一种石墨改性岩棉制品及其制备方法与流程

本发明属于建筑材料生产技术领域，涉及一种石墨改性岩棉制品及其制备方法。

背景技术：

目前常用的保温材料主要分为无机保温材料和有机保温材料，有机保温材料导热系数低，保温性能好，但有机保温材料易燃烧，阻燃等级低，并且有机保温材料燃烧时释放烟雾量大、毒性大，使用安全性比较低。无机保温材料具有良好的阻燃性能，并且没有毒性。由于岩棉制品具有较好的阻燃性能，因此经常被用作墙体外保温材料，现有的岩棉板导热系数为0.04w/(m·k)，保温效果不好，难以满足建筑保温标准要求。现有建筑为达到建筑保温标准要求，必须增大保温层的厚度，增加了施工难度，提高了建筑成本。

石墨属于六方晶系，具有层片状结构，并且层与层之间具有金属光泽，层片状结构和金属光泽使石墨具有镜面反射效应，可以反射红外线。巴斯夫公司利用石墨的镜面效应和聚苯颗粒多孔状结构，制备的石墨聚苯板的导热系数由0.039w/(m·k)降低到了0.032w/(m·k)，导热系数大大降低，但是石墨聚苯板的阻燃级别依然为b级阻燃。

有机保温材料导热系数低，阻燃级别低，岩棉保温材料阻燃级别高，但导热系数高。因此，制备一种改性岩棉材料，既降低岩棉的导热系数，又不改变岩棉的阻燃等级是目前该领域亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种石墨改性岩棉制品，通过添加石墨材料对岩棉制品进行复合，在不改变岩棉的原有制备工艺流程的情况下生产石墨改性岩棉制品，降低岩棉制品的导热系数，提高岩棉制品的防火性能和保温效果。本发明的另一目的是提供一种石墨改性岩棉制品的制备方法，

本发明的技术方案是：石墨改性岩棉制品，由岩棉丝和掺入岩棉丝的石墨组成，石墨加入量为复合岩棉制品重量的0.1％～10％。

石墨改性岩棉制品的导热系数为0.030～0.035w/(m·k)，阻燃等级为a级。石墨改性岩棉制品经切割机纵向切割成石墨改性岩棉保温条。

本发明石墨改性岩棉制品的制备方法，石墨改性岩棉制品在现有生产线上将岩棉和石墨同步复合而成。制备过程为：

(1)制备石墨改性试块：将石墨与水泥按着比例预先混合均匀，然后将混合料与原料碎屑搅拌均匀，加入一定比例的水，搅拌均匀，制成石墨改性试块；石墨：其中水泥：水：原料碎屑比例为2～45:100:30～35：600～900；

(2)制备岩棉丝：将步骤(1)小试块粉碎加入加热炉，富氧燃烧高温熔化成岩浆；炉温为1300℃～1550℃；岩浆通过四辊离心机在3500～5500rpm高速旋转和高压吹离风下制成岩棉丝，同步喷入酚醛树脂粘结剂在岩棉丝上；带酚醛树脂粘结剂的岩棉丝在高压吹离风的作用下进入集棉室；

(3)制备岩棉束：集棉室内的岩棉丝通过负压风将岩棉丝吸附到捕集带进行集棉，捕集带收集岩棉丝，形成岩棉束，岩棉束通过一级传送带、二级传送带传送至摆锤机；

(4)制备石墨改性岩棉制品：通过摆锤机将岩棉束打褶平铺，然后送入压棉机、固化炉，经过加压、固化定型后最终形成石墨改性岩棉制品。

矿石包括玄武岩、矿渣、白云石和焦炭，玄武岩、矿渣、白云石和焦炭的质量比为33～35：8～12：15～20：15～20。酚醛树脂粘结剂的用量为石墨改性岩棉制品重量的8％～15％，酚醛树脂的固含为10％。

本发明以水泥为粘合剂通过添加石墨材料对岩棉制品进行改性，制成石墨改性岩棉制品，有效降低了岩棉制品的导热系数，提高了岩棉制品的保温效果。本发明石墨改性岩棉制品的制备方法在现有生产线上将岩棉和石墨同步复合而成，设备投资小，操作费用低，工艺过程简单，具有推广和应用价值。

附图说明

图1为本发明石墨改性岩棉制品的示意图；

其中：1—石墨改性岩棉制品、2—石墨、3—岩棉丝。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。

本发明石墨改性岩棉制品在现有生产线上将岩棉和石墨剂同步复合而成。石墨改性岩棉制品的制备过程为：

(1)制备石墨改性试块：将石墨与水泥按着比例25:100的比例预先混合均匀，然后将混合料与原料碎屑按1:7搅拌均匀，加入一定量的水，其中水与原料的比例为1:25，搅拌均匀，制成石墨改性试块；矿石包括玄武岩、矿渣、白云石和焦炭，玄武岩、矿渣、白云石和焦炭的质量比为34：10：16：19。

(2)制备岩棉丝：将步骤⑵小试块粉碎加入加热炉，充入液氧富氧燃烧高温熔化成岩浆；炉温为1450℃～1500℃；岩浆通过四辊离心机在5000rpm高速旋转和高压吹离风下制成岩棉丝，同步喷入酚醛树脂粘结剂在岩棉丝上；带酚醛树脂粘结剂的岩棉丝在高压吹离风的作用下进入集棉室；

(3)制备岩棉束：集棉室内的岩棉丝通过负压风将岩棉丝吸附到捕集带进行集棉，捕集带收集岩棉丝，形成岩棉束，岩棉束通过一级传送带、二级传送带传送至摆锤机；

(4)制备石墨改性岩棉制品：通过摆锤机将岩棉束打褶平铺，然后送入压棉机、固化炉，经过压紧、固化定型后最终形成石墨改性岩棉制品1。

如图1所示，石墨改性岩棉制品1由岩棉丝3制备而成，岩棉丝中含有石墨2，其中石墨的添加量为石墨改性岩棉制品重量的7％。石墨改性岩棉制品经切割机纵向切割成石墨改性岩棉条。

对制备的石墨改性岩棉制品进行性能测试，测试结果见表1。作为对比，将现有技术生产的岩棉制品的性能测试结果一同列入表1。

表1.石墨改性岩棉制品测试结果

表1结果表明，本发明制备的石墨改性岩棉制品的导热系数降低到0.030～0.035w/(m·k)，阻燃等级a级，有效降低了外墙保温用岩棉制品的导热系数，提高了岩棉制品的保温效果。

技术特征：

1.一种石墨改性岩棉制品，其特征是：所述岩棉制品由岩棉丝和掺入岩棉丝的石墨组成，所述石墨加入量为复合岩棉制品重量的0.1％～10％。

2.根据权利要求1所述的岩棉丝100重量份数计，原料包括33-35份玄武岩、8-12份矿渣、15-20份白云石和15-20份焦炭。

3.根据权利要求1所述改性岩棉制品，其特征是：本发明制备的岩棉制品包含岩棉制品、岩棉条及以岩棉制品或岩棉条为芯材制备的复合制品。

4.一种权利要求1所述的石墨改性岩棉制品的制备方法，其特征是：所述制备过程为：以水泥为粘结剂，将石墨与原料碎屑粘结在一起，制备成添加改性剂的试块，试块熔融时将石墨均匀分散于岩浆当中，成纤时石墨均匀复合于纤维丝上，形成石墨改性岩棉丝，经集棉、传送、打褶、加压、固化后得到岩棉制品。

5.根据权利要求4所述添加改性剂的试块的制备工艺为：

将石墨与水泥按着成分比例预先混合均匀，然后将混合料与原料碎屑搅拌均匀，加入一定比例的水，搅拌均匀，制成石墨改性试块。

6.根据权利要求5所述，其中石墨：水泥：水：原料碎屑比例为2～45:100:30～35：600～900。

7.根据权利要求5所述，石墨改性试块的粒径为50-100mm。

8.根据权利要求5所述的石墨改性岩棉制品的制备方法，其特征是：所述酚醛树脂粘结剂的用量为石墨改性岩棉制品重量的8～15％，酚醛树脂的固含量为10％。

技术总结
本发明涉及一种石墨改性岩棉制品及其制备方法，岩棉制品由岩棉丝和掺入的石墨组成，石墨为复合岩棉制品重量的0.1％～10％。制备过程为：以水泥为粘结剂，将石墨与原料碎屑粘结在一起，制备成添加改性剂的试块，试块熔融时将石墨均匀分散于岩浆当中，成纤时石墨均匀复合于纤维丝上，形成石墨改性岩棉丝，经集棉、传送、打褶、加压、固化后得到岩棉制品；本发明在不改变原有制备工艺情况下，通过添加石墨对岩棉制品进行改性，有效降低了岩棉制品的导热系数，提高了岩棉制品的保温效果。

技术研发人员：马国栋;谢红;陈占虎;杨佳;王慧茹;孟辉江;李幸展
受保护的技术使用者：河北三楷深发科技股份有限公司
技术研发日：2020.04.29
技术公布日：2020.07.14