一種黑巖棉的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種黑巖棉的制備方法，包括以下步驟：將300～400重量份玄武巖、200～300重量份鐵礦石、130～220重量份高爐礦渣和150～250重量份焦炭熔融；所述熔融過(guò)程中的氧氣通入量為玄武巖、鐵礦石、高爐礦渣和焦炭總質(zhì)量的3～5％；將熔融物離心吹甩為纖維；將所述纖維經(jīng)集棉、疊加、加壓打褶、固化爐高溫加壓定型，得到黑巖棉。本發(fā)明制得的黑巖棉軟化點(diǎn)升高，也即提高了耐熱度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明制備的黑巖棉的最高使用溫度可以達(dá)到750℃，耐火極限為2小時(shí)以上，線收縮率小于1。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種黑巖棉的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及防火材料領(lǐng)域，特別涉及一種黑巖棉的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在建筑中，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損耗較大，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中墻體又占了很大份額，因此建 筑墻體改革與墻體節(jié)能技術(shù)的發(fā)展是建筑節(jié)能技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，發(fā)展外墻保溫技術(shù)及節(jié)能 材料是建筑節(jié)能的主要實(shí)現(xiàn)方式。
[0003] 外墻保溫技術(shù)最早起源于歐洲，我國(guó)從20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始試點(diǎn)，并將該技術(shù) 廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域。外墻保溫材料種類(lèi)較多，包括硅酸鹽保溫材料、陶瓷保溫材料、擠塑 板、硬泡聚氨酯保溫板、巖棉等。
[0004] 其中，巖棉屬于礦物棉的一種，是以玄武巖、輝長(zhǎng)巖、白云石能夠?yàn)橹饕霞庸?而成的無(wú)機(jī)纖維板。其施工及安裝便利、節(jié)能效果顯著，具有很高的性能價(jià)格比。普通的巖 棉產(chǎn)品的制備方法為：將玄武巖、鐵渣和白云石熔融，然后經(jīng)離心吹甩成纖維集棉、疊加、加 壓打褶、固化爐高溫加壓定型、切割成要求尺寸，得到巖棉板。
[0005] 外墻保溫系統(tǒng)存在一些特殊位置，包括：幕墻與樓板或者隔墻之間縫隙，可以其他 建筑縫隙如各種穿墻、穿樓板的管道周?chē)?，幕墻系統(tǒng)中上下層窗間的分隔等。這些特殊位置 對(duì)于保溫材料的要求較高。普通巖棉產(chǎn)品最高使用溫度為650°c，抗高溫收縮能力及高溫穩(wěn) 定性較差，不能滿足外墻保溫系統(tǒng)特殊位置的防火和煙氣阻隔。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種黑巖棉的制備方法，該方法制備的黑巖棉最 高使用溫度可達(dá)到750°C，抗高溫收縮能力好。
[0007] 本發(fā)明提供了一種黑巖棉的制備方法，包括以下步驟：
[0008] (A)將300?400重量份玄武巖、200?300重量份鐵礦石、130?220重量份高爐 礦渣和150?250重量份焦炭熔融；
[0009] 所述熔融過(guò)程中的氧氣通入量為玄武巖、鐵礦石、高爐礦渣和焦炭總質(zhì)量的3? 5% ；
[0010] (B)將熔融物離心吹甩為纖維；
[0011] (C)將所述纖維經(jīng)集棉、疊加、加壓打褶、固化爐高溫加壓定型，得到黑巖棉。
[0012] 優(yōu)選的，所述步驟（B)中，所述離心吹甩過(guò)程中還包括噴灑粘結(jié)劑。
[0013] 優(yōu)選的，所述粘結(jié)劑為濃度為5?6%的酚醛樹(shù)脂。
[0014] 優(yōu)選的，所述步驟（A)中，所述鐵礦石的三氧化二鐵含量為20?50wt%。
[0015] 優(yōu)選的，所述步驟（A)中，所述熔融溫度為1300?1500 °C。
[0016] 優(yōu)選的，所述步驟（A)中，將330?380重量份玄武巖、240?270重量份鐵礦石、 170?200重量份高爐礦渣和200?220重量份焦炭熔融。
[0017] 優(yōu)選的，所述熔融過(guò)程中的氧氣通入量為玄武巖、鐵礦石、高爐礦渣和焦炭總質(zhì)量 的 3· 5 ?4· 5%。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的黑巖棉的制備方法，包括以下步驟：
[0019] (A)將300?400重量份玄武巖、200?300重量份鐵礦石、130?220重量份高爐 礦渣和150?250重量份焦炭熔融；
[0020] 所述熔融過(guò)程中的氧氣通入量為玄武巖、鐵礦石、高爐礦渣和焦炭總質(zhì)量的3? 5% ；
[0021] (B)將熔融物離心吹甩為纖維；
[0022] (C)將所述纖維經(jīng)集棉、疊加、加壓打褶、固化爐高溫加壓定型，得到黑巖棉。
[0023] 本發(fā)明用鐵礦石和礦渣完全替代了白云石等堿性原料，控制了最終得到的黑巖棉 的酸度系數(shù)和三氧化二鐵的含量。而且本發(fā)明通過(guò)提高熔融過(guò)程中的氧氣通入量，防止了 三氧化二鐵分解。三氧化二鐵在混合物中形成硅氧四面體SiO 4^的連接部分，因而加強(qiáng)了 硅氧四面體的網(wǎng)路，并增加了其低溫粘度值，從而使制得的黑巖棉軟化點(diǎn)升高，也即提高了 耐熱度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明制備的黑巖棉的最高使用溫度可以達(dá)到750°c，耐火極限為 2小時(shí)以上，線收縮率小于1。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是 應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的 限制。
[0025] 本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種黑巖棉的制備方法，包括以下步驟：
[0026] (A)將300?400重量份玄武巖、200?300重量份鐵礦石、130?220重量份高爐 礦渣和150?250重量份焦炭熔融；
[0027] 所述熔融過(guò)程中的氧氣通入量為玄武巖、鐵礦石、高爐礦渣和焦炭總質(zhì)量的3? 5% ；
[0028] (B)將熔融物離心吹甩為纖維；
[0029] (C)將所述纖維經(jīng)集棉、疊加、加壓打褶、固化爐高溫加壓定型，得到黑巖棉。
[0030] 在本發(fā)明中，以玄武巖、鐵礦石、高爐礦渣為原料，以焦炭為能源材料，制備黑巖 棉。本發(fā)明用鐵礦石和高爐礦渣完全替代了普通巖棉中的白云石等堿性原料，以提高最終 產(chǎn)品的酸度系數(shù)和三氧化二鐵的含量。
[0031] 按照本發(fā)明，首先將300?400重量份玄武巖、200?300重量份鐵礦石、130? 220重量份高爐礦渣和150?250重量份焦炭熔融；所述熔融過(guò)程中的氧氣通入量為玄武 巖、鐵礦石、高爐礦渣和焦炭總質(zhì)量的3?5%。
[0032] 所述鐵礦石的作用是提供三氧化二鐵，三氧化二鐵在混合物中形成硅氧四面體 SiO4^的連接部分，因而加強(qiáng)了硅氧四面體的網(wǎng)路，并增加了其低溫粘度值，從而使制得 的黑巖棉軟化點(diǎn)升高，也即提高了耐熱度。所述鐵礦石優(yōu)選的三氧化二鐵的含量為20? 50wt%。為了降低成本，所述鐵礦石更優(yōu)選的三氧化二鐵含量為21?30wt%。
[0033] 所述高爐礦渣為工業(yè)煉鐵中產(chǎn)生的高爐礦渣，價(jià)格便宜，有利于降低成本。所述高 爐礦渣為助溶劑，可以調(diào)整酸度。
[0034] 在本發(fā)明中，在一些實(shí)施例中添加 330?380重量份玄武巖、240?270重量份鐵 礦石、170?200重量份高爐礦渣和200?220重量份焦炭熔融；在另外一些實(shí)施例中添加 350?370重量份玄武巖、220?250重量份鐵礦石、140?160重量份高爐礦渣和160? 200重量份焦炭恪融。
[0035] 將所述原料熔融過(guò)程中，需要通入氧氣。所述熔融的溫度優(yōu)選為1300?1500°C。 所述熔融過(guò)程中的氧氣通入量為武巖、鐵礦石、高爐礦渣和焦炭總質(zhì)量的3?5%，優(yōu)選為 3. 5?4. 5%。由于鐵礦石中的三氧化二鐵在高溫時(shí)不穩(wěn)定，易于分解，因此在熔融過(guò)程中 通入氧氣以防止鐵礦石中三氧化二鐵的分解。
[0036] 按照本發(fā)明，將玄武巖、鐵礦石、高爐礦渣和焦炭熔融后，將熔融物吹甩成纖維。優(yōu) 選的，在吹甩過(guò)程中還包括噴灑粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑優(yōu)選為濃度為5?6%的酚醛樹(shù)脂。本 發(fā)明對(duì)于吹甩方法沒(méi)有特殊限制，按照本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的方法即可。
[0037] 得到纖維后，將所述纖維經(jīng)集棉、疊加、加壓打褶、固化爐高溫加壓定型，得到黑巖 棉。本發(fā)明對(duì)于集棉、疊加、加壓打褶、固化爐高溫加壓定型的方法沒(méi)有特殊限制，按照本領(lǐng) 域技術(shù)人員常用的方法即可。
[0038] 對(duì)本申請(qǐng)得到的黑巖棉進(jìn)行檢測(cè)，所述黑巖棉的三氧化二鐵含量為14?18%，酸 度系數(shù)大于1. 8 ;最高使用溫度可以達(dá)到750°C，耐火極限為2小時(shí)以上，線收縮率小于1。
[0039] 本發(fā)明用鐵礦石和礦渣完全替代了白云石等堿性原料，控制了最終得到的黑巖棉 的酸度系數(shù)和三氧化二鐵的含量，而且本發(fā)明通過(guò)提高熔融過(guò)程中的氧氣通入量，防止了 三氧化二鐵分解。三氧化二鐵在混合物中形成硅氧四面體SiO 4^的連接部分，因而加強(qiáng)了 硅氧四面體的網(wǎng)路，并增加了其低溫粘度值，從而使制得的黑巖棉軟化點(diǎn)升高，也即提高了 耐熱度。
[0040] 為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的黑巖棉制備方法進(jìn)行詳 細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。
[0041] 實(shí)施例1
[0042] 將360重量份玄武巖、200重量份鐵礦石、220重量份高爐礦渣和200重量份焦炭 在1400 °C熔融；
[0043] 所述熔融過(guò)程中的氧氣通入量為玄武巖、鐵礦石、高爐礦渣和焦炭總質(zhì)量的 3. 5% ；
[0044] 將熔融物離心吹甩為纖維，并同時(shí)噴灑質(zhì)量濃度為5%的酚醛樹(shù)脂；酚醛樹(shù)脂的 噴灑量為300公斤/每噸產(chǎn)品。
[0045] 將所述纖維經(jīng)集棉、疊加、加壓打褶、固化爐高溫加壓定型，得到黑巖棉。
[0046] 實(shí)施例2
[0047] 將360重量份玄武巖、240重量份鐵礦石、200重量份高爐礦渣和200重量份焦炭 在1450 °C熔融；
[0048] 所述熔融過(guò)程中的氧氣通入量為玄武巖、鐵礦石、高爐礦渣和焦炭總質(zhì)量的4% ;
[0049] 將熔融物離心吹甩為纖維，并同時(shí)噴灑質(zhì)量濃度為5. 5%的酚醛樹(shù)脂；酚醛樹(shù)脂 的噴灑量為340公斤/每噸產(chǎn)品。
[0050] 將所述纖維經(jīng)集棉、疊加、加壓打褶、固化爐高溫加壓定型，得到黑巖棉。
[0051] 實(shí)施例3
[0052] 將360重量份玄武巖、270重量份鐵礦石、170重量份高爐礦渣和200重量份焦炭 在1400 °C熔融；
[0053] 所述熔融過(guò)程中的氧氣通入量為玄武巖、鐵礦石、高爐礦渣和焦炭總質(zhì)量的 4. 5% ；
[0054] 將熔融物離心吹甩為纖維，并同時(shí)噴灑質(zhì)量濃度為5. 8%的酚醛樹(shù)脂；酚醛樹(shù)脂 的噴灑量為360公斤/每噸產(chǎn)品。
[0055] 將所述纖維經(jīng)集棉、疊加、加壓打褶、固化爐高溫加壓定型，得到黑巖棉。
[0056] 比較例1
[0057] 將360重量份玄武巖、270重量份鐵礦石、170重量份白75：石和200重量份焦炭在 1400 °C 熔融；
[0058] 所述熔融過(guò)程中的氧氣通入量為玄武巖、鐵礦石、高爐礦渣和焦炭總質(zhì)量的2% ;
[0059] 將熔融物離心吹甩為纖維，并同時(shí)噴灑質(zhì)量濃度為5. 8%的酚醛樹(shù)脂；酚醛樹(shù)脂 的噴灑量為360公斤/每噸產(chǎn)品。
[0060] 將所述纖維經(jīng)集棉、疊加、加壓打褶、固化爐高溫加壓定型，得到黑巖棉。
[0061] 將玄武巖、鐵渣和白云石熔融，然后經(jīng)離心吹甩成纖維集棉、疊加、加壓打褶、固化 爐高溫加壓定型、切割成要求尺寸，得到巖棉板。
[0062] 比較例2
[0063] 將玄武巖750千克，白巖石50千克，礦渣200千克，焦炭250千克進(jìn)行混合，混合 后粉碎，預(yù)熱到500°C，預(yù)熱后將原料加入充填爐中，保持沖天爐中的溫度為795°C，使原料 熔化燃燒；熔化燃燒時(shí)添加液氧，液氧的用量為30立方米。
[0064] 將熔化后的溶液經(jīng)過(guò)離心成纖，在離心過(guò)程中噴灑酚醛樹(shù)脂，酚醛樹(shù)脂為2402型 酚醛樹(shù)脂，樹(shù)脂的噴灑量為55千克/噸纖維。
[0065] 將離心成纖的纖維收集，變?yōu)楸“逍卫w維條，通過(guò)擺錘式將纖維成S型疊加，增加 薄板型纖維條的厚度，變?yōu)榀B加型纖維條。
[0066] 將疊加型纖維條在263°C固化，同時(shí)在0. 03MPa壓縮，得到巖棉板。
[0067] 對(duì)實(shí)施例及比較例制得的黑巖棉的耐熱度及抗高溫收縮能力進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果參見(jiàn) 表1。
[0068] 表1實(shí)施例及比較例制得的黑巖棉的耐熱性能參數(shù)
[0069]

【權(quán)利要求】
1. 一種黑巖棉的制備方法，包括以下步驟： (A) 將300?400重量份玄武巖、200?300重量份鐵礦石、130?220重量份高爐礦渣 和150?250重量份焦炭熔融； 所述熔融過(guò)程中的氧氣通入量為玄武巖、鐵礦石、高爐礦渣和焦炭總質(zhì)量的3?5% ; (B) 將熔融物離心吹甩為纖維； (C) 將所述纖維經(jīng)集棉、疊加、加壓打褶、固化爐高溫加壓定型，得到黑巖棉。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（B)中，所述離心吹甩過(guò)程 中還包括噴灑粘結(jié)劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑為濃度為5?6 %的酚醛 樹(shù)脂。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（A)中，所述鐵礦石的三氧 化二鐵含量為20?50wt %。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（A)中，所述熔融溫度為 1300 ?1500°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?5任意一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（A)中，將 330?380重量份玄武巖、240?270重量份鐵礦石、170?200重量份高爐礦渣和200? 220重量份焦炭恪融。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?5任意一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述熔融過(guò)程中的氧氣 通入量為玄武巖、鐵礦石、高爐礦渣和焦炭總質(zhì)量的3. 5?4. 5%。
【文檔編號(hào)】C03B37/005GK104478208SQ201410777480
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】鹿俊華, 張紀(jì)軍, 賈菲, 魏汝奇, 李春富, 任明妍 申請(qǐng)人:山東魯陽(yáng)股份有限公司