本发明涉及玻璃纤维棉制品领域，具体涉及一种用于食品级家电保温隔热用的玻璃棉及其制造方法，尤其是适用于烤箱、冰箱、自动售卖机等小家电等的环保型保温材料。
背景技术：
市场上食品级家电装置所用的保温材料及保温效果参差不齐，因其采用的保温层材质的不同，造成高端、低端保温及保温效果差距巨大。一般地，低端家电装置采用的是空气隔热、多层钢化玻璃隔热，高端保温及烤箱采用的是挤塑板(聚苯乙烯泡沫塑料)、真空绝热板、硅酸铝纤维等。空气隔热、多层钢化玻璃隔热，保温效果差；挤塑板(聚苯乙烯泡沫塑料)虽然保温效果较好，但厚度较厚，增加家电体积，且材质易燃，存在安全隐患；真空绝热板、硅酸铝纤维，保温效果好、不燃、无安全隐患，但成本较高，不利于推广。食品级装置尤其是保温及烘烤等小家电若采用食品级用玻璃棉作为保温层，其效果佳、成本低、无安全隐患，保温玻璃棉在家电方面的应用将成为此种新材料今后的一个主要发展方向。
技术实现要素：
本发明的目的是开发出一种食品级家电保温用的新型玻璃棉，以期克服现有市场保温材料的诸多缺点如：易燃、保温效果差、成本较高、厚度较厚等。针对此种情况，本发明提出了一种食品级装置保温用的玻璃棉，利用了玻璃棉的良好的特性，轻质、隔音、保温、隔热A级不燃、化学稳定性好，性价比合理，以达到扩大玻璃棉使用领域，取代一些传统有机保温层，不仅家电的节能型、安全性得到保障，为玻璃棉及其复合材料今后的发展探索出新的应用方向。
具体来说，本发明采用了以下技术方案：
一种食品级家电保温隔热用玻璃棉，其特征在于，所述玻璃棉的构成按质量份数计算为：离心玻璃纤维95.9-97.8份、粘结剂2.0-3.5份、水分0.2-0.6份，纤维的导热系数及其他质量指标如下：导热系数≥0.042w/k.m,纤维直径≤6.0μm，抗拉强度≥16N/cm2，棉分布均匀性≤10％，渣球含量≤0.2％，甲醛释放率0，压缩回弹性-压缩率≥50％，压缩回弹性-回复率≥78％，纤维外观平整、颜色均匀，纤维柔软，回弹好。
其中，所述玻璃棉中的离心玻璃纤维按质量份数包括：硼砂70-90份、白云石5-8份、纯碱25-30份、平板玻璃600-800份。
另外，所述粘结剂包括丙烯酸树脂及添加剂，其中按质量份计算，丙烯酸树脂为100-300份，添加剂的组成及质量份数为硅油0.5-6.0份、硅烷0.2-2.0份、增柔剂及乳化剂0.2-2.0份，水300-900份。进一步，所述丙烯酸树脂的组成按质量百分比包括：丙烯酸类单体5-20％、聚酯中间体10-40％、分散剂1-5％、引发剂1-10％、链转移剂0.5-5％、缓聚剂0.5-5.0％、偶联剂0.01-2％、软化剂0.01-2％、乳化剂0.01-2％、防霉剂0.1-2.0％、水40-80％。
本发明还公开了一种食品级家电保温隔热用玻璃棉的制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)玻璃液制备：按质量份将硼砂70-90份、白云石5-8份、纯碱25-30份、平板玻璃600-800份进行称重混合，送往窑炉进行熔化，窑炉熔化温度控制在1370-1420℃，料道温度控制在1160-1200℃，离心盘温度控制在940-970℃，制得玻璃液；
2)准备粘结剂：将丙烯酸树脂与添加剂混合搅拌，过滤备用，其中按质量份计算，丙烯酸树脂为100-300份，硅油0.5-6.0份，硅烷0.2-2.0份，增柔剂及乳化剂0.2-2.0份，水300-900份；
3)制备玻璃棉纤维：将步骤1)制备好的玻璃液通过料道及玻璃液漏板，进入离心盘，在高速旋转的强大的离心力作用下，拉伸制备成玻璃棉初生纤维，同时将步骤2)制得的粘结剂混合溶液通过喷雾装置以完全雾化状态均匀喷射在玻璃棉纤维表面；
4)集棉固化：均匀喷射好粘结剂混合溶液的玻璃棉纤维经过集棉机集棉，输送到固化炉进行固化，其中集棉机板线速度控制在12-20m/分钟，固化温度范围控制为220-270℃；
5)切割：将固化的玻璃棉纤维块切割成长度和宽度符合要求的纤维制品。
优选地，在步骤1)之前，还包括对原料进行检测的步骤，以确认原料符合ROHS六项指令规定的指标值，即铅、汞、六价铬、多溴联苯、多溴联苯醚五项指令含量分别≤1000ppm，镉含量≤100ppm，只有当原料符合该六项指令规定的指标值后才进入玻璃液制备程序。
在以上方法中，步骤1)中制备的玻璃液的粘度值为10Pa.S，玻璃液呈透明状，无气泡或者含有极少气泡。
另外，在步骤2)中，所制备的丙烯酸树脂粘结剂混合溶液中的固含量为10.0-15.0,其中尤以12.0-13.0％为最佳。
其中该方法中所用的丙烯酸树脂的组成按质量百分比包括：丙烯酸类单体5-20％、聚酯中间体10-40％、分散剂1-5％、引发剂1-10％、链转移剂0.5-5％、缓聚剂0.5-5.0％、偶联剂0.01-2％、软化剂0.01-2％、乳化剂0.01-2％、防霉剂0.1-2.0％、水40-80％。
另外在步骤3)中，当玻璃液进入旋转的离心盘，在离心作用下被拉伸成玻璃棉纤维时，玻璃液单头流量控制在450-650kg/小时，双头离心头生产时，总流量控制在0.9-1.3吨/小时，将粘结剂混合溶液由喷雾装置以完全雾化状态均匀喷射在玻璃棉纤维表面时，预设流量范围为2.5-4.5kg/分钟。
本发明公开了一种用于食品级家电保温隔热用的玻璃棉及其制造方法，本发明通过调整和优化玻璃液配方、熔化工艺、离心机纺丝工艺、固化工艺，使用环保型丙烯酸树脂的粘结剂，制得的家电保温隔热材料玻璃棉具有以下特性：
(1)产品柔软富有弹性，纤维本身强度高，使用时不掉纤维；
(2)家电用的的保温材料一般使用低容重、厚度薄的玻璃棉，棉分布的均匀性、玻璃棉颜色的均匀性、产品水分的均匀性要求更高；
(3)产品微量金属及有害物质含符合欧盟ROHS六项指令标准；
(4)实验证明应用本发明所得玻璃棉在300摄氏度的高温下，导热性能不会发生改变。
具体实施方式
本发明公开了一种用于食品级家电保温隔热用的玻璃棉及其制造方法。
本发明的食品级家电保温隔热用的玻璃棉要求符合的ROHS是由欧盟立法制定的一项强制性指令，它的全称是《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令。具体见下表1。
表1欧洲ROHS标准
本发明的食品级家电保温隔热用玻璃棉和普通玻璃棉保温材料质量指标比较，特点就是容重更低、厚度更薄、弹性更好，不仅粘结剂用量不能偏高，粘接强度反而要求更强，另外棉层的均匀度要求更高，具体质量指标如表2所示。
对于发明的食品级家电保温隔热用的玻璃棉，客户正常使用的时候特别关注和强调不能掉纤维，尤其是食品级烤箱。根据设计，有部分保温材料裸露在外面，因此对纤维强度和粘结剂的粘结牢度提出更高的要求。
食品级家电保温隔热用的玻璃棉，其按质量份数的构成为：离心玻璃棉纤维：95.9-97.8份、粘结剂：2.0-3.5份、水份：0.2-0.6份。
制造本发明的食品级小家电保温隔热用玻璃棉，具体包括以下步骤：
(1)对进厂的原料厂家，首先提供所供原材料专业机构检测的ROHS报告，ROHS指令中的铅(Pb)、汞(Hg)、六价铬(Cr6+)多溴联苯(PBB、)多溴联苯醚(PBDE)等五项指令含量分别≤1000ppm，镉(Cd)含量≤100ppm，ROHS六项指令都合格后，取得供货资格。
(2)先将硼砂7-9份，白云石0.5-0.8份，纯碱2-3份，平板玻璃60-80份进行取样混合，送往专业检测机构，检测ROHS六项指令，符合欧盟六项指令规定的指标值后，才能进行下面步骤(3)，否则按照不合格原料进行退回。
(3)将硼砂70-90份，白云石5-8份，纯碱25-30份，平板玻璃600-800份进行称重混合，送往窑炉进行熔化，窑炉熔化温度控制在1370-1420℃，料道温度控制在1160-1200℃，离心盘温度控制在940-970℃。
(4)按照上述熔化工艺制得的玻璃液的质量要求玻璃液粘度10Pa.S,玻璃液呈透明状，无气泡后者含有极少气泡。
(5)准备环保型粘结剂即丙烯酸树脂及相应的添加剂，其中粘结剂中无甲树脂100-300份，添加剂的组成及各组分质量份数为：硅油0.5-6.0份、硅烷0.2-2.0，其他增柔剂、乳化剂等合计0.2-2.0份,水：300-900份；另环保型粘结剂即丙烯酸树脂配方及制造工艺按照本公司已经已取得的发明专利(专利号：ZL201210189599.9)进行生产和配置；上述备好的树脂和添加剂加入混合罐中搅拌1小时，过滤备用，粘结剂含量10.0-15.0％,其中尤以12.0-13.0％的粘结剂含量喷射效果最好。
(6)将步骤(5)所得的粘结剂混合溶液经过螺杆泵，进入管道混合器和管道稳压器，进入粘结剂计量罐，进而进入喷雾环。
(7)当玻璃液通过玻璃料道、漏板进入旋转的离心盘，在高速旋转产生的强大的离心力作用下被拉伸成玻璃棉纤维时，玻璃液单头流量控制在450-650kg/小时，双头离心头生产时总流量控制在0.9-1.3吨/小时，将步骤(5)中制得的混合溶液由喷雾环按照预设流量以完全雾化状态均匀的喷射在玻璃棉纤维表面；预设流量范围为2.5-4.5kg/分钟。
(8)均匀喷射好混合溶液的玻璃棉纤维经集棉机集棉、输送后后进入固化炉固化，其中板线速度控制在12-20m/分钟,固化温度范围控制为220-270℃。
(9)调整纵切机和横切机的工艺参数，产品的长度和宽度符合客户需求。
其中在步骤(4)中所述的环保型丙烯酸树脂也可以是市场上购买的产品。
下面进一步结合具体实施例来对本发明作更详细的说明。
实施例1
一种家电用的保温隔热玻璃棉，其按质量份数得构成是：离心玻璃纤维毡：96.7份、环保型树脂粘结剂：3.1份，水：0.2份。纤维的导热系数及其其他重点质量指标如下：导热系数0.039w/k.m,纤维直径4.6μm,，抗拉强度18.2N/cm2，棉分布均匀性4.6％，渣球含量0，甲醛释放率0，压缩回弹性-压缩率53％，压缩回弹性-回复率88％，憎水率99％，纤维外观平整、颜色均匀，纤维柔软，回弹好。
该玻璃棉毡制品的生产方法包括如下步骤：
(1)先将硼砂7-9份，白云石0.5-0.8份，纯碱2-3份，平板玻璃60-80份进行取样混合，送往专业检测机构，检测ROHS六项指令，符合欧盟六项指令规定的指标值后，才能进行下面步骤(2)进行，否则按照不合格原料进行退回。
(2)将硼砂80份，白云石6.6份，纯碱29.3份，平板玻璃705份进行称重混合，送往窑炉进行熔化，窑炉熔化温度控制在1410℃，料道温度控制在1170℃，离心盘温度控制在950℃。
(3)按照上述熔化工艺制得的玻璃液的质量要求玻璃液10Pa.S,玻璃液呈透明状，无气泡或者含有极少气泡。
(4)准备环保型粘结剂即丙烯酸树脂及相应的添加剂，其中无甲树脂240份，添加剂的组成及各组分质量份数为：硅油：2.8份；硅烷：1.1份；其他增柔剂、乳化剂1.1份；水：800份；所用粘结剂即丙烯酸树脂配方及制造工艺按照公司已经已取得的发明专利(专利号：ZL201210189599.9)进行生产和配置；将以上备好的树脂及添加剂加入混合罐中搅拌1小时，粘结剂浓度12.9％，过滤备用，配置好的粘结剂溶液放置时间不能超过12小时。
(5)将步骤(4)所得的粘结剂混合溶液经过螺杆泵，进入管道混合器和管道稳压器，进入粘结剂计量罐，进而进入喷雾环。
(6)当玻璃液通过料道和漏板，进入高速旋转的离心盘，在强大的离心力作用下被拉伸成玻璃棉初生纤维，玻璃液单头头流量控制500kg/小时，总流量控制在1000kg/小时，将步骤(5)中的粘结剂混合溶液由喷雾环按照预设流量以完全雾化状态均匀的喷射在玻璃棉纤维表面，其中压缩空气压力0.45Mpa，粘结剂流量3.0kg/分钟。
(7)均匀喷射好混合溶液的玻璃棉纤维经集棉机集棉、输送后后进入固化炉固化，其中板线速度控制在16m/分钟,固化温度范围控制为245℃。
(8)调整纵切机和横切机的工艺参数，产品的长度和宽度符合客户需求。
实施例2
一种家电用的保温隔热玻璃棉，其按质量份数得构成是：离心玻璃纤维毡：97.52份、环保型树脂粘结剂：2.2份，水：0.28份。纤维导热系数及其他重点质量指标如下：导热系数0.036w/k.m，纤维直径4.1μm，纤维抗拉强度17.8N/cm2，密度分布偏差4.8％，渣球含量0.1％，甲醛释放率0，压缩回弹性-压缩率50％，压缩回弹性-回复率85％，憎水率98％，纤维外观平整、颜色均匀，纤维柔软，回弹好。
该玻璃棉毡制品的生产方法包括如下步骤：
(1)先将硼砂7-9份，白云石0.5-0.8份，纯碱2-3份，平板玻璃60-80份进行取样混合，送往专业检测机构，检测ROHS六项指令，符合欧盟六项指令规定的指标值后，才能进行下面步骤(2)进行，否则按照不合格原料进行退回。
(2)将硼砂85份，白云石6.3份，纯碱26.6份，平板玻璃703份进行称重混合，送往窑炉进行熔化，窑炉熔化温度控制在1410℃，料道温度控制在1160℃，离心盘温度控制在960℃。
(3)按照上述熔化工艺制得的玻璃液的质量要求玻璃液10Pa.S,玻璃液呈透明状，无气泡或者含有极少气泡。
(4)准备环保型粘结剂即丙烯酸树脂及相应的添加剂，其中无甲树脂180份，添加剂的组成及各组分质量份数为：硅油：1.8份；硅烷：0.7份；其他增溶剂、乳化剂等0.7份；水：550份；所用粘结剂即丙烯酸树脂配方及制造工艺按照公司已经已取得的发明专利(专利号：ZL201210189599.9)进行生产和配置；树脂及粘结剂加入混合罐中搅拌1小时，粘结剂浓度12.2％，过滤备用，配好的粘结剂溶液放置时间不能超过12小时。
(5)将步骤(4)所得的粘结剂混合溶液经过螺杆泵，进入管道混合器和管道稳压器，进入粘结剂计量罐，进而进入喷雾环。
(6)当玻璃液进入旋转的离心盘，在强大的离心作用下被拉伸成玻璃棉初生纤维时，玻璃液单头头流量控制600kg/小时，总流量控制在1200kg/小时，将步骤(5)中的混合溶液由喷雾环按照预设流量以完全雾化状态均匀的喷射在玻璃棉纤维表面，其中压缩空气压力0.50Mpa，粘结剂流量3.6kg/分钟。
(7)均匀喷射好混合溶液的玻璃棉纤维经集棉机集棉、输送后后进入固化炉固化，其中板线速度控制在13.5m/分钟,固化温度范围控制为255℃。
(8)调整纵切机和横切机的工艺参数，产品的长度和宽度符合客户需求。
实施例3
一种家电用的保温隔热玻璃棉，其按质量份数得构成是：离心玻璃纤维毡：97.32份、环保型粘结剂：2.5份，水：0.18份；纤维的导热系数及其他重点质量指标如下：导热系数0.032w/k.m，纤维直径3.3μm,纤维抗拉强度17.5N/cm2，密度分布偏差4.4％，渣球含量0，甲醛释放率0，压缩回弹性-压缩率55％，压缩回弹性-回复率90％，憎水率99％，纤维外观平整、颜色均匀，纤维柔软，回弹好。
该玻璃棉的生产方法包括如下步骤：
(1)先将硼砂7-9份，白云石0.5-0.8份，纯碱2-3份，平板玻璃60-80份进行取样混合，送往专业检测机构，检测ROHS六项指令，符合欧盟六项指令规定的指标值后，才能进行下面步骤(2)进行，否则按照不合格原料进行退回。
(2)将硼砂70份，白云石5.8份，纯碱29.1份，平板玻璃716份进行称重混合，送往窑炉进行熔化，窑炉熔化温度控制在1420℃，料道温度控制在1180℃，离心盘温度控制在950℃。
(3)按照上述熔化工艺制得的玻璃液的质量要求玻璃液10Pa.S,玻璃液呈透明状，无气泡或者含有极少气泡。
(4)准备环保型粘结剂即丙烯酸树脂及相应的添加剂，其中无甲树脂120份，添加剂的组成及各组分质量份数为：硅油：1,5份；硅烷：0.6份；其他增柔剂、乳化剂等0.6份；水：400份；所用粘结剂即丙烯酸树脂配方及制造工艺按照公司已经已取得的发明专利(专利号：ZL201210189599.9)进行生产和配置；将上述备好的树脂及添加剂加入混合罐中搅拌1小时，粘结剂浓度12.8％，过滤备用，配置好的粘结剂使用时间不能超过12小时。
(5)将步骤(5)所得的混合溶液经过螺杆泵，进入管道混合器和管道稳压器，进入粘结剂计量罐，进而进入喷雾环。
(6)当玻璃液经过玻璃料道、漏板进入高速旋转旋转的离心盘，在强大的离心力作用下被拉伸成玻璃棉初生纤维，玻璃液单头头流量控制550kg/小时，总流量控制在1100kg/小时，将步骤(5)中的混合溶液由喷雾环按照预设流量以完全雾化状态均匀的喷射在玻璃棉纤维表面，其中压缩空气压力0.48Mpa，粘结剂流量3.0kg/分钟。
(7)均匀喷射好混合溶液的玻璃棉纤维经集棉机集棉、输送后后进入固化炉固化，其中板线速度控制在15.5m/分钟,固化温度范围控制为250℃。
(8)调整纵切机和横切机的工艺参数，产品的长度和宽度符合客户需求。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。