一种轻质吸湿性矿棉纤维配方及其成纤工艺的制作方法

本发明属于矿棉纤维加工技术领域，具体涉及一种轻质吸湿性矿棉纤维配方及其成纤工艺。

背景技术：

矿棉及其制品质轻、耐久、不燃、不腐、不受虫蛀等，是优良的隔热保温、吸声材料。由硅酸盐熔融物制得的棉花状短纤维，包括矿渣棉、岩棉、玻璃棉和陶瓷纤维等，我国一般只指前两种。最早从夏威夷火山口得到的矿棉，称为“法尔的头发”。以冶金矿渣或粉煤灰为主要原料者称矿渣棉；以玄武岩等岩石为主要原料者称“岩棉”。将原料破碎成一定粒度后加助剂等进行配料，再入炉熔化、成棉、装包。成棉工艺有喷吹法、离心法及离心喷吹法三种。矿棉与粘合剂再经成型、干燥、固化等工序可制成各种矿棉制品。

纤维是指由连续或不连续的细丝组成的物质。在动植物体内，纤维在维系组织方面起到重要作用。纤维用途广泛，可织成细线、线头和麻绳，造纸或织毡时还可以织成纤维层；同时也常用来制造其他物料，及与其他物料共同组成复合材料。

矿棉板又俗称矿棉吸音板，在天花板吊顶中我们经常使用矿棉板来有效的降低室内噪音，保障室内环境的舒适性，然而市面上出现的矿棉纤维仍存在各种各样的不足，不能够满足生产的需求。

现有矿棉纤维韧性以及机械强度较低，导致在对熔融原料在进行化纤时，为避免纤维丝发生断裂，所施加的离心力有限，导致纤维丝的厚度较大，且在化纤的过程中，由于熔融岩浆中含有较多的矿棉渣球，导致其导热系数偏高，抗拉性能偏低，性能不足等问题，为此我们提出一种轻质吸湿性矿棉纤维配方及其成纤工艺。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种轻质吸湿性矿棉纤维配方及其成纤工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种轻质吸湿性矿棉纤维配方，该配方由如下重量份原料制成：聚四氟乙烯纤维10-15份、植物纤维55-70份、无机增强纤维22-28份、贝壳粉15-20份、矿棉渣15-25份、粉煤灰22-26份、闭孔珍珠岩14-20份、石墨烯22-31份、纳米氧化皓3-9份、硅质沉积岩3-5份、植物淀粉3-10份、糯米胶5-8份、活性炭15-25份、硅藻土5-8份、树脂5-8份、光催化粉体5-10份、负离子矿粉10-15份、粒状棉30-45份、水20-35份。

优选的，所述聚四氟乙烯纤维最大孔径为47-53μm，且所述聚四氟乙烯纤维的平均孔径在30-33μm范围内。

优选的，所述植物纤维为亚麻、工业大麻、黄麻、槿麻和苎麻中的一种或几种，所述无机增强纤维为硅灰石纤维、石膏晶须、水镁石纤维和海泡石纤维中的一种或几种。

优选的，所述硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，所述硅质沉积岩和硅藻土的主要成分均是sio2，并且硅藻土内的有机物含量从微量达30％以上。

优选的，所述光催化粉体为纳米二氧化钛粉体、纳米氧化锌粉体或者纳米氧化钨粉体，所述的树脂为纯丙乳液，苯丙乳液，硅丙乳液，醋叔乳液，醋酸乙烯酯乳液或者聚氨酯分散体乳液。

一种轻质吸湿性矿棉纤维的成纤工艺，包括离心筒，所述离心筒内侧的底部卡接有第一轴承，所述第一轴承内套接有第一离心辊，所述第一离心辊的表面固定连接有第一研磨座，所述第一研磨座的内部设置有第一研磨锤，所述第一研磨锤的上方设置有连接架，所述连接架固定连接在第一离心辊的表面，并且连接架表面对应第一离心辊的位置设置有第二离心辊，所述第二离心辊的上方设置有第二研磨座，所述第二研磨座底部对应第二离心辊的位置卡接有过滤网，所述第二研磨座的内部设置有第二研磨锤。

优选的，所述第一研磨锤的表面开设有第一穿孔，并且第一离心辊位于第一穿孔内，所述第一研磨锤的侧边沿通过肋板与离心筒的内侧壁固定连接，所述第二研磨锤的底部开设有卡槽，所述卡槽内卡接有卡接体，并且卡接体的底部与第一离心辊的顶端固定连接，并且第一离心辊位于第二研磨座底部所开设的第二穿孔内。

优选的，所述第二研磨座的外侧圆周面固定连接在离心筒表面所设置的筒盖的内侧壁上，所述筒盖内侧的顶部卡接有第二轴承，所述第二轴承内套接有第一转轴，所述第一转轴的底端与第二研磨锤的顶部固定连接，所述筒盖的顶部开设有投料口，并且投料口内套设有活塞，所述离心筒的表面通过连锁装置与筒盖可拆卸连接，所述连锁装置包括挂钩，所述挂钩与筒盖的相对面固定连接，所述挂钩的内侧套接有挂环，所述挂环山套接有连接环，所述连接环的底部固定连接在第二转轴的顶部，所述第二转轴的端部套接有第三轴承，所述第三轴承与垫板的相对面固定连接，所述垫板与离心筒的相对面固定连接，所述第二转轴的底部固定连接有连接柄。

优选的，所述第一离心辊的底端与电机输出轴的端部固定连接，所述电机机身的侧面通过减震架与离心筒的底部固定连接，所述电机的输入端通过导线与开关的输出端电连接，所述开关的输入端通过导线与电源的输出端电连接，所述电源设置于离心筒的底部，所述开关设置于离心筒的表面。

一种轻质吸湿性矿棉纤维的成纤工艺，包括需要工艺流程：

步骤s1：聚四氟乙烯纤维、植物纤维、无机增强纤维、贝壳粉、矿棉渣、粉煤灰、闭孔珍珠岩、石墨烯、纳米氧化皓、硅质沉积岩、植物淀粉、糯米胶、活性炭、硅藻土、树脂、光催化粉体、负离子矿粉、粒状棉和水按照配方重量份比例混合后作为原料注入到熔体供应设备内熔化呈岩浆；

步骤s2：首先，将筒盖放置在离心筒上，在此过程中，使卡接体穿过第二穿孔后卡入卡槽内，接着通过拨动连接柄使筒盖与离心筒紧紧地连接在一起，用于保证第二研磨锤受第一离心辊扭力作用进行旋转动作过程中的稳定性；

步骤s3：接着，操作开关使电机运行，电机在工作的过程中，其输出轴可将扭力作用在第一离心辊上，使第一离心辊在第一轴承内进行旋转动作，在第一离心辊的带动下，第一研磨座在第一离心辊的表面转动，第一研磨锤处于相对静止状态，第二研磨锤在第二研磨座的内部转动，第二研磨座处于相对静止的状态；

步骤s4：电机的转速趋于稳定后，打开活塞，通过投料口向筒盖以及离心筒内注入岩浆液，岩浆液首先进入到第一研磨座内，过滤网能够将岩浆中的渣球截留在第二研磨座内，由第二研磨座与第二研磨座的共同作用下进行粉碎处理，第一离心辊和第二离心辊在对岩浆液离心纤维化的过程中，也会有少量的渣球形成，受重力作用进入到第二研磨座内，在第二研磨座和第一研磨座的共同作用下，可再次对渣球进行粉碎处理，受离心力的作用，第二研磨座内的岩浆液能够自动流出；

步骤s5：完成化纤工作后，再次拨动连接柄，使筒盖与离心筒分离，将第二研磨座和第二研磨锤由离心筒内移出，收取离心筒内的矿棉纤维丝。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过设计的聚四氟乙烯纤维、无机增强纤维、植物纤维、贝壳粉、活性炭、粒状棉、石墨烯、第一研磨锤、第二研磨锤、第一研磨座以及第二研磨座之间的互相配合下，解决了以往矿棉纤维韧性以及机械强度较低，导致在对熔融原料在进行化纤时，为避免纤维丝发生断裂，所施加的离心力有限，导致纤维丝的厚度较大，且在化纤的过程中，由于熔融岩浆中含有较多的矿棉渣球，导致其导热系数偏高，抗拉性能偏低，性能不足等问题。

2、通过设计的聚四氟乙烯纤维和粒状棉，聚四氟乙烯纤维和粒状棉作为主要材料，与各组分相容性好，强度、韧性、抗腐蚀性较高，在常温及高温工况下有稳定的性能指标，具有较好的耐温和过滤效果，通过设计的植物纤维、无机增强纤维、石墨烯以及纳米氧化锆，植物纤维质地柔韧，富有弹力，纤维强度很好，能够提高成品矿棉纤维板的抗压和抗拉强度，在配料中添加无机增强纤维，无机增强纤维具有强度高、韧性好、耐高温、抗化学腐蚀等优点，两者的互相配合下，可有效提高成品矿棉纤维的韧性以及强度，使得成品矿棉纤维能够被加工的更加轻薄，通过设计的贝壳粉，贝壳粉自身为多孔结构，具有良好的水呼吸功能，在低气压，高湿度状态下墙面不结露，而在干燥的情况下，可以将墙内储藏的水分缓缓释放，因此它的呼吸功能是室内湿度的调节剂，防止结露和微生物的产生，抑菌防腐，通过设计的矿棉渣和粉煤灰，由矿棉渣和粉煤灰作为配料，有效降低了矿棉纤维的导热系数，提高了其保温性能，充分利用废物，变废为宝，节能环保，降低成本，通过设计的闭孔珍珠岩，闭孔珍珠岩具有耐火、保温、持久、耐腐蚀的优点，通过设计的硅藻土和硅质沉积岩，可以通过吸收或释放水分来调节室内湿度，具有孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定、耐磨、耐热等特点，能为成品矿棉吸纳为伴提供优异的表面性能，通过设计的植物淀粉和糯米胶，不含甲醛等有害物质，通过设计的活性炭，具有净化室内空气，吸附室内空气中的游离甲醛气体、氨、硫化氢等有害气体，同时具有调节室内空气湿度、隔音隔热等功能，通过设计的光催化粉体和负离子矿粉，在可见光的反应物上发生化学反应，使其周围的氧气及水分子激发成极具氧化力的oh-和o-自由负离子，通过其强氧化性，达到杀菌防霉的作用，环保无毒，有效使用期长，节能环保。

附图说明

图1为本发明正视的剖面结构示意图；

图2为本发明正视的结构示意图；

图3为本发明连锁装置放大的结构示意图；

图4为本发明第二研磨锤仰视的结构示意图；

图5为本发明第二研磨座仰视的结构示意图；

图中：1、聚四氟乙烯纤维；2、植物纤维；3、无机增强纤维；4、贝壳粉；5、矿棉渣；6、粉煤灰；7、闭孔珍珠岩；8、石墨烯；9、纳米氧化皓；10、硅质沉积岩；11、植物淀粉；12、糯米胶；13、活性炭；14、硅藻土；15、树脂；16、光催化粉体；17、负离子矿粉；18、粒状棉；19、水；20、开关；21、离心筒；22、第一轴承；23、第一离心辊；24、电机；25、第一研磨座；26、第一研磨锤；27、肋板；28、第一穿孔；29、连接架；30、第二离心辊；31、筒盖；32、第一转轴；33、第二研磨锤；34、第二研磨座；35、第二轴承；36、卡槽；37、卡接体；38、第二穿孔；39、过滤网；40、连锁装置；401、挂钩；402、挂环；403、连接环；404、第二转轴；405、第三轴承；406、垫板；407、连接柄；41、投料口；42、活塞；43、电源。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种轻质吸湿性矿棉纤维配方及其成纤工艺技术方案：一种轻质吸湿性矿棉纤维配方，该配方由如下重量份原料制成：聚四氟乙烯纤维110-15份、植物纤维255-70份、无机增强纤维322-28份、贝壳粉415-20份、矿棉渣515-25份、粉煤灰622-26份、闭孔珍珠岩714-20份、石墨烯822-31份、纳米氧化皓93-9份、硅质沉积岩103-5份、植物淀粉113-10份、糯米胶125-8份、活性炭1315-25份、硅藻土145-8份、树脂155-8份、光催化粉体165-10份、负离子矿粉1710-15份、粒状棉1830-45份、水1920-35份，通过设计的贝壳粉4，贝壳粉4自身为多孔结构，具有良好的水呼吸功能，在低气压，高湿度状态下墙面不结露，而在干燥的情况下，可以将墙内储藏的水分缓缓释放，因此它的呼吸功能是室内湿度的调节剂，防止结露和微生物的产生，抑菌防腐。

本实施例中，优选的，聚四氟乙烯纤维1最大孔径为47-53μm，且聚四氟乙烯纤维1的平均孔径在30-33μm范围内，通过设计的聚四氟乙烯纤维1和粒状棉18，聚四氟乙烯纤维1和粒状棉18作为主要材料，与各组分相容性好，强度、韧性、抗腐蚀性较高，在常温及高温工况下有稳定的性能指标，具有较好的耐温和过滤效果。

本实施例中，优选的，植物纤维2为亚麻、工业大麻、黄麻、槿麻和苎麻中的一种或几种，无机增强纤维3为硅灰石纤维、石膏晶须、水镁石纤维和海泡石纤维中的一种或几种，通过设计的植物纤维2、无机增强纤维3、石墨烯8以及纳米氧化锆，植物纤维2质地柔韧，富有弹力，纤维强度很好，能够提高成品矿棉纤维板的抗压和抗拉强度，在配料中添加无机增强纤维3，无机增强纤维3具有强度高、韧性好、耐高温、抗化学腐蚀等优点，两者的互相配合下，可有效提高成品矿棉纤维的韧性以及强度，使得成品矿棉纤维能够被加工的更加轻薄。

本实施例中，优选的，硅藻土14是一种生物成因的硅质沉积岩，硅质沉积岩10和硅藻土14的主要成分均是sio2，并且硅藻土14内的有机物含量从微量达30％以上，通过设计的硅藻土14和硅质沉积岩10，可以通过吸收或释放水分来调节室内湿度，具有孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定、耐磨、耐热等特点，能为成品矿棉吸纳为伴提供优异的表面性能。

本实施例中，优选的，光催化粉体16为纳米二氧化钛粉体、纳米氧化锌粉体或者纳米氧化钨粉体，的树脂15为纯丙乳液，苯丙乳液，硅丙乳液，醋叔乳液，醋酸乙烯酯乳液或者聚氨酯分散体乳液，通过设计的光催化粉体16和负离子矿粉17，在可见光的反应物上发生化学反应，使其周围的氧气及水分子激发成极具氧化力的oh-和o-自由负离子，通过其强氧化性，达到杀菌防霉的作用，环保无毒，有效使用期长，节能环保。

一种轻质吸湿性矿棉纤维的成纤工艺，包括离心筒21，离心筒21内侧的底部卡接有第一轴承22，第一轴承22内套接有第一离心辊23，第一离心辊23的表面固定连接有第一研磨座25，第一研磨座25的内部设置有第一研磨锤26，第一研磨锤26的上方设置有连接架29，连接架29固定连接在第一离心辊23的表面，并且连接架29表面对应第一离心辊23的位置设置有第二离心辊30，第二离心辊30的上方设置有第二研磨座34，第二研磨座34底部对应第二离心辊30的位置卡接有过滤网39，第二研磨座34的内部设置有第二研磨锤33。

本实施例中，优选的，第一研磨锤26的表面开设有第一穿孔28，并且第一离心辊23位于第一穿孔28内，第一研磨锤26的侧边沿通过肋板27与离心筒21的内侧壁固定连接，第二研磨锤33的底部开设有卡槽36，卡槽36内卡接有卡接体37，并且卡接体37的底部与第一离心辊23的顶端固定连接，并且第一离心辊23位于第二研磨座34底部所开设的第二穿孔38内，通过设计的第一研磨座25和第一研磨锤26，渣球受重力作用进入到第二研磨座34内，在第二研磨座34和第一研磨座25的共同作用下，可再次对渣球进行粉碎处理，受离心力的作用，第二研磨座34内的岩浆液能够自动流出。

本实施例中，优选的，第二研磨座34的外侧圆周面固定连接在离心筒21表面所设置的筒盖31的内侧壁上，筒盖31内侧的顶部卡接有第二轴承35，第二轴承35内套接有第一转轴32，第一转轴32的底端与第二研磨锤33的顶部固定连接，筒盖31的顶部开设有投料口41，并且投料口41内套设有活塞42，离心筒21的表面通过连锁装置40与筒盖31可拆卸连接，连锁装置40包括挂钩401，挂钩401与筒盖31的相对面固定连接，挂钩401的内侧套接有挂环402，挂环402山套接有连接环403，连接环403的底部固定连接在第二转轴404的顶部，第二转轴404的端部套接有第三轴承405，第三轴承405与垫板406的相对面固定连接，垫板406与离心筒21的相对面固定连接，第二转轴404的底部固定连接有连接柄407，通过设计的第二研磨座34和第二研磨锤33，过滤网39能够将岩浆中的渣球截留在第二研磨座34内，由第二研磨座34与第二研磨座34的共同作用下进行粉碎处理。

本实施例中，优选的，第一离心辊23的底端与电机24输出轴的端部固定连接，电机24机身的侧面通过减震架与离心筒21的底部固定连接，电机24的输入端通过导线与开关20的输出端电连接，开关20的输入端通过导线与电源43的输出端电连接，电源43设置于离心筒21的底部，开关20设置于离心筒21的表面。

一种轻质吸湿性矿棉纤维的成纤工艺，包括需要工艺流程：

步骤s1：聚四氟乙烯纤维1、植物纤维2、无机增强纤维3、贝壳粉4、矿棉渣5、粉煤灰6、闭孔珍珠岩7、石墨烯8、纳米氧化皓9、硅质沉积岩10、植物淀粉11、糯米胶12、活性炭13、硅藻土14、树脂15、光催化粉体16、负离子矿粉17、粒状棉18和水19按照配方重量份比例混合后作为原料注入到熔体供应设备内熔化呈岩浆，通过设计的矿棉渣5和粉煤灰6，由矿棉渣5和粉煤灰6作为配料，有效降低了矿棉纤维的导热系数，提高了其保温性能，充分利用废物，变废为宝，节能环保，降低成本；

步骤s2：首先，将筒盖31放置在离心筒21上，在此过程中，使卡接体37穿过第二穿孔38后卡入卡槽36内，接着通过拨动连接柄407使筒盖31与离心筒21紧紧地连接在一起，用于保证第二研磨锤33受第一离心辊23扭力作用进行旋转动作过程中的稳定性；

步骤s3：接着，操作开关20使电机24运行，电机24在工作的过程中，其输出轴可将扭力作用在第一离心辊23上，使第一离心辊23在第一轴承22内进行旋转动作，在第一离心辊23的带动下，第一研磨座25在第一离心辊23的表面转动，第一研磨锤26处于相对静止状态，第二研磨锤33在第二研磨座34的内部转动，第二研磨座34处于相对静止的状态；

步骤s4：电机24的转速趋于稳定后，打开活塞42，通过投料口41向筒盖31以及离心筒21内注入岩浆液，岩浆液首先进入到第一研磨座25内，过滤网39能够将岩浆中的渣球截留在第二研磨座34内，由第二研磨座34与第二研磨座34的共同作用下进行粉碎处理，第一离心辊23和第二离心辊30在对岩浆液离心纤维化的过程中，也会有少量的渣球形成，受重力作用进入到第二研磨座34内，在第二研磨座34和第一研磨座25的共同作用下，可再次对渣球进行粉碎处理，受离心力的作用，第二研磨座34内的岩浆液能够自动流出；

步骤s5：完成化纤工作后，再次拨动连接柄407，使筒盖31与离心筒21分离，将第二研磨座34和第二研磨锤33由离心筒21内移出，收取离心筒21内的矿棉纤维丝。

本发明的工作原理及使用流程：该装置安装完成后，聚四氟乙烯纤维1、植物纤维2、无机增强纤维3、贝壳粉4、矿棉渣5、粉煤灰6、闭孔珍珠岩7、石墨烯8、纳米氧化皓9、硅质沉积岩10、植物淀粉11、糯米胶12、活性炭13、硅藻土14、树脂15、光催化粉体16、负离子矿粉17、粒状棉18和水19按照配方重量份比例混合后作为原料注入到熔体供应设备内熔化呈岩浆，首先，将筒盖31放置在离心筒21上，在此过程中，使卡接体37穿过第二穿孔38后卡入卡槽36内，接着通过拨动连接柄407使筒盖31与离心筒21紧紧地连接在一起，用于保证第二研磨锤33受第一离心辊23扭力作用进行旋转动作过程中的稳定性，接着，操作开关20使电机24运行，电机24在工作的过程中，其输出轴可将扭力作用在第一离心辊23上，使第一离心辊23在第一轴承22内进行旋转动作，在第一离心辊23的带动下，第一研磨座25在第一离心辊23的表面转动，第一研磨锤26处于相对静止状态，第二研磨锤33在第二研磨座34的内部转动，第二研磨座34处于相对静止的状态，电机24的转速趋于稳定后，打开活塞42，通过投料口41向筒盖31以及离心筒21内注入岩浆液，岩浆液首先进入到第一研磨座25内，过滤网39能够将岩浆中的渣球截留在第二研磨座34内，由第二研磨座34与第二研磨座34的共同作用下进行粉碎处理，第一离心辊23和第二离心辊30在对岩浆液离心纤维化的过程中，也会有少量的渣球形成，受重力作用进入到第二研磨座34内，在第二研磨座34和第一研磨座25的共同作用下，可再次对渣球进行粉碎处理，受离心力的作用，第二研磨座34内的岩浆液能够自动流出，完成化纤工作后，再次拨动连接柄407，使筒盖31与离心筒21分离，将第二研磨座34和第二研磨锤33由离心筒21内移出，收取离心筒21内的矿棉纤维丝。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。