专利名称：：空芯岩棉及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种保温、隔热材料，尤其涉及一种主要以玄武岩矿石为原料制备而成的具有保温、隔热性能的空芯岩棉，本发明还涉及该空芯岩棉的制备方法和应用，属于保温、隔热材料领域。
背景技术：
：岩棉是以天然岩石如玄武岩、辉长岩、白云石、铁矿石、铝矾土等为主要原料，经高温熔化、纤维化而制成的无机质纤维。岩棉制品是一种保温、隔热材料，具有重量轻、保温、隔热、阻燃、隔音、节能、耐腐蚀、耐酸碱等特点，它的主要化学成份是二氧化硅、三氧化二镁、氧化镁和氧化钙。岩棉与国内传统的保温材料相比，它具有容重轻、导热系数低、可燃性耐久、抗腐蚀、吸声等突出的特点，而建筑和工业、国防、航天、航海，各种领域所欢迎，现已广泛用于建筑、石油化工、电力、仿制、交通船舶、工业管道、炉塔、缸体等，是一种高效节能的保温材料。现有的岩棉实质上都是矿渣棉当岩棉去出售，因为矿渣棉是以炼铁余下的废矿渣为主要原料，加上白灰石，百分之几的玄武岩成份，所以烧出的矿棉经冲天炉，用冶金焦烧，在烧制过程中，冲天炉必须有热风环、增加助燃。做制备的岩棉纤维较短、拉力较差、韧性差、保温程度低等。发达的国家新型保温迅速发展，对建筑物的保温隔热材料的研究和应用十分重视，岩棉制品已大量用于房屋建筑。瑞典国家通过立法规定新建房屋必须用170mm厚度以上的岩棉保温材料，否则不允许开工筹建，对于个体家庭旧房改建用保温材料，国家将给予补助和货款。瑞典在建筑工程上使用保温材料十分普遍。据欧洲共同体研究和应用的岩棉资料表明，50隱厚的岩棉板在建筑墙体保温上，相当于240mm砖墙，使用l吨岩棉制品，每年可节省1p屯石油，在工业热力管道装置上，采用1立方米岩棉制品，每年可能节省电能2500千卡/小时，相当于每年节省了3吨标准煤，国外科技发达的国家，岩棉制品的研究向高尖端方向发展，特别是日本、德国、美国、等国家，已经把岩棉用于织布，生产出来的村衣，冬暖夏凉、保温防火，很受用户5欠迎。
发明内容本发明首先所要解决的技术问题是提供一种制备成本低、性能优良的空芯岩棉。本发明首先所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的一种空芯岩棉，包括以下重量百分比的各原料制成玄武岩60-70%、白云石20-30%、辉绿岩2-6%、萤石4-8%;优选的，各原料的重量百分比为玄武岩65%、白云石25%、辉绿岩4%、萤石6%;为了达到更好的技术效果，所述的玄武岩优选为黑龙江穆陵中长玄武岩；玄武岩的化学成分与辉长岩相似，Si02含量变化于45°/。~52%之间，K20+Na力含量较侵入岩略高，CaO、Fe203+FeO、MgO含量较侵入岩略低。矿物成份主要由基性长石和辉石组成，次要矿物有橄榄石，角闪石及黑云母等，岩石均为暗色，一般为黑色，有时呈灰绿以及暗紫色等，呈斑状结构，气孔构造和杏仁构造普遍。玄武岩体积密度为2.8~3.3g/cm3，致密者压缩强度很大，可高达300MPa,有时更高，存在玻璃质及气孔时则强度有所降低。玄武岩耐久性甚高，节理多，且具脆性，因而不易釆得大块石料，由于气孔和杏仁构造常见，虽玄武岩地表上分布广泛，但可作饰面石材不多。玄武岩的主要成份是二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁(还有少量的氧化钾、氧化钠)，其中二氧化硅含量最多，约占百分之四十五至五十左右。玄武岩的颜色，常见的多为黑色、黑褐或暗绿色。因其质地致密，它的比重比一般花岗岩、石灰岩、沙岩、页岩都重。白云石含4美和钙高，在一定的温度下其到助燃作用，任何冶炼和铸造都离不开的，如果白云石块太小，炉温肯定低，只能能起到化学的反应作用，没有起着充分助燃的作用，并且浪费能源，本发明人通过大量的试验发现，当白云石的粒径为8-10厘米是能够最大限度的起到助燃的作用。此外，当玄武岩的粒径为8-10厘米，萦石的粒径为2-6厘米时，炉体内透气性不好，容易做炉，原料能够充分的溶化。所以，为了达到更好的技术效果，所述的玄武岩、白云石的粒径优选为8-10厘米，所述的萦石的粒径优选为2-6厘米；辉绿岩是一种基性浅成侵入岩。深灰、灰黑色。主要由辉石和基性长石组成，含少量橄榄石、黑云母、石英、磷灰石、磁铁矿、钬铁矿等。基性斜长石常蚀变为钠长石、黝帘石、绿帘石和高冷石；辉石常蚀变为绿泥石、角闪石和碳酸盐类矿物。因绿泥石的颜色而整体常呈灰绿色。辉绿岩跟辉长岩的成分差不多，但它形成得比较浅，不像辉长岩那样深。才艮据含有的不同成分，有多种。如含石英多的叫作石英辉绿岩；含沸石、正长石等的，称碱性辉绿岩等。辉绿岩为深源玄武质岩浆向地壳浅部侵入结晶形成，常呈岩脉、岩墙、岩床或充填于玄武岩火山口中的岩林状产出。按次要矿物的不同，可分为橄榄辉绿岩、石英辉绿岩等。可做建筑石材或工艺石料，是铸石原料。质地均勾、无裂紋者可做石材原料，细粒者尤佳。白云石是碳酸盐矿物。常有铁、锰等类质同象代替镁。当铁或锰原子数超过镁时，称为铁白云石或锰白云石。三方晶系，晶体呈菱面体，晶面常弯曲成马鞍状，聚片双晶常见。集合体通常呈粒状。纯者为白色；含铁时呈灰色；风化后呈褐色。玻璃光泽。菱面体解理完全。莫氏硬度3.5~4。比重2.85~3.2。遇冷稀盐酸时緩慢起泡。是组成白云岩的主要矿物。海相沉积成因的白云岩常与菱铁矿层、石灰岩层成互层产出。在湖相沉积物中，白云石与石膏、硬石膏、石盐、钾石盐等共生。热液中可直接结晶形成白云石，也可由含镁的热水溶液交代石灰岩或白云质灰岩而形成。萤石(Fluorite),又称氟石，是一种矿物，其主要成分是氟化钙，含杂质较多，Ca常被Y和Ce等稀土元素替代，此外还含有少量的Fe203,Si02和微量的Cl，03，He等。自然界中的萤石常显鲜艳的颜色，硬度比小刀低。本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种制备上述空芯岩棉的方法。本发明所要解决的另一个技术问题是通过以下技术方案来实现的一种制备空芯岩棉的方法，包括(1)按所述重量百分比称取各原料玄武岩60-70°/。、白云石20-30%、辉绿岩2-6%、萤石4-8%;(2)将上述各原料混合均匀后投放到冲天炉中，在900-1000。C的高温条件下熔化，把熔体引导流入四辊高速离心机的辊轮成纤，冷却吹制成棉，即得。本发明所制备得到的岩棉产品长O.9-0.5微米，纤维长、保温、防火、弹性强、拉力强、手感好，远远超过矿渣棉。各项性能完全符合国家、国防、工业、航天、航海、建筑、石油、化工、工农业标准。与现有的岩棉相比较，本发明岩棉主要具有以下几方面的优点1、与现有的岩棉相比较，在零下几十度的情况下，用手触摸，本发明的岩棉手感热，现有的岩棉手感凉；2、质地柔软，韧性强，张力好，耐践踏将本发明的岩棉与现有的岩棉放在地下用脚来回趟几遍后，本发明岩棉像毯子一样，非常柔软，没有变型更没有粉碎，而现有的岩棉变得粉碎；3、本发明岩棉纤维空芯、多孔；现有的岩棉像钢筋一样是实芯的。本发明岩棉产品的应用范围可用于电力、化工、石油、建筑冶金、纺织、船舶、汽车、火车、飞机、供热管道等行业，是管道储罐、锅炉烟道、热交换器、大型机场、体育管、大型冷库等工业设备、民用建筑工程理想的保温、隔热材料。本发明岩棉产品还可应用于制作成无土栽培和各种育苗的营养盒、水稻育秧盘等；本发明岩棉还可作造纸原料。具体实施例方式下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。实施例1按以下重量配比称取各原料玄武岩60kg、白云石30kg、辉绿岩6kg、萤石4kg;将上述各原料混合均匀后^^丈到冲天炉(购自廊坊龙华节能材料有限公司龙华成套设备厂，规格年产3000吨)中，在900-1000。C的高温条件下熔化，把熔体引导流入四辊高速离心机(购自南京玻璃纤维研究院，规格年产2000-3000吨)的辊轮成纤，在成纤过程中熔体受辊轮内冷却水以及与辊表明接触的高压风机(购自哈尔滨高压风机厂；规格919-2900转/min,风压5008-5697m3/n)所产生的冷空气冷却吹制成棉，即得。其中，在制备过程中，各具体的工艺参数优选采用表l所示的工艺参数。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>按照GB/T11835-2007的检测标准对本实施例所制备的岩棉产品的各项指标进行检测，检测结果见表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>备注该产品的常温导热系数为入=0.032W/(m.K)实施例2按以下重量配比称取各原料玄武岩70kg、白云石20kg、辉绿岩2kg、萤石8kg;将上述各原料混合均匀后投放到冲天炉(购自廊坊龙华节能材料有限公司龙华成套设备厂，规格年产3000吨)中，在900-1000。C的高温条件下熔化，把熔体引导流入四辊高速离心机(购自南京玻璃纤维研究院，规格年产2000-3000吨)的辊轮成纤，在成纤过程中熔体受辊轮内冷却水以及与辊表明接触的高压风机(购自哈尔滨高压风机厂；规格919-2900转/min,风压5008-5697m3/n)所产生的冷空气冷却吹制成棉，即得。其中，在制备过程中，各具体的工艺参数优选采用表3所示的工艺参数。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>熔质温度(。c)1500-1600流股温度(°c)1350-1400废气温度(°c)180-1350冷却水用量(t/h)15-25四辊机转速(Y/min)5700-6300第四辊纤维得率(％)75-85纤维直径(mm)5-6渣球含量(％)6-80.5mm漆球原料酸度系数1.2-2.6功率消耗(kw)250-320按照GB/T11835-2007的检测标准对本实施例所制备的岩棉产品的各项指标进行检测，检测结果见表4。表4检测项目标准值平均检测值评价密度(kg/m3)10卜160±15%125符合导热系数平均温度rc)70±571符合W/(mK)<0.0430.032符合有机物含量(%)<4.02.2符合热荷重收缩温度rc)>600650符合纤维平均直径(Mm)《7.05.3符合渣球含量(%)直径〉0.25mm<12.06.4符合不燃性A级A级符合最高使用温度rc)600650符合9<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>备注该产品的常温导热系数为入=0.032W/(m.K)实施例3按以下重量配比称取各原料黑龙江穆陵中长玄武岩65kg、白云石25kg、辉绿岩4kg、萤石6kg;将上述各原料混合均匀后投放到冲天炉(购自廊坊龙华节能材料有限公司龙华成套设备厂，规格年产3000吨)中，在900-IOO(TC的高温条件下熔化，把熔体引导流入四辊高速离心机(购自南京玻璃纤维研究院，规格年产2000-3000吨)的辊轮成纤，在成纤过程中熔体受辊轮内冷却水以及与辊表明接触的高压风机(购自p合尔滨高压风机厂；规格919-2900转/min,风压5008-5697m3/n)所产生的冷空气冷却吹制成棉，即得。其中，在制备过程中，各具体的工艺参数优选采用表5所示的工艺参数。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>按照GB/T11835-2007的检测标准对本实施例所制备的岩棉产品的各项指标进行检测，检测结果见表6。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>备注该产品的常温导热系数为入=0.032W/(m.K)权利要求1、一种空芯岩棉，由以下重量百分比的各原料制成玄武岩60-70％、白云石20-30％、辉绿岩2-6％和萤石4-8％。2、按照权利要求1所述的空芯岩棉，其特征在于，各原料的重量百分比为玄武岩65%、白云石25%、辉绿岩4%、萤石6°/。。3、按照权利要求1或2所述的空芯岩棉，其特征在于所述的玄武岩或白云石的粒径为8-10厘米。4、按照权利要求1或2所述的空芯岩棉，其特征在于所述的萦石的粒径为2-6厘米。5、按照权利要求1或2所述的空芯岩棉，其特征在于所述的玄武岩是黑龙江穆陵中长玄武岩。6、一种制备权利要求1或2所述的空芯岩棉的方法，包括(1)按所述重量百分比称取各原料玄武岩60-70°/。、白云石20-30%、辉绿岩2-6°/。、萤石4-8%;(2)将上述各原料混合均匀后投放到冲天炉中，在900-1000。C的高温条件下熔化，把熔体引导流入四辊高速离心机的辊轮成纤，冷却吹制成棉，即得。7、权利要求1或2所述的空芯岩棉在制备保温、隔热材料中的用途。全文摘要本发明公开了一种空芯岩棉及其制备方法和应用，属于保温、隔热材料领域。该空芯岩棉由以下重量百分比的各原料制成玄武岩60-70％、白云石20-30％、辉绿岩2-6％和萤石4-8％。将上述各原料混合均匀后投放到冲天炉中，在900-1000℃的高温条件下融化，即得。本发明岩棉纤维长，保温、隔热性能好，能防火、弹性好、拉力强、手感好，远远超过矿渣棉。各项性能完全符合国家、国防、工业、航天、航海、建筑、石油、化工、工农业标准。可用于电力、化工、石油、建筑冶金、纺织、船舶、汽车、火车、飞机、供热管道等行业，是管道储罐、锅炉烟道、热交换器、大型机场、体育管、大型冷库等工业设备、民用建筑工程的保温、隔热材料。文档编号C03B37/00GK101538122SQ20091013557公开日2009年9月23日申请日期2009年4月27日优先权日2009年4月27日发明者鞠加会申请人:鞠加会