一种绝热性岩棉材料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种绝热性岩棉材料及其制备方法 (Heat-insulating rock wool material and preparation method thereof ) 是由 谢春竹 王永林 周文俊 于 2021-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及岩棉材料技术领域,具体为一种绝热性岩棉材料及其制备方法,包括岩棉组分和改性粘结剂,岩棉组分包括以下重量份原料：玄武岩100-220份、白云石100-200份、尾矿矿渣300-400份、焦炭60-80份、粉煤灰50-100份；本发明通过加入改性纳米二氧化硅和改性空心玻璃微珠,纳米二氧化硅的加入,形成网络结构,形成一种硅石结构,使之具有憎水性,提高粘结效果,也增加了岩棉材料的防渗性,而且,改性纳米二氧化硅和改性空心玻璃微珠的加入,使得粘结剂具有了良好的抗老化性能和低导热性,在长时间的光照和高温下,改性粘结剂依然保持着优良的粘结强度,有利于岩棉材料之间的粘结,保证了岩棉材料的整体性能。(The invention relates to the technical field of rock wool materials, in particular to a heat-insulating rock wool material and a preparation method thereof, wherein the heat-insulating rock wool material comprises a rock wool component and a modified binder, and the rock wool component comprises the following raw materials in parts by weight: 100-220 parts of basalt, 100-200 parts of dolomite, 300-400 parts of tailing slag, 60-80 parts of coke and 50-100 parts of fly ash; according to the invention, the modified nano silicon dioxide and the modified hollow glass beads are added to form a network structure, so that a silica structure is formed, the silica structure has hydrophobicity, the bonding effect is improved, the seepage resistance of the rock wool material is also improved, in addition, the modified nano silicon dioxide and the modified hollow glass beads are added, so that the bonding agent has good ageing resistance and low heat conductivity, the modified bonding agent still maintains excellent bonding strength under long-time illumination and high temperature, the bonding between rock wool materials is facilitated, and the overall performance of the rock wool material is ensured.)
技术领域
本发明涉及岩棉材料技术领域，具体涉及一种绝热性岩棉材料及其制备方法。
背景技术
随着经济的飞速发展，各类建筑物建造速度和规模都达到了空前的高度，为了使建筑物能够达到环保节能的要求，需要对建筑外墙进行加装保温板材。岩棉是一种优质高效的保温材料，它具有良好的保温隔热、隔声及吸声性能，与传统的保温材料相比，具有密度小、导热系数低、不燃烧、防火无毒、适用范围广、化学性能稳定、使用周期长等突出优点，是目前公认的理想保温材料。
岩棉材料中的粘结剂在岩棉纤维之间起到粘结作用，现有技术中的粘结剂质量较为一般，导致用岩棉材料制成的岩棉产品的性能受到影响。为此，我们提出一种绝热性岩棉材料及其制备方法以解决上述问题。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种绝热性岩棉材料及其制备方法，以此来克服背景技术中提及的问题。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：一种绝热性岩棉材料，包括岩棉组分和改性粘结剂，所述岩棉组分包括以下重量份原料：玄武岩100-220份、白云石100-200份、尾矿矿渣300-400份、焦炭60-80份、粉煤灰50-100份。
优选的，所述岩棉组分包括以下重量份原料：玄武岩150份、白云石140份、尾矿矿渣350份、焦炭70份、粉煤灰80份。
优选的，所述改性粘结剂包括以下重量份原料：酚醛树脂50-70份、环己酮10-12份、改性纳米二氧化硅5-8份、改性空心玻璃微珠9-14份、六亚甲基四胺2-4份。
优选的，所述改性纳米二氧化硅和改性空心玻璃微珠的制备方法如下：将硅烷偶联剂和去离子水按1：10混合并搅拌均匀，得到混合液；按固液比1：5g/ml将纳米二氧化硅及空心玻璃微珠加入至混合液中，搅拌30-40min后，得到改性纳米二氧化硅和改性空心玻璃微珠。
优选的，所述纳米二氧化硅和空心玻璃微珠按质量比1：2加入混合液中。
优选的，所述改性粘结剂制备方法如下：S1：将酚醛树脂、环己酮、改性纳米二氧化硅、改性空心玻璃微珠和六亚甲基四胺放入电热搅拌器中，在40-45℃下搅拌0.8-1.5h，得到混料；S2：将混料按5℃/min的速度升温至90-95℃，冷却后得到改性粘结剂。
本发明还提供了一种绝热性岩棉材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将玄武岩、白云石、尾矿矿渣和焦炭送入破碎机中破碎，将破碎后的物料与粉煤灰混合，得到混合料，将混合料预热至300-400℃；
(2)将预热后的混合料放入冲天炉中熔融，得到熔融料；
(3)将熔融料进行离心，在离心过程中拉丝成纤维，向纤维中喷洒改性粘结剂，得到絮状纤维棉，即为绝热性岩棉材料。
优选的，步骤(2)中，所述熔融温度为1600-2200℃。
优选的，步骤(3)中，所述改性粘结剂的喷入量为熔融料的总重量的10-12％。
本发明的有益效果：
本发明通过加入改性纳米二氧化硅和改性空心玻璃微珠，利用硅烷偶联剂，对纳米氧化硅和空心玻璃微珠的表面进行改性，使得纳米氧化硅和空心玻璃微珠表面转变为亲油性，有利于二者与基体的充分混散并相容结合，提高了改性粘结剂的整体质量；其中，纳米二氧化硅的加入，形成网络结构，形成一种硅石结构，使之具有憎水性，提高粘结效果，也增加了岩棉材料的防渗性，而且，纳米二氧化硅和空心玻璃微珠的加入，使得粘结剂具有了良好的抗老化性能和低导热性，在长时间的光照和高温下，改性粘结剂依然保持着优良的粘结强度，有利于岩棉材料之间的粘结，保证了岩棉材料的整体性能；
本发明以尾矿矿渣作为主原料并添加了粉煤灰，实现了对废弃物的再利用，有利于环境的保护；同时，以尾矿矿渣作为主原料，降低了玄武岩和白云石的用量，节约了资源。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例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作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。
实施例1
一种绝热性岩棉材料，包括岩棉组分和改性粘结剂，岩棉组分包括以下重量份原料：玄武岩100份、白云石100份、尾矿矿渣300份、焦炭60份、粉煤灰50-份。
改性粘结剂包括以下重量份原料：酚醛树脂50份、环己酮10份、改性纳米二氧化硅5份、改性空心玻璃微珠9份、六亚甲基四胺2份。
改性纳米二氧化硅和改性空心玻璃微珠的制备方法如下：将硅烷偶联剂KH550和去离子水按1：10混合并搅拌均匀，得到混合液；按固液比1：5g/ml将纳米二氧化硅及空心玻璃微珠加入至混合液中，搅拌30min后，得到改性纳米二氧化硅和改性空心玻璃微珠；纳米二氧化硅和空心玻璃微珠按质量比1：2加入混合液中。
改性粘结剂制备方法如下，S1：将酚醛树脂、环己酮、改性纳米二氧化硅、改性空心玻璃微珠和六亚甲基四胺放入电热搅拌器中，在40℃下搅拌0.8h，得到混料；S2：将混料按5℃/min的速度升温至90℃，冷却后得到改性粘结剂。
上述绝热性岩棉材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将玄武岩、白云石、尾矿矿渣和焦炭送入破碎机中破碎，将破碎后的物料与粉煤灰混合，得到混合料，将混合料预热至300℃；
(2)将预热后的混合料放入冲天炉中在1600℃下熔融，得到熔融料；
(3)将熔融料进行离心，在离心过程中拉丝成纤维，向纤维中喷洒改性粘结剂，改性粘结剂的喷入量为熔融料的总重量的10％，得到絮状纤维棉，即为绝热性岩棉材料。
实施例2
一种绝热性岩棉材料，包括岩棉组分和改性粘结剂，岩棉组分包括以下重量份原料：玄武岩150份、白云石140份、尾矿矿渣350份、焦炭70份、粉煤灰80份。
改性粘结剂包括以下重量份原料：酚醛树脂60份、环己酮11份、改性纳米二氧化硅6份、改性空心玻璃微珠12份、六亚甲基四胺3份。
改性纳米二氧化硅和改性空心玻璃微珠的制备方法如下：将硅烷偶联剂KH540和去离子水按1：10混合并搅拌均匀，得到混合液；按固液比1：5g/ml将纳米二氧化硅及空心玻璃微珠加入至混合液中，搅拌35min后，得到改性纳米二氧化硅和改性空心玻璃微珠；纳米二氧化硅和空心玻璃微珠按质量比1：2加入混合液中。
改性粘结剂制备方法如下，S1：将酚醛树脂、环己酮、改性纳米二氧化硅、改性空心玻璃微珠和六亚甲基四胺放入电热搅拌器中，在40℃下搅拌1h，得到混料；S2：将混料按5℃/min的速度升温至95℃，冷却后得到改性粘结剂。
上述绝热性岩棉材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将玄武岩、白云石、尾矿矿渣和焦炭送入破碎机中破碎，将破碎后的物料与粉煤灰混合，得到混合料，将混合料预热至300℃；
(2)将预热后的混合料放入冲天炉中在1800℃下熔融，得到熔融料；
(3)将熔融料进行离心，在离心过程中拉丝成纤维，向纤维中喷洒改性粘结剂，改性粘结剂的喷入量为熔融料的总重量的10％，得到絮状纤维棉，即为绝热性岩棉材料。
实施例3
一种绝热性岩棉材料，包括岩棉组分和改性粘结剂，岩棉组分包括以下重量份原料：玄武岩150份、白云石140份、尾矿矿渣350份、焦炭70份、粉煤灰80份。
改性粘结剂包括以下重量份原料：酚醛树脂65份、环己酮12份、改性纳米二氧化硅7份、改性空心玻璃微珠12份、六亚甲基四胺4份。
改性纳米二氧化硅和改性空心玻璃微珠的制备方法如下：将硅烷偶联剂KH540和去离子水按1：10混合并搅拌均匀，得到混合液；按固液比1：5g/ml将纳米二氧化硅及空心玻璃微珠加入至混合液中，搅拌40min后，得到改性纳米二氧化硅和改性空心玻璃微珠；纳米二氧化硅和空心玻璃微珠按质量比1：2加入混合液中。
改性粘结剂制备方法如下，S1：将酚醛树脂、环己酮、改性纳米二氧化硅、改性空心玻璃微珠和六亚甲基四胺放入电热搅拌器中，在45℃下搅拌0.8h，得到混料；S2：将混料按5℃/min的速度升温至90℃，冷却后得到改性粘结剂。
上述绝热性岩棉材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将玄武岩、白云石、尾矿矿渣和焦炭送入破碎机中破碎，将破碎后的物料与粉煤灰混合，得到混合料，将混合料预热至350℃；
(2)将预热后的混合料放入冲天炉中在2000℃下熔融，得到熔融料；
(3)将熔融料进行离心，在离心过程中拉丝成纤维，向纤维中喷洒改性粘结剂，改性粘结剂的喷入量为熔融料的总重量的10％，得到絮状纤维棉，即为绝热性岩棉材料。
实施例4
一种绝热性岩棉材料，包括岩棉组分和改性粘结剂，岩棉组分包括以下重量份原料：玄武岩150份、白云石140份、尾矿矿渣350份、焦炭70份、粉煤灰80份。
改性粘结剂包括以下重量份原料：酚醛树脂70份、环己酮12份、改性纳米二氧化硅8份、改性空心玻璃微珠14份、六亚甲基四胺4份。
改性纳米二氧化硅和改性空心玻璃微珠的制备方法如下：将硅烷偶联剂KH570和去离子水按1：10混合并搅拌均匀，得到混合液；按固液比1：5g/ml将纳米二氧化硅及空心玻璃微珠加入至混合液中，搅拌40min后，得到改性纳米二氧化硅和改性空心玻璃微珠；纳米二氧化硅和空心玻璃微珠按质量比1：2加入混合液中。
改性粘结剂制备方法如下，S1：将酚醛树脂、环己酮、改性纳米二氧化硅、改性空心玻璃微珠和六亚甲基四胺放入电热搅拌器中，在45℃下搅拌1.5h，得到混料；S2：将混料按5℃/min的速度升温至95℃，冷却后得到改性粘结剂。
上述绝热性岩棉材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将玄武岩、白云石、尾矿矿渣和焦炭送入破碎机中破碎，将破碎后的物料与粉煤灰混合，得到混合料，将混合料预热至400℃；
(2)将预热后的混合料放入冲天炉中在2200℃下熔融，得到熔融料；
(3)将熔融料进行离心，在离心过程中拉丝成纤维，向纤维中喷洒改性粘结剂，改性粘结剂的喷入量为熔融料的总重量的12％，得到絮状纤维棉，即为绝热性岩棉材料。
对比例1
在实施例3的基础上，将改性粘结剂换成2123酚醛树脂粘结剂，其余保持不变。
性能检测
试验方法：将实施例1-4和对比例1中的得到的绝热性岩棉材料经集棉机形成薄的棉毡，棉毡经摆锤机堆叠形成多层折叠的均匀棉毡后送至打褶机将棉毡打褶，得到打褶后的棉毡，经加压机加压后送至固化炉固化，得到岩棉产品，对上述5种类岩棉产品进行性能检测。
其中，压缩强度测试：采用GB/T 13480-1992；垂直于面抗拉强度测定：采用GB/T30804；吸水性测试：采用GB/T 5486-2008。具体检测结果如表1所示。
表1性能检测
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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