[發(fā)明專利]規(guī)模化生產(chǎn)玻璃棉的玻璃棉粉料及生產(chǎn)方法和玻璃棉

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710180500.1
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN106892568B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧春生;蘭強(qiáng);陳春;王小強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 成都瀚江新材科技股份有限公司
• 主分類號: C03C12/00
• 分類號: C03C12/00;C03C6/02;C03B37/04
• 代理公司: 四川省成都市天策商標(biāo)專利事務(wù)所 51213
• 代理人: 李靜云

本發(fā)明公開了一種規(guī)模化生產(chǎn)玻璃棉的玻璃棉粉料及生產(chǎn)方法和玻璃棉，玻璃棉粉料包括下述質(zhì)量份的組分：廢玻璃75～85份；五水硼砂5～10份；純堿1～3份；白云石1～3份；鉀長石1～3份；碳酸鉀1～2份；硝酸鈉0.5～1.5份；食鹽0.3～1份；硫酸鈉0.5～1份。生產(chǎn)成本低，資源綜合利用，利于環(huán)保：主要原料為廢玻璃，成本低，從而大幅度降低了玻璃棉的價(jià)格，提升其產(chǎn)品競爭力，同時(shí)處理了大量的廢玻璃，有益于環(huán)保；玻璃棉的壓縮回彈率≥96.1％；玻璃棉的纖維平均直徑為3.5μm；含水量≤0.3％；導(dǎo)熱系數(shù)≤0.032W/(m·K)；質(zhì)量損失率≤4.8％，爐內(nèi)溫升≤3℃，持續(xù)火焰時(shí)間為0s。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種規(guī)模化生產(chǎn)玻璃棉的玻璃棉粉料，以及玻璃棉的生產(chǎn)方法和玻璃棉。

背景技術(shù)

受產(chǎn)品特性及成本等因素影響，玻璃棉對玻璃液的要求遠(yuǎn)不如平板玻璃。在行業(yè)內(nèi)，為了提高窯爐的熔化率，降低成本，粉料配方中一般加入60％以上的廢玻璃。玻璃液經(jīng)過離心機(jī)高速旋轉(zhuǎn)拉絲形成直徑8μm以下的玻璃纖維，規(guī)模化生產(chǎn)的離心玻璃纖維制品，纖維的韌性不足，纖維發(fā)脆，玻璃棉回彈不足，粉塵率偏高。

隨著社會的發(fā)展，玻璃棉的應(yīng)用范圍從傳統(tǒng)的建筑領(lǐng)域迅速拓寬到航空、航天、家電、汽車等領(lǐng)域。大部分企業(yè)既要依靠大量生產(chǎn)傳統(tǒng)的中低端產(chǎn)品維持企業(yè)的生存也要生產(chǎn)高精尖產(chǎn)品以提高企業(yè)的核心競爭力，因此纖維韌性不足、發(fā)脆、回彈不足、粉塵率高等問題急需解決。

具體的主要需要考慮以下幾個(gè)問題：

1、如圖1所示的三相圖，當(dāng)玻璃成分位于相圖中的相界線上，特別是在低共熔點(diǎn)處時(shí)，因系統(tǒng)要析出兩種以上的晶體，在初期形成晶核結(jié)構(gòu)時(shí)相互產(chǎn)生干擾，從而降低玻璃的析晶傾向，難以析晶。因此從降低熔制溫度和防止析晶的角度出發(fā)，玻璃成分應(yīng)當(dāng)選擇在相界線或共熔點(diǎn)附近。

2、排出氣泡，避免玻璃纖維存在氣泡的缺陷。在液相形成之前釋放的氣體可以經(jīng)松散的配合料層排出，配合料堆的表面積愈大(薄層投料法)，該氣體在窯爐中的分壓愈小，氣體愈容易排出。除此之外有以下方法：a、降低玻璃液的黏度；b、使氣泡的體積增大加速上升，漂浮于玻璃液表面，而后破裂消失；c、使小氣泡的氣體組分溶解于玻璃液中，氣泡被吸收而消失。

3、降低玻璃液的黏度，除提升熔制溫度外，適當(dāng)加入澄清劑與添加劑。

傳統(tǒng)玻璃棉粉料配方中，除了一定劑量的長石、硼砂、白云石、純堿以外，通常加入大量廢玻璃。雖然能夠降低粉料單位成本，提升熔化率。但是存在以下缺陷：

1、加入大量廢玻璃最直接的影響是廢玻璃的化學(xué)成分不穩(wěn)定，其主要化學(xué)成分：SiO₂72.5％、CaO9.53％、MgO4.28％、Al₂O₃0.7％、(Na₂O和K₂O)11.8％，不同的玻璃有一定的波動(dòng)，對配料熔制過程中熔化、澄清、均化產(chǎn)生極大影響；

2、堿金屬氧化物含量偏低，堿金屬氧化物能夠提供游離氧使玻璃結(jié)構(gòu)中O/Si比值增加，發(fā)生斷鍵，從而降低玻璃的黏度，使玻璃易于熔融，是良好的助溶劑；

3、堿土金屬氧化物含量偏高，以氧化鈣為例，Ca²⁺有極化橋氧和減弱硅氧鍵的作用，這可能是它降低玻璃液高溫黏度的原因之一。但玻璃中氧化鈣含量過多，一般使玻璃的料性變短，脆性增大，這與Ca²⁺對結(jié)構(gòu)的積聚作用有關(guān)，料性變短直接導(dǎo)致玻璃液經(jīng)離心機(jī)拉絲成形的過程中，無法很好的控制玻璃纖維的直徑以及長度，對后續(xù)的玻璃棉制品的產(chǎn)品性能產(chǎn)生極大影響。

4、配合料的分解、部分組分的揮發(fā)、氧化物的氧化還原反應(yīng)、玻璃與氣體介質(zhì)及耐火材料的相互作用等原因都會產(chǎn)生大量氣體，這些氣體會形成無數(shù)的氣泡。而大多數(shù)玻璃棉企業(yè)最常用的方法是采取升高溫度降低黏度加速澄清企圖達(dá)到排除氣泡的作用，但是效果十分微小。

發(fā)明內(nèi)容