[發(fā)明專利]一種高強度巖棉材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710110505.7
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106863955A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設計）人: 謝春竹;顧煒翔;李振瑞
• 申請（專利權）人: 天長市康美達新型絕熱材料有限公司
• 主分類號: B32B19/08
• 分類號: B32B19/08;B32B9/00;B32B5/08;B32B37/10;C03B37/00;C03C13/06;B05C3/12
• 代理公司: 北京市金棟律師事務所11425
• 代理人: 高會會

技術領域

本發(fā)明涉及巖棉材料技術領域，尤其涉及一種高強度巖棉材料及其制備方法。

背景技術

巖棉材料是將包括天然巖石的原料制成的巖棉纖維堆積成的巖棉材料經(jīng)過三維壓棉機壓制得到的。經(jīng)三維壓棉機壓制得到的巖棉材料再經(jīng)過后續(xù)的切割處理得到所需形狀的巖棉型材。巖棉制品用途廣泛，適用于建筑、石油、電力、冶金、紡織、國防、交通運輸?shù)刃袠I(yè)。

但是該巖棉型材由于抗拉強度太低，易收縮和開裂，用于外墻系統(tǒng)會滲漏甚至脫落。在用于管道貯罐、鍋爐、煙道、熱交換器、風機、車船等工業(yè)設備的隔熱隔聲應用時，也無法直接包裹于設備外部，仍需要外加防護層。而且，在外加防護層的后續(xù)加工過程中，由于現(xiàn)有巖棉材料的強度低、易開裂等問題的存在，導致后續(xù)加工過程需小心謹慎，否則會造成巖棉材料的破壞，導致加工效率低，增加生產(chǎn)成本。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術的上述缺陷和問題，本發(fā)明的目的是提供一種高強度巖棉材料及其制備方法。解決現(xiàn)有巖棉材料的強度低，不能直接應用的技術問題。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

本發(fā)明的一種高強度巖棉材料，由多層巖棉纖維層堆積后經(jīng)壓制得到的；其中，還包括增強巖棉復合纖維層，所述增強巖棉復合纖維層疊置在多層巖棉纖維中；其中，所述增強巖棉復合纖維層包括由具有碳纖維紗線芯的巖棉纖維紗線構成的增強網(wǎng)，所述巖棉纖維紗線是通過將碳纖維紗線浸漬巖棉纖維熔漿后制備得到的。

一種優(yōu)選的技術方案是，所述高強度巖棉材料是由包括巖棉纖維層和增強巖棉復合纖維層交替疊置的多層纖維預制體經(jīng)壓制得到的；且所述多層纖維預制體的上表面層和下表面層為巖棉纖維層。

一種優(yōu)選的技術方案是，所述增強巖棉復合纖維層還包括至少一層豎向巖棉纖維過渡連接層，所述至少一層豎向巖棉纖維過渡連接層設置在所述增強網(wǎng)的上表面和/或下表面上；其中，所述豎向巖棉纖維過渡連接層是指纖維絲沿豎直放置排布的；與巖棉纖維層的沿水平方向排布的纖維絲相交叉。增加巖棉材料的整體性，在使用中不分層，不開裂。

優(yōu)選地，交叉的角度不限定，優(yōu)選為90°。

一種優(yōu)選的技術方案是，在將碳纖維紗線浸漬巖棉纖維熔漿前，對碳纖維紗線的表面進行噴砂毛化處理。提高了兩者的結合強度，不會出現(xiàn)巖棉纖維殼體剝落的現(xiàn)象。

一種優(yōu)選的技術方案是，所述增強網(wǎng)為由具有碳纖維紗線芯的巖棉纖維紗線編織構成的三維立體網(wǎng)；網(wǎng)眼為六角柱狀體。增加巖棉材料的機械強度的同時，增加了耐揉折性。

一種優(yōu)選的技術方案是，所述巖棉纖維層是將巖棉纖維熔漿在離心拋甩及空氣冷卻作用下凝結成絲狀的纖維絲，并鼓風成型得到的；其中，按重量份，所述巖棉纖維熔漿是由包括玄武巖40～50份、粉煤灰20～30份、石灰石5～10份、輝長巖5～10份、礦渣5～8份、鐵礦石5～8份、硅灰土5～6份、焦炭5～6份和高嶺土5～6份的原料混合物熔融得到的。增加了熔漿的粘性，能夠提高壓制成型得到的巖棉材料的壓合強度，防止開裂。尤其是高嶺土的加入，起到主要的增加熔漿粘性的作用。

優(yōu)選地，按重量份，所述巖棉纖維熔漿是由包括玄武巖45份、粉煤灰25份、石灰石8份、輝長巖8份、礦渣6份、鐵礦石6份、硅灰土6份、焦炭6份和高嶺土5份的原料混合物熔融得到的。

本發(fā)明的一種高強度巖棉材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、制備增強巖棉復合纖維層：在惰性氣體氛圍下，將碳纖維紗線浸漬穿過巖棉纖維熔漿，在碳纖維紗線表面包覆熔漿，經(jīng)冷卻降溫，得到具有碳纖維紗線芯的巖棉纖維紗線；然后將具有碳纖維紗線芯的巖棉纖維紗線編織，得到增強網(wǎng)；進而得到包括該增強網(wǎng)的增強巖棉復合纖維層；

步驟二、按巖棉纖維層和增強巖棉復合纖維層交替疊置的方式，并控制上表面層和下表面層為巖棉纖維層，得到多層纖維預制體；

步驟三、采用三維壓棉機，將多層纖維預制體壓制，即得高強度巖棉材料。

一種優(yōu)選的技術方案是，步驟一中，提供了一種浸漬包覆裝置，包括牽引輥、被動輥、導向輥組、冷卻隧道和浸漬罐，所述牽引輥與被動輥固定設置在所述浸漬罐的兩側，所述導向輥組排布在牽引輥與被動輥之間，使碳纖維紗線的自由端由被動輥引出并繞設在導向輥組和牽引輥上后，碳纖維紗線經(jīng)過浸漬罐內；所述冷卻隧道設置在碳纖維紗線穿出浸漬罐后至牽引輥之間的運行線路上，對碳纖維紗線外包裹的巖棉纖維熔漿進行冷卻成型；在牽引輥的牽引下，碳纖維紗線從浸漬罐中的巖棉纖維熔漿內穿過，經(jīng)冷卻隧道冷卻后，成型，然后纏繞至牽引輥上，得到具有碳纖維紗線芯的巖棉纖維紗線。