專利名稱：：空芯巖棉及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種保溫、隔熱材料，尤其涉及一種主要以玄武巖礦石為原料制備而成的具有保溫、隔熱性能的空芯巖棉，本發(fā)明還涉及該空芯巖棉的制備方法和應(yīng)用，屬于保溫、隔熱材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：巖棉是以天然巖石如玄武巖、輝長巖、白云石、鐵礦石、鋁礬土等為主要原料，經(jīng)高溫熔化、纖維化而制成的無機質(zhì)纖維。巖棉制品是一種保溫、隔熱材料，具有重量輕、保溫、隔熱、阻燃、隔音、節(jié)能、耐腐蝕、耐酸堿等特點，它的主要化學(xué)成份是二氧化硅、三氧化二鎂、氧化鎂和氧化鈣。巖棉與國內(nèi)傳統(tǒng)的保溫材料相比，它具有容重輕、導(dǎo)熱系數(shù)低、可燃性耐久、抗腐蝕、吸聲等突出的特點，而建筑和工業(yè)、國防、航天、航海，各種領(lǐng)域所歡迎，現(xiàn)已廣泛用于建筑、石油化工、電力、仿制、交通船舶、工業(yè)管道、爐塔、缸體等，是一種高效節(jié)能的保溫材料?，F(xiàn)有的巖棉實質(zhì)上都是礦渣棉當(dāng)巖棉去出售，因為礦渣棉是以煉鐵余下的廢礦渣為主要原料，加上白灰石，百分之幾的玄武巖成份，所以燒出的礦棉經(jīng)沖天爐，用冶金焦燒，在燒制過程中，沖天爐必須有熱風(fēng)環(huán)、增加助燃。做制備的巖棉纖維較短、拉力較差、韌性差、保溫程度低等。發(fā)達的國家新型保溫迅速發(fā)展，對建筑物的保溫隔熱材料的研究和應(yīng)用十分重視，巖棉制品已大量用于房屋建筑。瑞典國家通過立法規(guī)定新建房屋必須用170mm厚度以上的巖棉保溫材料，否則不允許開工籌建，對于個體家庭舊房改建用保溫材料，國家將給予補助和貨款。瑞典在建筑工程上使用保溫材料十分普遍。據(jù)歐洲共同體研究和應(yīng)用的巖棉資料表明，50隱厚的巖棉板在建筑墻體保溫上，相當(dāng)于240mm磚墻，使用l噸巖棉制品，每年可節(jié)省1p屯石油，在工業(yè)熱力管道裝置上，采用1立方米巖棉制品，每年可能節(jié)省電能2500千卡/小時，相當(dāng)于每年節(jié)省了3噸標(biāo)準(zhǔn)煤，國外科技發(fā)達的國家，巖棉制品的研究向高尖端方向發(fā)展，特別是日本、德國、美國、等國家，已經(jīng)把巖棉用于織布，生產(chǎn)出來的村衣，冬暖夏涼、保溫防火，很受用戶5欠迎。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明首先所要解決的技術(shù)問題是提供一種制備成本低、性能優(yōu)良的空芯巖棉。本發(fā)明首先所要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種空芯巖棉，包括以下重量百分比的各原料制成玄武巖60-70%、白云石20-30%、輝綠巖2-6%、螢石4-8%;優(yōu)選的，各原料的重量百分比為玄武巖65%、白云石25%、輝綠巖4%、螢石6%;為了達到更好的技術(shù)效果，所述的玄武巖優(yōu)選為黑龍江穆陵中長玄武巖；玄武巖的化學(xué)成分與輝長巖相似，Si02含量變化于45°/。~52%之間，K20+Na力含量較侵入巖略高，CaO、Fe203+FeO、MgO含量較侵入巖略低。礦物成份主要由基性長石和輝石組成，次要礦物有橄欖石，角閃石及黑云母等，巖石均為暗色，一般為黑色，有時呈灰綠以及暗紫色等，呈斑狀結(jié)構(gòu)，氣孔構(gòu)造和杏仁構(gòu)造普遍。玄武巖體積密度為2.8~3.3g/cm3，致密者壓縮強度很大，可高達300MPa,有時更高，存在玻璃質(zhì)及氣孔時則強度有所降低。玄武巖耐久性甚高，節(jié)理多，且具脆性，因而不易釆得大塊石料，由于氣孔和杏仁構(gòu)造常見，雖玄武巖地表上分布廣泛，但可作飾面石材不多。玄武巖的主要成份是二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂(還有少量的氧化鉀、氧化鈉)，其中二氧化硅含量最多，約占百分之四十五至五十左右。玄武巖的顏色，常見的多為黑色、黑褐或暗綠色。因其質(zhì)地致密，它的比重比一般花崗巖、石灰?guī)r、沙巖、頁巖都重。白云石含4美和鈣高，在一定的溫度下其到助燃作用，任何冶煉和鑄造都離不開的，如果白云石塊太小，爐溫肯定低，只能能起到化學(xué)的反應(yīng)作用，沒有起著充分助燃的作用，并且浪費能源，本發(fā)明人通過大量的試驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)白云石的粒徑為8-10厘米是能夠最大限度的起到助燃的作用。此外，當(dāng)玄武巖的粒徑為8-10厘米，縈石的粒徑為2-6厘米時，爐體內(nèi)透氣性不好，容易做爐，原料能夠充分的溶化。所以，為了達到更好的技術(shù)效果，所述的玄武巖、白云石的粒徑優(yōu)選為8-10厘米，所述的縈石的粒徑優(yōu)選為2-6厘米；輝綠巖是一種基性淺成侵入巖。深灰、灰黑色。主要由輝石和基性長石組成，含少量橄欖石、黑云母、石英、磷灰石、磁鐵礦、鈥鐵礦等。基性斜長石常蝕變?yōu)殁c長石、黝簾石、綠簾石和高冷石；輝石常蝕變?yōu)榫G泥石、角閃石和碳酸鹽類礦物。因綠泥石的顏色而整體常呈灰綠色。輝綠巖跟輝長巖的成分差不多，但它形成得比較淺，不像輝長巖那樣深。才艮據(jù)含有的不同成分，有多種。如含石英多的叫作石英輝綠巖；含沸石、正長石等的，稱堿性輝綠巖等。輝綠巖為深源玄武質(zhì)巖漿向地殼淺部侵入結(jié)晶形成，常呈巖脈、巖墻、巖床或充填于玄武巖火山口中的巖林狀產(chǎn)出。按次要礦物的不同，可分為橄欖輝綠巖、石英輝綠巖等?？勺鼋ㄖ幕蚬に囀?，是鑄石原料。質(zhì)地均勾、無裂紋者可做石材原料，細粒者尤佳。白云石是碳酸鹽礦物。常有鐵、錳等類質(zhì)同象代替鎂。當(dāng)鐵或錳原子數(shù)超過鎂時，稱為鐵白云石或錳白云石。三方晶系，晶體呈菱面體，晶面常彎曲成馬鞍狀，聚片雙晶常見。集合體通常呈粒狀。純者為白色；含鐵時呈灰色；風(fēng)化后呈褐色。玻璃光澤。菱面體解理完全。莫氏硬度3.5~4。比重2.85~3.2。遇冷稀鹽酸時緩慢起泡。是組成白云巖的主要礦物。海相沉積成因的白云巖常與菱鐵礦層、石灰?guī)r層成互層產(chǎn)出。在湖相沉積物中，白云石與石膏、硬石膏、石鹽、鉀石鹽等共生。熱液中可直接結(jié)晶形成白云石，也可由含鎂的熱水溶液交代石灰?guī)r或白云質(zhì)灰?guī)r而形成。螢石(Fluorite),又稱氟石，是一種礦物，其主要成分是氟化鈣，含雜質(zhì)較多，Ca常被Y和Ce等稀土元素替代，此外還含有少量的Fe203,Si02和微量的Cl，03，He等。自然界中的螢石常顯鮮艷的顏色，硬度比小刀低。本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種制備上述空芯巖棉的方法。本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種制備空芯巖棉的方法，包括(1)按所述重量百分比稱取各原料玄武巖60-70°/。、白云石20-30%、輝綠巖2-6%、螢石4-8%;(2)將上述各原料混合均勻后投放到?jīng)_天爐中，在900-1000。C的高溫條件下熔化，把熔體引導(dǎo)流入四輥高速離心機的輥輪成纖，冷卻吹制成棉，即得。本發(fā)明所制備得到的巖棉產(chǎn)品長O.9-0.5微米，纖維長、保溫、防火、彈性強、拉力強、手感好，遠遠超過礦渣棉。各項性能完全符合國家、國防、工業(yè)、航天、航海、建筑、石油、化工、工農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。與現(xiàn)有的巖棉相比較，本發(fā)明巖棉主要具有以下幾方面的優(yōu)點1、與現(xiàn)有的巖棉相比較，在零下幾十度的情況下，用手觸摸，本發(fā)明的巖棉手感熱，現(xiàn)有的巖棉手感涼；2、質(zhì)地柔軟，韌性強，張力好，耐踐踏將本發(fā)明的巖棉與現(xiàn)有的巖棉放在地下用腳來回趟幾遍后，本發(fā)明巖棉像毯子一樣，非常柔軟，沒有變型更沒有粉碎，而現(xiàn)有的巖棉變得粉碎；3、本發(fā)明巖棉纖維空芯、多孔；現(xiàn)有的巖棉像鋼筋一樣是實芯的。本發(fā)明巖棉產(chǎn)品的應(yīng)用范圍可用于電力、化工、石油、建筑冶金、紡織、船舶、汽車、火車、飛機、供熱管道等行業(yè)，是管道儲罐、鍋爐煙道、熱交換器、大型機場、體育管、大型冷庫等工業(yè)設(shè)備、民用建筑工程理想的保溫、隔熱材料。本發(fā)明巖棉產(chǎn)品還可應(yīng)用于制作成無土栽培和各種育苗的營養(yǎng)盒、水稻育秧盤等；本發(fā)明巖棉還可作造紙原料。具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例來進一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點和特點將會隨著描述而更為清楚。但這些實施例僅是范例性的，并不對本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對本發(fā)明技術(shù)方案的細節(jié)和形式進行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。實施例1按以下重量配比稱取各原料玄武巖60kg、白云石30kg、輝綠巖6kg、螢石4kg;將上述各原料混合均勻后^^丈到?jīng)_天爐(購自廊坊龍華節(jié)能材料有限公司龍華成套設(shè)備廠，規(guī)格年產(chǎn)3000噸)中，在900-1000。C的高溫條件下熔化，把熔體引導(dǎo)流入四輥高速離心機(購自南京玻璃纖維研究院，規(guī)格年產(chǎn)2000-3000噸)的輥輪成纖，在成纖過程中熔體受輥輪內(nèi)冷卻水以及與輥表明接觸的高壓風(fēng)機(購自哈爾濱高壓風(fēng)機廠；規(guī)格919-2900轉(zhuǎn)/min,風(fēng)壓5008-5697m3/n)所產(chǎn)生的冷空氣冷卻吹制成棉，即得。其中，在制備過程中，各具體的工藝參數(shù)優(yōu)選采用表l所示的工藝參數(shù)。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>按照GB/T11835-2007的檢測標(biāo)準(zhǔn)對本實施例所制備的巖棉產(chǎn)品的各項指標(biāo)進行檢測，檢測結(jié)果見表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>備注該產(chǎn)品的常溫導(dǎo)熱系數(shù)為入=0.032W/(m.K)實施例2按以下重量配比稱取各原料玄武巖70kg、白云石20kg、輝綠巖2kg、螢石8kg;將上述各原料混合均勻后投放到?jīng)_天爐(購自廊坊龍華節(jié)能材料有限公司龍華成套設(shè)備廠，規(guī)格年產(chǎn)3000噸)中，在900-1000。C的高溫條件下熔化，把熔體引導(dǎo)流入四輥高速離心機(購自南京玻璃纖維研究院，規(guī)格年產(chǎn)2000-3000噸)的輥輪成纖，在成纖過程中熔體受輥輪內(nèi)冷卻水以及與輥表明接觸的高壓風(fēng)機(購自哈爾濱高壓風(fēng)機廠；規(guī)格919-2900轉(zhuǎn)/min,風(fēng)壓5008-5697m3/n)所產(chǎn)生的冷空氣冷卻吹制成棉，即得。其中，在制備過程中，各具體的工藝參數(shù)優(yōu)選采用表3所示的工藝參數(shù)。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>熔質(zhì)溫度(。c)1500-1600流股溫度(°c)1350-1400廢氣溫度(°c)180-1350冷卻水用量(t/h)15-25四輥機轉(zhuǎn)速(Y/min)5700-6300第四輥纖維得率(％)75-85纖維直徑(mm)5-6渣球含量(％)6-80.5mm漆球原料酸度系數(shù)1.2-2.6功率消耗(kw)250-320按照GB/T11835-2007的檢測標(biāo)準(zhǔn)對本實施例所制備的巖棉產(chǎn)品的各項指標(biāo)進行檢測，檢測結(jié)果見表4。表4檢測項目標(biāo)準(zhǔn)值平均檢測值評價密度(kg/m3)10卜160±15%125符合導(dǎo)熱系數(shù)平均溫度rc)70±571符合W/(mK)<0.0430.032符合有機物含量(%)<4.02.2符合熱荷重收縮溫度rc)>600650符合纖維平均直徑(Mm)《7.05.3符合渣球含量(%)直徑〉0.25mm<12.06.4符合不燃性A級A級符合最高使用溫度rc)600650符合9<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>備注該產(chǎn)品的常溫導(dǎo)熱系數(shù)為入=0.032W/(m.K)實施例3按以下重量配比稱取各原料黑龍江穆陵中長玄武巖65kg、白云石25kg、輝綠巖4kg、螢石6kg;將上述各原料混合均勻后投放到?jīng)_天爐(購自廊坊龍華節(jié)能材料有限公司龍華成套設(shè)備廠，規(guī)格年產(chǎn)3000噸)中，在900-IOO(TC的高溫條件下熔化，把熔體引導(dǎo)流入四輥高速離心機(購自南京玻璃纖維研究院，規(guī)格年產(chǎn)2000-3000噸)的輥輪成纖，在成纖過程中熔體受輥輪內(nèi)冷卻水以及與輥表明接觸的高壓風(fēng)機(購自p合爾濱高壓風(fēng)機廠；規(guī)格919-2900轉(zhuǎn)/min,風(fēng)壓5008-5697m3/n)所產(chǎn)生的冷空氣冷卻吹制成棉，即得。其中，在制備過程中，各具體的工藝參數(shù)優(yōu)選采用表5所示的工藝參數(shù)。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>按照GB/T11835-2007的檢測標(biāo)準(zhǔn)對本實施例所制備的巖棉產(chǎn)品的各項指標(biāo)進行檢測，檢測結(jié)果見表6。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>備注該產(chǎn)品的常溫導(dǎo)熱系數(shù)為入=0.032W/(m.K)權(quán)利要求1、一種空芯巖棉，由以下重量百分比的各原料制成玄武巖60-70％、白云石20-30％、輝綠巖2-6％和螢石4-8％。2、按照權(quán)利要求1所述的空芯巖棉，其特征在于，各原料的重量百分比為玄武巖65%、白云石25%、輝綠巖4%、螢石6°/。。3、按照權(quán)利要求1或2所述的空芯巖棉，其特征在于所述的玄武巖或白云石的粒徑為8-10厘米。4、按照權(quán)利要求1或2所述的空芯巖棉，其特征在于所述的縈石的粒徑為2-6厘米。5、按照權(quán)利要求1或2所述的空芯巖棉，其特征在于所述的玄武巖是黑龍江穆陵中長玄武巖。6、一種制備權(quán)利要求1或2所述的空芯巖棉的方法，包括(1)按所述重量百分比稱取各原料玄武巖60-70°/。、白云石20-30%、輝綠巖2-6°/。、螢石4-8%;(2)將上述各原料混合均勻后投放到?jīng)_天爐中，在900-1000。C的高溫條件下熔化，把熔體引導(dǎo)流入四輥高速離心機的輥輪成纖，冷卻吹制成棉，即得。7、權(quán)利要求1或2所述的空芯巖棉在制備保溫、隔熱材料中的用途。全文摘要本發(fā)明公開了一種空芯巖棉及其制備方法和應(yīng)用，屬于保溫、隔熱材料領(lǐng)域。該空芯巖棉由以下重量百分比的各原料制成玄武巖60-70％、白云石20-30％、輝綠巖2-6％和螢石4-8％。將上述各原料混合均勻后投放到?jīng)_天爐中，在900-1000℃的高溫條件下融化，即得。本發(fā)明巖棉纖維長，保溫、隔熱性能好，能防火、彈性好、拉力強、手感好，遠遠超過礦渣棉。各項性能完全符合國家、國防、工業(yè)、航天、航海、建筑、石油、化工、工農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?？捎糜陔娏?、化工、石油、建筑冶金、紡織、船舶、汽車、火車、飛機、供熱管道等行業(yè)，是管道儲罐、鍋爐煙道、熱交換器、大型機場、體育管、大型冷庫等工業(yè)設(shè)備、民用建筑工程的保溫、隔熱材料。文檔編號C03B37/00GK101538122SQ20091013557公開日2009年9月23日申請日期2009年4月27日優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日發(fā)明者鞠加會申請人:鞠加會