脂。
7. 根據權利要求1-6中任意一項所述的一種導熱系數低的保溫材料的制備方法，其特 征在于：所述的步驟（5)中固化的溫度為200-300°C，壓縮的壓強為0. 04MPa。
【文檔編號】C03B37/005GK104140237SQ201410362876
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權日:2014年7月28日
【發(fā)明者】束青華, 何海兵, 楊勇 申請人:馬鞍山市宏達保溫材料有限公司