一种生产硬质喷涂用矿物纤维粒状棉的混合造粒设备及工艺的制作方法

本发明属于矿物纤维喷涂棉生产技术领域，尤其涉及一种混合造粒设备及利用该设备配套生产线生产硬质喷涂用矿物纤维粒状棉的制备方法。

背景技术：

矿物纤维喷涂技术起源于欧美，上世纪九十年代末引入中国，近年来在国内建筑行业中得到了大量而广泛的应用。矿物纤维喷涂分为软制喷涂和硬质喷涂。软制喷涂使用专用无机纤维喷涂机将未加处理的矿物纤维粒状棉和一定量的水溶性胶粘剂按要求的配比进行喷涂施工，粒状棉与胶溶液在喷枪口处均匀混合，喷覆于基体表面，经过简单压制，固化形成具有要求厚度和密度的喷涂层；软制喷涂具有施工方法简单，喷涂层密度低，防火保温吸声效果好，但其缺点是强度较低，怕碰触，耐水性差。相对于软质喷涂，硬质喷涂主要是在胶凝体系中把无机水硬性胶凝材料引入代替了原来软质喷涂用的有机水溶性胶粘剂。所用的无机水硬性胶凝材料主要为水泥和石膏等，含有一定水泥含量的喷涂层，相比普通软质喷涂层，强度大大提高，防火和耐水性也得到很大改善。较为传统的硬质喷涂方法由日本引进，喷涂原理仍然采用胶凝材料和矿物纤维粒状棉在枪口处混合，同时作用于基体，固化形成喷涂层；这种工艺有诸多缺点，如施工设备复杂、胶凝材料易沉淀固化堵塞设备、粒状棉与胶凝材料混合不均等，从而难以保证喷涂成品的保温防火等各项性能，这些缺陷很大程度上影响了传统硬质喷涂技术在世界各国的推广和应用，在我国的发展应用也较为缓慢；针对传统硬质喷涂的缺点，欧洲率先将无机水硬性胶凝材料和矿物纤维粒状棉提前按照一定比例预先混合，喷涂施工时只需要另外喷水或喷含有少量水溶性胶粘剂的水溶液。这种提前预混的硬质喷涂方法施工设备少，施工工艺简单，混料均匀，成本低，喷涂层强度高，防火保温性能好。但是此种喷涂技术一直没有引进我国，国内更无任何厂家生产这种喷涂材料，相关技术国外也是对我国进行封锁，使得我国在此项喷涂技术方面一直处于空白状态。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种可在线连续生产硬质喷涂用矿物纤维粒状棉的混合造粒设备，及利用该设备生产硬质喷涂用矿物纤维粒状棉的制备方法，利用本发明实现硬质喷涂用矿物纤维粒状棉在线连续大规模化生产，可极大提高硬质矿物喷涂粒状棉的生产效率和产品性能。

本发明提供了一种生产硬质喷涂用矿物纤维粒状棉的混合造粒设备，包括粉料存储罐，位于粉料存储罐下方的粉料出料器以及粉料出料器下端的混料造粒机，所述粉料出料器包括粉料出料口和位于出料口相连的直线螺旋推进器；

所述的混料造粒机为一体式无损混料造粒机，包括位于混料造粒机前端的进料斗，与进料斗下端相连的预混滚筒，位于预混滚筒尾部的混合造粒滚筒，以及末端设置的产品出料口和除尘装置。混合和造粒的原理主要利用了设备的离心力和材料的自身重力，没有外力强制搅拌，在保证粉料分布均匀的同时最大程度的保护了矿物纤维的粒度和完整性，从而最大限度的保证了成品的保温吸声性能；

所述进料斗为上大下小的半圆斜槽；

所述预混滚筒内部呈圆柱体，圆柱体中间段内壁设置有叉式混料臂，圆柱体内壁末端设置有出料导流板；

所述混合造粒滚筒内部呈圆柱体，且圆柱体内设置有螺旋绞龙叶片，滚筒轴向内壁上安装有多道防滑条。

优选的，所述粉料存储罐下部设置有震动装置。

优选的，所述直线螺旋推进器由变频电机控制运行速度，进而调整粉料出料量。

优选的，所述进料斗、预混滚筒、混合造粒滚筒都安装在一个共同底架上，并在预混滚筒和混合造粒滚筒运行电机上均装有变频器，预混滚筒运转速度为7～10r/min，混合造粒滚筒运转速度为3～5r/min，通过不同的速比，达到控制混合物料的均匀性和成品粒度形态。

本发明还提供了一种硬质喷涂用矿物纤维粒状棉的制备工艺，包括以下步骤：

(1)选取酸度系数1.2-1.5，wt值55-60且纤维平均直径3-5μm的矿物纤维粒状棉；

(2)提供权利要求1所述的混合造粒设备；

(3)将粉料存储罐1的中粉料18～54重量份通过粉料出料器推入到进料斗，同时将46～82重量份的矿物棉通过进料斗加入到混料造粒机中，将粉料和矿物棉在预混滚筒的高速运动和叉式混料臂的共同作用下进行充分预混，预混后的材料进入混合造粒滚筒，在混合造粒滚筒转动和防滑条的共同作用下，材料会在滚筒中的较高位置翻滚下落，并随着螺旋绞龙向前推进，经过不断地翻滚下落，粉料就会完全进入松散的粒状棉空隙，实现材料的最终混合和二次造粒，同时可通过调整预混滚筒和混合造粒滚筒的运转速度制得粉料均匀分布，成品粒度不同的硬质矿物纤维粒状棉；

(4)将造粒后的矿物纤维粒状棉通过混料造粒机的产品出料口排出；

优选的，在步骤(1)所述的矿物棉在成纤过程中，使用水玻璃或硅溶胶对矿物棉进行表面改性，即将水玻璃或硅溶胶雾化后喷洒于矿物棉表面，水玻璃或硅溶胶喷洒量占矿物棉重量的0.08-0.25％。

优选的，步骤(3)所述的粉料主要成分为水泥和石膏，水泥质量占比为65～85％，其余为石膏。

优选的，所述水泥为硅酸盐水泥或铝酸盐水泥，其中强度为52.5的硅酸盐白水泥、强度为42.5以上的硅酸盐灰水泥以及强度为42.5的铝酸盐水泥为最佳。

优选的，所述粉料需经防尘化预处理。

优选的，所述粉料防尘预处理是将粉料按比例混合后再用雾化的矿物油与粉料充分混合，且矿物油占粉料重量的3-5％。所述矿物油是在20℃下的粘度为50-180mm/s的工业石蜡油、工业乳化油或低挥发废机油中的至少一种。

采用本发明制备的硬质喷涂用矿物纤维粒状棉可应用于多种作业环境，满足不同实际需求。

在一个应用例中，将本发明生产的硬质矿物纤维粒状棉用于有外饰层的内外墙进行保温和吸音。

在一个应用例中，将本发明生产的硬质喷涂用矿物纤维粒状棉用于没有外饰层的内墙进行保温和吸音。

在一个应用例中，将本发明生产的硬质矿物纤维粒状棉用于隧道、防火墙防火保温中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

采用本发明制备的矿物纤维粒状棉的产量高，可配套生产线规模化量产，自动化程度高，有效减少了劳动力的投入，降低了制造成本；可控性高，适应性强，可根据实际需求生产不同粒度分布的硬质矿物纤维粒状棉；有效保证了矿物纤维的粒度分布，从而保证其具有优异的保温吸声功能；产品性能优越，应用范围广，可适用不同的喷涂场所和性能要求。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为本发明的混合造粒设备正视图。

图2为本发明的混合造粒设备左视图。

附图序号说明：1、粉料储存罐，2、震动装置，3、进料斗，4、预混滚筒，5、混合造粒滚筒，6、产品出料口，7、除尘装置，8、叉式混料臂，9、出料导流板，10、防滑条，11、螺旋绞龙叶片，12、粉料出料器，13、直线螺旋推进器，14、粉料出料口，15、混料造粒机。

具体实施例

实施例1

本发明提供了一种混合造粒设备，参见图1～2，本发明提供了一种生产硬质喷涂用矿物纤维粒状棉的混合造粒设备，包括粉料存储罐1、位于粉料存储罐1下方的粉料出料器12以及与粉料出料器12下端的混料造粒机15，所述粉料出料器12包括粉料出料口14和位于出料口14相连的直线螺旋推进器13；

所述的混料造粒机15为一体式无损混料造粒机，包括位于混料造粒机15前端的进料斗3，与进料斗3下端相连的预混滚筒4，位于预混滚筒4尾部的混合造粒滚筒5，以及末端设置的产品出料口6和除尘装置7；

所述进料斗3为上大下小的半圆斜槽；

所述预混滚筒4内部呈圆柱体，圆柱体中间段内壁设置有叉式混料臂8，圆柱体内壁末端设置有出料导流板9；

所述混合造粒滚筒5内部呈圆柱体，且圆柱体内设置有螺旋绞龙叶片11，内壁上安装有与螺旋蛟龙叶片11垂直的多道防滑条10。

所述粉料存储罐1下部设置有震动装置2。

所述直线螺旋推进器13由变频电机控制运行速度，进而调整粉料出料量。

所述进料斗3、预混滚筒4以及混合造粒滚筒5都安装在一个共同底架上，并在预混滚筒4和混合造粒滚筒5运行电机上均装有变频器，从而达到控制混合物料的均匀性和成品粒度形态。

本发明还提供了一种硬质喷涂矿物纤维粒状棉的制备工艺，包括以下步骤：

(1)选取酸度系数为1.2，wt值为55且纤维直径为4.2μm的矿物棉，且矿物棉在成纤过程中将硅溶胶联剂雾化后均匀喷洒于矿物表面，硅溶胶占矿物棉的重量0.15％，同时该矿物棉的体积密度为132kg/m³；

(2)提供权利要求1所述的混合造粒设备；

(3)将粉料存储罐1中34重量份的粉料通过粉料出料器12推入到进料斗3中，同时将66重量份步骤(1)中的矿物棉通过进料斗3加入到混料造粒机15中，将粉料和矿物棉经过预混滚筒4和混合造粒滚筒5实现充分混合和二次造粒，且预混滚筒4运转速度为10r/min，混合造粒滚筒5运转速度为3r/min，制得堆积密度为155kg/m³的硬质矿物纤维粒状棉；

(4)将造粒后的矿物纤维粒状棉通过产品出料口6排出；

步骤(3)所述的粉料为水泥和石膏，其中水泥质量占比为65％，石膏质量占比35％，且所述水泥为强度为42.5的硅酸盐灰水泥。

所述粉料进行防尘化预处理，即将粉料按比例混合后再用雾化的矿物油与粉料充分混合，且矿物油占水泥和石膏总重量的5％，所述矿物油为在20℃下的粘度为150mm/s的工业乳化油。

实施例2

根据实施例1中的混合造粒设备，本发明还提供了一种硬质喷涂矿物纤维粒状棉的制备工艺，包括以下步骤：

(1)选取酸度系数为1.3，wt值为55且纤维平均直径为4.5μm的矿物棉，且矿物棉在成纤过程中将硅溶胶雾化后均匀喷洒于矿物表面，硅溶胶占矿物棉的重量0.25％，同时该矿物棉的体积密度为138kg/m³；

(2)提供权利要求1所述的混合造粒设备；

(3)将粉料存储罐1中40重量份的粉料通过粉料出料器12推入到进料斗3，同时将60重量份步骤(1)中的矿物棉通过进料斗3加入到混料造粒机15中，将粉料和矿物棉经过预混滚筒4和混合造粒滚筒5实现充分混合和二次造粒，且预混滚筒4运转速度为9r/min，混合造粒滚筒5运转速度为5r/min，制得堆积密度为170kg/m³的硬质矿物纤维粒状棉；

(4)将造粒后的矿物纤维粒状棉通过产品出料口6排出；

步骤(3)所述的粉料为水泥和石膏，其中水泥质量占比为85％，石膏质量占比15％，且所述水泥为强度为52.5的硅酸盐白水泥。

所述粉料进行防尘化预处理，即将粉料按比例混合后再用雾化的矿物油与粉料充分混合，且矿物油占水泥和石膏总重量的3.5％，所述矿物油为在20℃下的粘度为150mm/s的工业石蜡油。

实施例3

根据实施例1中的混合造粒设备，本发明还提供了一种硬质喷涂矿物纤维粒状棉的制备工艺，包括以下步骤：

(1)选取酸度系数为1.3，wt值为55且纤维直径为5μm的矿物棉，且矿物棉在成纤过程中将水玻璃雾化后均匀喷洒于矿物表面，水玻璃占矿物棉的重量0.25％，同时该矿物棉的体积密度为145kg/m³；

(2)提供权利要求1所述的混合造粒设备；

(3)将粉料存储罐1中54重量份的粉料通过粉料出料器12推入到进料斗3，同时将46重量份步骤(1)中的矿物棉通过进料斗3加入到混料造粒机15中，将粉料和矿物棉经过预混滚筒4和混合造粒滚筒5实现充分混合和二次造粒，且预混滚筒4运转速度为10r/min，混合造粒滚筒5运转速度为5r/min，制得堆积密度为185kg/m³用于隧道、防火墙等防火保温用的硬质矿物纤维粒状棉；

(4)将造粒后的矿物纤维粒状棉通过产品出料口6排出；

步骤(3)所述的粉料为水泥和石膏，其中42.5硅酸盐白水泥质量占比为30％，42.5铝酸盐水泥质量占比为40％，石膏质量占比30％。

所述粉料进行防尘化预处理，即将粉料按比例混合后再用雾化的矿物油与粉料充分混合，且矿物油占水泥和石膏总重量的3％，所述矿物油为在20℃下的粘度为150mm/s的工业石蜡油。

应用

将实施例1中制备的矿物纤维粒状棉应用于有外饰层的内外墙进行保温和吸音，符合国家标准。

将实施例2中制备的矿物纤维粒状棉用于没有外饰层的内墙进行保温和吸音，符合国家标准。

将实施例3中制备的分别用于隧道和防火墙防火进行保温应用，符合国家标准。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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。