一种高强度岩棉材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高强度岩棉材料及其制备方法。岩棉材料，由多层岩棉纤维层堆积后经压制得到的；其中，还包括叠置在多层岩棉纤维中的增强岩棉复合纤维层，增强岩棉复合纤维层包括由具有碳纤维纱线芯的岩棉纤维纱线构成的增强网，所述岩棉纤维纱线是通过将碳纤维纱线浸渍岩棉纤维熔浆后制备得到的。本发明专利技术的高强度岩棉材料通过在多层岩棉纤维层中叠置增强岩棉复合纤维层，增加了岩棉材料的机械强度，各性能指标也均达到国家标准。制备方法采用现有压制工艺即可，简单，并优选设计了专用浸渍包覆装置，使得制备过程更简易，工业化程度高，生产效率高。本发明专利技术的高强度岩棉材料可直接用于外墙保温，保温效果好。

High strength rock wool material and preparation method thereof

The invention provides a high strength rock wool material and a preparation method thereof. Rock wool materials, rock wool fiber layer by stacking multilayer after pressing to obtain; which also includes laminated composite rock wool fiber reinforced layer in a multi-layer wool fiber, reinforced composite rock wool fiber net layer comprises a rock wool yarn with carbon fiber yarn core, the wool fiber yarn by carbon fiber the yarn impregnated wool fiber slurry prepared after. The high strength rock wool material of the invention adds the reinforced rock wool composite fiber layer in the multi-layer rock wool fiber layer, increases the mechanical strength of the rock wool material, and each performance index meets the national standard. The preparation method adopts the existing pressing process, and simply and preferably designs a special dipping and coating device, so that the preparation process is simpler, the industrialization degree is high, and the production efficiency is high. The high-strength rock wool material of the invention can be directly applied to the external wall insulation and has good heat preservation effect.

【技术实现步骤摘要】
一种高强度岩棉材料及其制备方法
本专利技术涉及岩棉材料
，尤其涉及一种高强度岩棉材料及其制备方法。
技术介绍
岩棉材料是将包括天然岩石的原料制成的岩棉纤维堆积成的岩棉材料经过三维压棉机压制得到的。经三维压棉机压制得到的岩棉材料再经过后续的切割处理得到所需形状的岩棉型材。岩棉制品用途广泛，适用于建筑、石油、电力、冶金、纺织、国防、交通运输等行业。但是该岩棉型材由于抗拉强度太低，易收缩和开裂，用于外墙系统会渗漏甚至脱落。在用于管道贮罐、锅炉、烟道、热交换器、风机、车船等工业设备的隔热隔声应用时，也无法直接包裹于设备外部，仍需要外加防护层。而且，在外加防护层的后续加工过程中，由于现有岩棉材料的强度低、易开裂等问题的存在，导致后续加工过程需小心谨慎，否则会造成岩棉材料的破坏，导致加工效率低，增加生产成本。
技术实现思路
针对现有技术的上述缺陷和问题，本专利技术的目的是提供一种高强度岩棉材料及其制备方法。解决现有岩棉材料的强度低，不能直接应用的技术问题。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术的一种高强度岩棉材料，由多层岩棉纤维层堆积后经压制得到的；其中，还包括增强岩棉复合纤维层，所述增强岩棉复合纤维层叠置在多层岩棉纤维中；其中，所述增强岩棉复合纤维层包括由具有碳纤维纱线芯的岩棉纤维纱线构成的增强网，所述岩棉纤维纱线是通过将碳纤维纱线浸渍岩棉纤维熔浆后制备得到的。一种优选的技术方案是，所述高强度岩棉材料是由包括岩棉纤维层和增强岩棉复合纤维层交替叠置的多层纤维预制体经压制得到的；且所述多层纤维预制体的上表面层和下表面层为岩棉纤维层。一种优选的技术方案是，所述增强岩棉复合纤维层还包括至少一层竖向岩棉纤维过渡连接层，所述至少一层竖向岩棉纤维过渡连接层设置在所述增强网的上表面和/或下表面上；其中，所述竖向岩棉纤维过渡连接层是指纤维丝沿竖直放置排布的；与岩棉纤维层的沿水平方向排布的纤维丝相交叉。增加岩棉材料的整体性，在使用中不分层，不开裂。优选地，交叉的角度不限定，优选为90°。一种优选的技术方案是，在将碳纤维纱线浸渍岩棉纤维熔浆前，对碳纤维纱线的表面进行喷砂毛化处理。提高了两者的结合强度，不会出现岩棉纤维壳体剥落的现象。一种优选的技术方案是，所述增强网为由具有碳纤维纱线芯的岩棉纤维纱线编织构成的三维立体网；网眼为六角柱状体。增加岩棉材料的机械强度的同时，增加了耐揉折性。一种优选的技术方案是，所述岩棉纤维层是将岩棉纤维熔浆在离心抛甩及空气冷却作用下凝结成丝状的纤维丝，并鼓风成型得到的；其中，按重量份，所述岩棉纤维熔浆是由包括玄武岩40～50份、粉煤灰20～30份、石灰石5～10份、辉长岩5～10份、矿渣5～8份、铁矿石5～8份、硅灰土5～6份、焦炭5～6份和高岭土5～6份的原料混合物熔融得到的。增加了熔浆的粘性，能够提高压制成型得到的岩棉材料的压合强度，防止开裂。尤其是高岭土的加入，起到主要的增加熔浆粘性的作用。优选地，按重量份，所述岩棉纤维熔浆是由包括玄武岩45份、粉煤灰25份、石灰石8份、辉长岩8份、矿渣6份、铁矿石6份、硅灰土6份、焦炭6份和高岭土5份的原料混合物熔融得到的。本专利技术的一种高强度岩棉材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一、制备增强岩棉复合纤维层：在惰性气体氛围下，将碳纤维纱线浸渍穿过岩棉纤维熔浆，在碳纤维纱线表面包覆熔浆，经冷却降温，得到具有碳纤维纱线芯的岩棉纤维纱线；然后将具有碳纤维纱线芯的岩棉纤维纱线编织，得到增强网；进而得到包括该增强网的增强岩棉复合纤维层；步骤二、按岩棉纤维层和增强岩棉复合纤维层交替叠置的方式，并控制上表面层和下表面层为岩棉纤维层，得到多层纤维预制体；步骤三、采用三维压棉机，将多层纤维预制体压制，即得高强度岩棉材料。一种优选的技术方案是，步骤一中，提供了一种浸渍包覆装置，包括牵引辊、被动辊、导向辊组、冷却隧道和浸渍罐，所述牵引辊与被动辊固定设置在所述浸渍罐的两侧，所述导向辊组排布在牵引辊与被动辊之间，使碳纤维纱线的自由端由被动辊引出并绕设在导向辊组和牵引辊上后，碳纤维纱线经过浸渍罐内；所述冷却隧道设置在碳纤维纱线穿出浸渍罐后至牵引辊之间的运行线路上，对碳纤维纱线外包裹的岩棉纤维熔浆进行冷却成型；在牵引辊的牵引下，碳纤维纱线从浸渍罐中的岩棉纤维熔浆内穿过，经冷却隧道冷却后，成型，然后缠绕至牵引辊上，得到具有碳纤维纱线芯的岩棉纤维纱线。优选地，所述浸渍罐设计为封闭式，在顶面或者侧面上开设小孔以供碳纤维纱线导入和导出；并开设进气口，将惰性气体由该进气口喷入；并将冷却隧道内的冷风采用惰性气体冷风。优选地，所述导向辊组包括至少3个导向辊，在浸渍罐的一侧边沿上固定一个导向辊，记为导入导向辊；在浸渍罐的相对另一侧边沿上固定一个导向辊，记为导出导向辊；在浸渍罐的底壁上固定至少一个导向辊，记为转向导向辊；其余导向辊固定设置在碳纤维纱线的运行线路上，记为矫正导向辊；所述冷却隧道设置在所述转向导向辊与所述导出导向辊之间的穿出岩棉纤维熔浆后的碳纤维纱线的运行路径上；且所述冷却隧道内设置多个冷风出口，所述冷风出口的朝向为沿碳纤维纱线运行方向。一种优选的技术方案是，步骤一中，所述浸渍包覆装置还包括喷砂毛化结构单元，所述喷砂毛化结构单元包括喷砂毛化腔和喷砂枪，所述喷砂枪的喷头设置在所述毛化腔内；所述喷砂毛化腔的腔体位于所述浸渍包覆装置的被动辊与浸渍罐之间的碳纤维纱线的运行线路上。一种优选的技术方案是，步骤一中，将碳纤维纱线浸渍穿过岩棉纤维熔浆，保持岩棉纤维熔浆的温度在1000～1200℃。熔融状态下的粘性更佳。本专利技术的高强度岩棉材料通过在多层岩棉纤维层中叠置增强岩棉复合纤维层，增加了岩棉材料的机械强度，本专利技术的高强度岩棉材料的抗拉强度大于180kPa，压缩强度大于100kPa，密度为125～140kg/m3，导热系数小于等于0.04W/(m·K)等，其它性能指标也均达到国家标准。本专利技术的高强度岩棉材料的制备方法简单，并优选设计了专用浸渍包覆装置，使得制备过程更简易，工业化程度高，生产效率高。本专利技术的高强度岩棉材料可直接用于外墙保温，保温效果好。也可用于管道贮罐、锅炉、烟道、热交换器、风机、车船等工业设备的隔热隔声，而无需外加防护层。在某些需要承重的应用场合下，需要外加防护层时，加工过程中岩棉材料不易破坏，加工效率高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的高强度岩棉材料压制前的一种多层纤维预制体的结构示意图；图2是本专利技术的高强度岩棉材料压制前的一种多层纤维预制体的结构示意图；图3是本专利技术的高强度岩棉材料压制前的一种多层纤维预制体的结构示意图；图4是本专利技术的高强度岩棉材料的制备方法的工艺流程框图；图5是本专利技术的高强度岩棉材料的制备方法中采用的浸渍包覆装置的结构连接示意图；图6是图5中A处的局部放大结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度岩棉材料，由多层岩棉纤维层堆积后经压制得到的；其特征在于：还包括增强岩棉复合纤维层，所述增强岩棉复合纤维层叠置在多层岩棉纤维中；其中，所述增强岩棉复合纤维层包括由具有碳纤维纱线芯的岩棉纤维纱线构成的增强网，所述岩棉纤维纱线是通过将碳纤维纱线浸渍岩棉纤维熔浆后制备得到的。

【技术特征摘要】
1.一种高强度岩棉材料，由多层岩棉纤维层堆积后经压制得到的；其特征在于：还包括增强岩棉复合纤维层，所述增强岩棉复合纤维层叠置在多层岩棉纤维中；其中，所述增强岩棉复合纤维层包括由具有碳纤维纱线芯的岩棉纤维纱线构成的增强网，所述岩棉纤维纱线是通过将碳纤维纱线浸渍岩棉纤维熔浆后制备得到的。2.根据权利要求1所述的一种高强度岩棉材料，其特征在于：所述高强度岩棉材料是由包括岩棉纤维层和增强岩棉复合纤维层交替叠置的多层纤维预制体经压制得到的；且所述多层纤维预制体的上表面层和下表面层为岩棉纤维层。3.根据权利要求2所述的一种高强度岩棉材料，其特征在于：所述增强岩棉复合纤维层还包括至少一层竖向岩棉纤维过渡连接层，所述至少一层竖向岩棉纤维过渡连接层设置在所述增强网的上表面和/或下表面上；其中，所述竖向岩棉纤维过渡连接层是指纤维丝沿竖直放置排布的；与岩棉纤维层的沿水平方向排布的纤维丝相交叉。4.根据权利要求1、2或者3所述的一种高强度岩棉材料，其特征在于：在将碳纤维纱线浸渍岩棉纤维熔浆前，对碳纤维纱线的表面进行喷砂毛化处理。5.根据权利要求1、2或者3所述的一种高强度岩棉材料，其特征在于：所述增强网为由具有碳纤维纱线芯的岩棉纤维纱线编织构成的三维立体网；网眼为六角柱状体。6.根据权利要求1、2或者3所述的一种高强度岩棉材料，其特征在于：所述岩棉纤维层是将岩棉纤维熔浆在离心抛甩及空气冷却作用下凝结成丝状的纤维丝，并鼓风成型得到的；其中，按重量份，所述岩棉纤维熔浆是由包括玄武岩40～50份、粉煤灰20～30份、石灰石5～10份、辉长岩5～10份、矿渣5～8份、铁矿石5～8份、硅灰土5～6份、焦炭5～6份和高岭土5～6份的原料混合物熔融得到的。7.如权利要求1至6中任一项所述的一种高强度岩棉材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、制备增强岩棉复合纤维层：在惰性气体氛围下，将碳纤维纱线浸渍穿过岩棉纤维熔浆，在碳纤维纱线表面包覆熔浆，经冷却降温，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢春竹，顾炜翔，李振瑞，
申请(专利权)人：天长市康美达新型绝热材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34