[發(fā)明專利]一種改性礦物纖維棉及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810932362.2
• 申請(qǐng)日: 2018-08-16
• 公開（公告）號(hào): CN108947276B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 遲國平;遲梅君;王景洲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北新時(shí)基業(yè)防火保溫材料制造有限公司
• 主分類號(hào): C03C25/50
• 分類號(hào): C03C25/50;C03C25/40;C03C25/255;C03C25/25;C03B37/04;C09K3/14
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明公開了一種改性礦物纖維棉及其制備方法，具體制備工藝如下：在80～130℃下，將礦物棉的表面依次化學(xué)涂覆硅烷偶聯(lián)劑、物理涂覆礦物油乳化劑和雙(β?羥乙基)椰油胺，得到本發(fā)明的改性礦物纖維棉。本發(fā)明改性礦物纖維棉的憎水性好，吸濕率小于0.2％，同時(shí)其噴吹后自然堆積密度小于45Kg/m³，可將其應(yīng)用于建筑物夾縫或者頂棚等部位，其隔熱、防水效果好。也可將其經(jīng)過物理除渣后，添加于密封材料和耐磨擦材料中，其制品密封性能和耐磨性能好，滿足市場(chǎng)需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種礦物纖維棉。具體地說是一種改性礦物纖維棉的制備方法。

背景技術(shù)

礦物纖維棉是采用天然礦石或高爐礦渣為原料，經(jīng)高溫熔解和離心成纖后制得。礦物纖維棉具有隔熱、防火、吸聲等優(yōu)異性能，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)民用建筑填充以及密封和摩擦材料領(lǐng)域。

對(duì)于建筑方面的應(yīng)用，可采用噴吹技術(shù)將礦物纖維棉吹填到夾縫、隔層結(jié)構(gòu)中以達(dá)到建筑的防火保溫功能。而傳統(tǒng)工藝制備的礦物纖維棉因其填充密度較大，防水和隔熱效果不佳，并且容易塌落，往往導(dǎo)致防火保溫功能的喪失。

對(duì)于礦物纖維在密封和磨擦材料中的應(yīng)用，隨著石棉的禁用，礦物纖維越來越受人們的關(guān)注，而傳統(tǒng)工藝制備的礦物纖維在用于摩擦和密封材料中時(shí)不能很好的分散，與橡膠及樹脂的親和性較差，造成礦物纖維在該領(lǐng)域中的應(yīng)用存在較大的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供了一種效果好、噴吹后自然堆積密度低的改性礦物纖維棉。本發(fā)明的另一目的是提供了該改性礦物纖維棉的制備方法及其應(yīng)用。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明將礦物棉表面噴灑一定量的硅烷偶聯(lián)劑和礦物油乳液，使礦物棉表面的羥基與硅烷偶聯(lián)劑中的硅烷氧基相結(jié)合，使礦物纖維棉憎水性提高，機(jī)理如下所示：

(1)硅烷偶聯(lián)劑RSiX3水解

RSiX₃+3H₂O→RSi(OH)₃+3HX

(2)水解后的硅烷偶聯(lián)劑(即硅醇)與礦物纖維棉R'OH反應(yīng)

R'OH+RSi(OH)₃→RSi(OR')₃

硅烷偶聯(lián)劑水解形成硅醇，然后硅醇與礦物棉表面的羥基反應(yīng)，形成較強(qiáng)的氫鍵作用力，同時(shí)各分子的硅醇又相互篩合形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的膜覆蓋在礦物纖維顆粒表面，使纖維表面有機(jī)化。

然后經(jīng)乳化礦物油的噴覆，使礦物棉表面進(jìn)一步憎水，同時(shí)使礦物棉更蓬松，最后再涂覆一定量的雙(β-羥乙基)椰油胺，提高了礦物纖維的支撐強(qiáng)度，進(jìn)一步降低了礦物棉噴吹自然堆積密度，且不易塌落。

本發(fā)明的改性礦物纖維棉憎水性強(qiáng)，噴吹后自然堆積密度低，具有非常低的導(dǎo)熱系數(shù)，將其采用噴吹方式填充在夾縫、隔層等建筑結(jié)構(gòu)中具有非常好的防火保溫效果，同時(shí)不吸水、不吸濕、不霉變、不塌落，耐酸耐堿，耐久性強(qiáng)。

另外，利用本發(fā)明得到的改性礦物纖維經(jīng)物理除渣后，可以代替石棉用于密封材料和摩擦材料中。未改性的礦物纖維因其表面帶有負(fù)電荷，纖維極易自身纏繞結(jié)團(tuán)，難以分散，這大大限制了礦物纖維在摩擦密封領(lǐng)域中的應(yīng)用。而本發(fā)明得到的礦物纖維，經(jīng)過硅烷改性，纖維表面的極性改變，纖維不易纏繞結(jié)團(tuán)，同時(shí)由原來的親水性變成了憎水親油，與樹脂或橡膠等有機(jī)物能夠牢固地結(jié)合，從而顯著改善和提高了摩擦密封制品的強(qiáng)度等綜合性能。

本發(fā)明提供了一種改性礦物纖維棉，所述改性礦物纖維棉是將礦物棉表面依次涂覆有硅烷偶聯(lián)劑、礦物油和雙(β-羥乙基)椰油胺，且改性礦物纖維棉的憎水性好，吸濕率小于0.2％，噴吹后自然堆積密度小于45Kg/m³。

本發(fā)明所述礦物棉包括巖棉及礦渣棉，其生產(chǎn)原料及產(chǎn)品參數(shù)如表1所示。