一种多孔岩棉板及其制作方法与流程

本发明涉及建材、建筑保温以及设备隔热领域，具体来说，涉及一种多孔岩棉板及其制作方法。

背景技术：

岩棉板是一种新型保温材料，具有导热系数小、隔音性能好、阻燃等优点。目前，岩棉板被广泛应用于建筑外墙保温以及墙体隔音等领域，获得了显著的节能效果。

岩棉板的制作原料通常为玄武岩，制作过程是首先将玄武岩在高温下熔化成岩浆，然后将岩浆滴浇在快速旋转的飞轮上，结合风环的作用，将岩棉制成岩棉丝。在成丝室内，岩棉在吹离风、诱导风和被压抽气的共同作用下，岩棉丝飞向集棉轮的表面并被捕集。为了增加棉丝间的粘合性，在岩棉成丝后还需要向棉丝表面喷粘结剂。制丝过程中集棉轮缓慢匀速旋转，轮上所收集到的薄薄棉絮经过后续摆锤机械进行多层覆盖折叠而形成一定厚度的岩棉层，再通过辊压、固化、切割等工序，最终制成岩棉板。如何进一步提高岩棉保温性能，是本领域技术人员面临的一技术问题。

技术实现要素：

本发明提出了一种多孔岩棉板及其制作方法，可以进一步提高岩棉保温性能，同时还可以降低制作岩棉板的原料消耗和生产能耗，降低成本。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的技术方案是：

一方面，本实施例提供一种多孔岩棉板，包括岩棉板本体和空心体，空心体位于岩棉板本体中，且空心体与岩棉板本体固定连接呈一体结构。

作为优选例，所述的空心体为内部封有空气的塑料制壳体。

作为优选例，所述的空心体为空心球体、空心椭圆球体或空心柱体。

另一方面，本实施例还提供一种多孔岩棉板的制作方法，该方法包括：在叠棉过程中，将空心体置于棉絮层间，然后通过压棉固化成型工艺，使棉絮层和空心体呈一体，制成多孔岩棉板。

作为优选例，所述的空心体均匀布设在相邻的棉絮层间。

作为优选例，所述的空心体为内部封有空气的塑料制壳体。

作为优选例，所述的空心体为空心球体、空心椭圆球体或者空心柱体。

作为优选例，所述的空心体为空心球体时，空心体的球径为5～10毫米；所述的空心体为空心柱体时，空心柱体的端面直径为5～10毫米。

与现有技术相比，本发明实施例的多孔岩棉板及其制作方法，可以进一步提高棉层中空气的锁定量，从而增加了岩棉板的保温性能。同时，降低了岩棉板单位面积的岩棉消耗量，降低了原料消耗和生产过程的能耗。另外，也降低了单位面积岩棉板的重量，具有显著的经济效益和环保效益。岩棉板的制作原料是玄武岩，其之所以有很好的保温、隔音等性能，主要是由于棉层中锁定了大量不流动的空气，例如在30℃时，空气的导热系数仅有2.67×10^-2W/(m·K)，因此，空气是一种非常理想的保温材料。本实施例，通过在岩棉板中添加空心体，空心体为内部封有空气的塑料制壳体。这就增加岩棉板中所锁定的空气量，将能够进一步提高岩棉保温性能。

附图说明

图1为本发明实施例的岩棉板剖面示意图；

图2为本发明实施例的空心体示意图；

图3为本发明实施例方法中铺设空心球体叠棉示意图；

图4为本发明仿真实验中仿真模型1的温度分布云图；

图5为本发明仿真实验中仿真模型2的温度分布云图。

图中有：1、传送带，2、岩棉初层，3、曲柄，4、连杆，5、摆锤，6、主传送带，7、空心球体，8、折叠后的棉层，11、岩棉板本体，12、空心体，21、壳体；22、空气。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用来限定本发明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明实施例的一种多孔岩棉板，包括岩棉板本体11和空心体12，空心体12位于岩棉板本体11中，且空心体12与岩棉板本体11固定连接呈一体结构。

在岩棉板本体11中设置空心体12，利用空心体12来提高岩棉板的保温性能。

在上述实施例中，作为优选，如图2所示，所述的空心体12为内部封有空气22的塑料制壳体21。通过在空心体12中封装空气22，利用空心体12进一步提高岩棉板中空气含量，从而提高岩棉板的保温性能。同时空心体12会占用原先的岩棉空间，进而减少岩棉用料，降低成本。空心体12可以为多种不同形状或结构。例如，所述的空心体12为空心球体、空心椭圆球体或空心柱体。

上述多孔岩棉板的制作方法，包括：在叠棉过程中，将空心体12置于棉絮层间，然后通过压棉固化成型工艺，使棉絮层和空心体12呈一体，制成多孔岩棉板。

在上述多孔岩棉板的制作方法中，在叠棉过程中，添加空心体12，然后利用固化成型工艺，使得棉絮层和空心体12呈一体结构。

作为优选方案，所述的空心体12均匀布设在相邻的棉絮层间。这样有利于提高岩棉板各部分的保温性能均匀性。所述的空心体12为内部封有空气的塑料制壳体。由于在空心体中封装空气，利用空心体进一步提高岩棉板中空气含量，从而提高岩棉板的保温性能。所述的空心体为空心球体、空心椭圆球体或者空心柱体。

在上述实施例中，空心体的大小通常取决于岩棉板的厚度。空心体的直径较大，能够增加岩棉板中的空气锁定量，但空心体内部的对流传热因素增加，对保温不利；空心体直径较小，对提高岩棉板的强度有利，也可削弱空心体内部的水流传热因素，但不利之处是空心体外壳的导热影响增加。作为优选，所述的空心体为空心球体时，空心体的球径为5～10毫米；所述的空心体为空心柱体时，空心柱体的端面直径为5～10毫米。

为解决岩棉板普遍存在的导热系数与其它类型保温材料相比偏高等缺陷，上述实施例的多孔岩棉板的制作方法，在叠棉过程中在棉絮层间均匀掺入空心体，空心体是预先制备的内部封有空气的塑料外壳球(如同乒乓球)。通过随后的压棉固化成型等工艺，最终获得内部具有多孔的岩棉板。需要说明的是，此处空心体尺寸可以根据需要进行调整，可以是单一尺寸，也可以是多种尺寸的混合；其形状不限定为球体，也可以为其他形状，如椭球，圆柱等。

参见图3，本发明实施例的多孔岩棉板的制作方法，主要创新体现在岩棉在打摺机里通过摆锤法叠成多层的过程中。所示过程中包含了传送带1，岩棉初层2，曲柄3，连杆4，摆锤5，主传送带6，空心体7和折叠后的棉层8。如图3所示，岩棉初层2经过传送带1，向前运动，穿过摆锤5两侧的传送带夹层，向下落于主传送带6上。摆锤5在曲柄3和连杆4的带动下，做来回往复运动，将岩棉初层2均匀层叠在主传送带6上。在岩棉初层2层叠前，将空心体7均匀布置在岩棉初层2上，经过折叠和主传送带的运动，形成折叠后的棉层8。所述的折叠后的棉层8经过压制和固化成型后，形成中间带有多孔结构的岩棉板，

下面通过仿真实验，来验证本发明实施例制备的多孔岩棉板具有良好的保温性能。

仿真模型1：采用了长宽100mm*100mm厚度40mm的多孔岩棉板物理模型。该模型中，空心球体的直径为5mm，数量分布按照12*12*4的顺排分布，即在长度方向，每行布设12个；在宽度方向，每行布设12个；在高度方向，每列布设4个。总空心球体体积占多孔岩棉板体积的9.42％。

仿真模型2：采用了长宽100mm*100mm厚度40mm的岩棉板物理模型，其内部没有设置空心球体。

数值模拟：采用fluent14.5(计算流体力学CFD商用软件)进行模型传热计算。

其中，材料的物性参数为：

岩棉板物性参数：密度：150kg/m³，比热：750J/kg*k，导热系数：0.045w/m*k；

空气物性参数：密度：1.24kg/m³，比热：1005J/kg*k，导热系数：0.023w/m*k；

计算边界条件：岩棉板上壁面采取定温边界条件，温度设定为275k，岩棉板下壁面则设为定热流密度边界条件，热流密度设定为12w/m²，岩棉板侧壁边缘壁面定为绝热条件。

模拟计算结果，仿真模型1的温度分布云图如图4所示。从图4可以看出：12w/m²的热流密度下，上下壁面温差为12.3k。根据导热公式可以换算出热阻为1.025k*m²/w，整体导热系数为0.039w/m*k。

仿真模型2的温度分布云图如图5所示。从图5可以看出：12w/m²的热流密度下，上下壁面温差为10.8度。根据导热公式可以换算出热阻为0.9k*m²/w，整体导热系数为0.044w/m*k。

由此，相比仿真模型2，仿真模型1的导热系数下降了11.4％。

以上对本发明所提供的一种多孔结构的岩棉板进行详细介绍。以上说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。