专利名称：玄武岩连续纤维绝热材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种玄武岩连续纤维绝热材料及其制备方法，具体涉及一种建筑用墙体绝热材料及其制备方法，属于无机绝热材料技术领域。
背景技术：
目前常用的无机绝热材料如石棉、玻璃棉、岩棉、硅酸铝纤维等纤维状材料，通常都是以酚醛树脂或脲醛树脂通热定型而成的产品。建筑用绝热材料一般分为有机和无机二种绝热材料。目前，出于环保、安全的考虑，正逐步淘汰有机的绝热材料，而采用无机的绝热材料。在常用的无机绝热材料如玻璃棉、岩矿棉、硅酸铝纤维等纤维状材料中，通常都是以酚醛树脂和脲醛作为粘结剂，通过热 定型而成的产品，大都存在以下问题
(1)因含有有机粘结剂，存在甲醛的释放，对人体有害；
(2)不耐高温。在高温下(如失火等情况)，有机粘结剂会分解，并释放有毒有害气体，材料松散、脱落，不利于安全使用；
(3)材料的结构强度低。在密度低于100kg/m3时，材料的强度很低。如果大幅提高密度，强度提高了，但导热系数也升高了，降低了绝热效果。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种玄武岩连续纤维绝热材料及其制备方法，其提高了纤维的耐温性和耐腐蚀性，采用无机定型剂，具有无毒、环保性能高等优点。按照本发明提供的技术方案，一种玄武岩连续纤维绝热材料，配方比例按重量份计为9(Γ99份玄武岩连续纤维、O. 5^10份无机定型剂、f 5份表面改性剂和稀释剂。所述玄武岩连续纤维加热后含有5(Γ60份Si02、15 17份Al203、8 ll份Fe2O3和Fe。、5 10 份 CaO,3. 5 8 份 MgO,2. 5 6 份 Na2O0所述无机定型剂为硅酸钠、硅溶胶或磷酸二氢铝。所述表面改性剂为带有活性基团的硅氧烷羟基硅油、氨基硅油、含氢硅油。所述稀释剂可为水或乙醇。所述玄武岩连续纤维绝热材料的制备方法，按重量份计步骤为
(O短切纤维的制备取玄武岩连续纤维，短切成长度为5(Tl00mm的定长短切纤维；将开松机上进行定长短切纤维松解；将开松后的定长短切纤维导入梳理机中进行松解和梳理；
(2)无机定型剂和表面处理剂的配制取O.5^10份无机定型剂，用稀释剂稀释至无机定型剂的质量浓度为20% 25%，然后加入1 5份表面改性剂，并用高速分散机120(Tl600r/min搅拌8 12min待用；
(3)铺网和附着将步骤(I)梳理后的定长短切纤维导入铺网机中，进行纤维铺网，铺网厚度为40(T500mm ;将步骤(2)制备的混合溶剂采用高压喷雾的方式，使混合溶液均匀附着在纤维表面；铺网重量和混合溶液重量比为7、 2 ;
(4)针刺将步骤(3)所得吸附有混合溶液的纤维网导入针刺机进行预刺和复刺，通过针刺频率控制成型纤维毯的容重在8(Tl00 kg /m3 ；
(5)热压定型将步骤(4)制备得到的成型纤维毯在硫化机中进行热压定型；温度为10(Tl2(rC，压力为O. 2^0. 25MPa ;定型后对纤维板进行纵切、横切，即得产品玄武岩连续纤维绝热材料。所述玄武岩连续纤维为为天然玄武岩经145(Tl50(rC熔融后，通过拉丝而得的玄武岩连续纤维，直径在7 13 μ m。本发明具有如下优点本发明采用玄武岩连续纤维为纯天然玄武岩进行拉丝而成的纤维，提高了纤维的耐温性和耐腐蚀性；还采用无机定型剂，具有无毒、环保性能高的优点；采用针刺成型的工艺，材料即使在失火的环境中也能保持材料的完整和较好的强度，增 加了使用的安全性。制备的玄武岩连续纤维绝热材料，密度为8(T300 kg /m3，常温导热系数< O. 036ff/m-k,抗拉强度，憎水率彡98%，长期使用温度800纵向彡80KPa,横向彡90KPa ； V，短期耐1000°C以上。适合于内外墙体、防火门、防火隔断、船舶及工业设备的绝热保温。
具体实施例方式实施例I
材料中的重量为固体部分的重量玄武岩连续纤维95份、无机定型剂硅溶胶4. 5份、表面改性剂轻基娃油O. 5份,水若干。(I)短切纤维的制备取玄武岩连续纤维，短切成长度为5(Tl00mm的定长短切纤维；将开松机上进行定长短切纤维松解；将开松后的定长短切纤维导入梳理机中进行松解和梳理；
(2)无机定型剂和表面处理剂的配制取无机定型剂硅溶胶4.5份，用稀释剂稀释至无机定型剂的质量浓度为20%，然后加入表面改性剂羟基硅油O. 5份，并用高速分散机1200r/min搅拌12min待用；
(3)铺网和附着将步骤(I)梳理后的定长短切纤维导入铺网机中，进行纤维铺网，铺网厚度为500_ ;将步骤(2)制备的混合溶剂采用高压喷雾的方式，使混合溶液均匀附着在纤维表面；铺网重量和混合溶液重量比为7 2 ；
(4)针刺将步骤(3)所得吸附有混合溶液的纤维网导入针刺机进行预刺和复刺，通过针刺频率控制成型纤维毯的容重在8(Tl00 kg /m3 ；
(5)热压定型将步骤(4)制备得到的成型纤维毯在硫化机中进行热压定型；温度为100°C，压力为O. 25MPa ;定型后对纤维板进行纵切、横切，即得产品玄武岩连续纤维绝热材料。制品密度:80 100 kg /m3 ;导热系数0. 028 O. 032 ff/m .k (常温);抗拉强度纵向彡80KPa，横向彡90KPa ;憎水率彡98% ;长期使用温度800°C;短时使用温度1000°C以上。实施例2
材料中的重量为固体部分的重量玄武岩连续纤维94 ;无定型剂硅溶胶5. 5 ;表面改性剂羟基硅油O. 5，稀释剂乙醇若干。(I)短切纤维的制备取玄武岩连续纤维，短切成长度为5(Tl00mm的定长短切纤维；将开松机上进行定长短切纤维松解；将开松后的定长短切纤维导入梳理机中进行松解和梳理；
(2)无机定型剂和表面处理剂的配制取无定型剂硅溶胶5.5，用稀释剂稀释至无机定型剂的质量浓度为25%，然后加入表面改性剂羟基硅油O. 5，并用高速分散机1200r/min搅拌12min待用；
(3)铺网和附着将步骤(I)梳理后的定长短切纤维导入铺网机中，进行纤维铺网，铺网厚度为400mm ;将步骤(2)制备的混合溶剂采用高压喷雾的方式，使混合溶液均匀附着在纤维表面；铺网重量和混合溶液重量比为7 2 ； (4)针刺将步骤(3)所得吸附有混合溶液的纤维网导入针刺机进行预刺和复刺，通过针刺频率控制成型纤维毯的容重在8(Tl00 kg /m3 ；
(5)热压定型将步骤(4)制备得到的成型纤维毯在硫化机中进行热压定型；温度为120°C，压力为O. 2MPa ;定型后对纤维板进行纵切、横切，即得产品玄武岩连续纤维绝热材料。制品容重:100^200 kg /m3 ;导热系数0. 030 0· 034 ff/m · k (常温);抗拉强度纵向彡90KPa，横向彡IOOKPa ;憎水率·) 98% ;长期使用温度800°C;短时使用温度1000°C以上。实施例3
(1)短切纤维的制备取玄武岩连续纤维，短切成长度为80mm的定长短切纤维；将开松机上进行定长短切纤维松解；将开松后的定长短切纤维导入梳理机中进行松解和梳理；
(2)无机定型剂和表面处理剂的配制取8份无机定型剂硅溶胶，用稀释剂乙醇稀释至无机定型剂的质量浓度为22%，然后加入3份表面改性剂羟基硅油，并用高速分散机1400r/min搅拌IOmin待用；
(3)铺网和附着将步骤(I)梳理后的定长短切纤维导入铺网机中，进行纤维铺网，铺网厚度为450mm ;将步骤(2)制备的混合溶剂采用高压喷雾的方式，使混合溶液均匀附着在纤维表面；铺网重量和混合溶液重量比为8 2；
(4)针刺将步骤(3)所得吸附有混合溶液的纤维网导入针刺机进行预刺和复刺，通过针刺频率控制成型纤维毯的容重在90 kg /m^ ；
(5)热压定型将步骤(4)制备得到的成型纤维毯在硫化机中进行热压定型；温度为110°C，压力为O. 23MPa ;定型后对纤维板进行纵切、横切，即得产品玄武岩连续纤维绝热材料。制品容重200 300 kg /m3 ;导热系数0. 032 O. 036 ff/m呤(常温);抗拉强度纵向彡lOOKPa，横向彡120KPa ;憎水率彡98% ;长期使用温度800°C;短时使用温度1000°C以上。
权利要求
1.一种玄武岩连续纤维绝热材料，其特征是配方比例按重量份计为9(Γ99份玄武岩连续纤维、O. 5^10份无机定型剂、f 5份表面改性剂和稀释剂。
2.如权利要求I所述玄武岩连续纤维绝热材料，其特征是所述玄武岩连续纤维加热后含有 50 60 份 SiO2' 15 17 份 Al203、8 11 份 Fe2O3 和 Fe0、5 10 份 CaO, 3. 5 8 份 MgO, 2. 5 6份 Na2O。
3.如权利要求I所述玄武岩连续纤维绝热材料，其特征是所述无机定型剂为硅酸钠、硅溶胶或磷酸二氢铝。
4.如权利要求I所述玄武岩连续纤维绝热材料，其特征是所述表面改性剂为带有活性基团的硅氧烷羟基硅油、氨基硅油、含氢硅油。
5.如权利要求I所述玄武岩连续纤维绝热材料，其特征是所述稀释剂可为水或乙醇。
6.权利要求I所述玄武岩连续纤维绝热材料的制备方法，其特征是按重量份计步骤为 (O短切纤维的制备取玄武岩连续纤维，短切成长度为5(Tl00mm的定长短切纤维；将开松机上进行定长短切纤维松解；将开松后的定长短切纤维导入梳理机中进行松解和梳理； (2)无机定型剂和表面处理剂的配制取O.5^10份无机定型剂，用稀释剂稀释至无机定型剂的质量浓度为20% 25%，然后加入I飞份表面改性剂，并用高速分散机120(Tl600r/min搅拌8 12min待用； (3)铺网和附着将步骤(I)梳理后的定长短切纤维导入铺网机中，进行纤维铺网，铺网厚度为40(T500mm ;将步骤(2)制备的混合溶剂采用高压喷雾的方式，使混合溶液均匀附着在纤维表面；铺网重量和混合溶液重量比为疒9 2； (4)针刺将步骤(3)所得吸附有混合溶液的纤维网导入针刺机进行预刺和复刺，通过针刺频率控制成型纤维毯的容重在8(Tl00 kg /m3 ； (5)热压定型将步骤(4)制备得到的成型纤维毯在硫化机中进行热压定型；温度为10(Tl2(rC，压力为O. 2^0. 25MPa ;定型后对纤维板进行纵切、横切，即得产品玄武岩连续纤维绝热材料。
7.如权利要求6所述玄武岩连续纤维绝热材料的制备方法，其特征是所述玄武岩连续纤维为为天然玄武岩经145(Tl50(rC熔融后，通过拉丝而得的玄武岩连续纤维，直径在7 13 μ m0
全文摘要
本发明涉及一种玄武岩连续纤维绝热材料及其制备方法，具体涉及一种建筑用墙体绝热材料及其制备方法，属于无机绝热材料技术领域。其通过短切纤维的制备、无机定形型剂和表面处理剂的配制、铺网和附着、针刺和热压定型制得产品玄武岩连续纤维绝热材料。本发明不含有机粘结剂，具有导热系数小、使用温度高、不燃性，同时具有较高的机械强度，容重为80~300㎏/m3。常温导热系数小于0.036W/m·k。最高使用温度800℃。抗拉强度达到纵向≥80KPa，横向≥90KPa。渣球含量小于0.1%。憎水率≥98%。适合于船舶、工业管道、加热炉、内外墙体、防火门等的隔热。
文档编号C04B28/34GK102964106SQ20121043242
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者尤仁兴, 周致中 申请人:无锡市明江保温材料有限公司