用于矿棉的组合物制造技术

本发明专利技术的目的是矿棉，其玻璃纤维具有基本无氧化硼的化学组成，它们含有在下面限定的以重量百分数表示的范围内的下述组分：ＳｉＯ↓［２］６０－７５、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］　０－４、Ｎａ↓［２］Ｏ　１７－２２、ＣａＯ　５－１５、Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］０－２、Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］　０－３。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于矿棉的组合物本专利技术涉及在生理学介质中具有高溶解速度的矿棉(laines min6mles)的
更具体地，本专利技术涉及易于制成玻璃棉的新玻璃 组合物，该玻璃棉用于隔热和/或隔音或无土壤培养基材(substrats de culture hors sol)。矿棉(玻璃棉或岩棉)的特征在于不连续纤维的混杂，这样将其矿棉 与一般用于增强有机或无机材料(例如水泥)的连续纤维区别开来。釆用 不同的纤维化方法，例如内离心法(利用高速旋转并被穿孔的离心机(旋 转器))或外离心法(使用高速旋转的实心转子，在其外表面上喷射熔融 玻璃)，或热气体或火焰衰减法，可以得到这种特定结构，其是产生绝缘 性能的原因。当这些矿棉纤维符合一定直径和/或长度几何标准时，它们可以被吸 入有机体中，特别地吸入肺中，有时直到肺泡。为了避免发生与纤维在 有机体内可能积累相关的任何致病危险，显然必需注意这些纤维具有低生物残留性，即能够容易快速从有机体中除去。这些纤维的化学组 成是影响这种从有机体中快速被除去的能力的主要参数，因为它对纤维 在生理学介质中的溶解速度起到重要的作用。因此，在现有技术中已经 配制与描述了在生理学介质中有高溶解速度的(生物可溶的)无机纤维。然而，主要的困难是增加纤维在生理学介质中的溶解速度，同时保 持工业可行性，并且特别地保持良好的进行纤维化能力以及良好的成品 使用性能。在这些影响工业可行性的性能中，主要是粘度与反玻璃化性 能(液相线温度与结晶速度)。最重要的使用性能是机械强度(主要是杨氏 模量或弹性模量与韧性)、耐高温性与耐湿性或耐水解性。这后一点是特 别关键的和难处理的，因为耐水解性和生物溶解度(biosolubilit6)两个标 准在许多方面是矛盾的，因为所有这两点与其在大多数含水介质中溶解 能力相关。玻璃棉组合物通常含有含量约4-6%的氧化硼。氧化硼事实上是一 种有利于矿棉许多性能的元素。特别地，它相当足够地提高了纤维的生 物溶解度，能够通过其降低高温粘度和液相线温度的作用而改进玻璃熔化和纤维化性能，以及通过减少纤维导热性的辐射组分改善矿棉隔热性 能。不过，氧化硼不是没有缺陷，特别地因其高挥发性与其高成本。待 纤维化玻璃在火焰炉中熔化时，这些硼挥发物使得必需预备减少烟污染 的设备。另外，已证明在安装了由耐高温陶瓷材料片叠层构成的热回收 器或交流换热器的炉中，这些硼挥发物腐蚀这些陶瓷材料片，因此需要 更频繁地更换。因此，本专利技术的目的是提出新的玻璃组合物，它们可以在火焰炉中 熔化而不需要减少烟污染的设备，不会造成热回收器或交流换热器寿命度与令人满意的耐水解性以及良好进行纤维化的能力的矿棉。本专利技术的目的是矿棉，其玻璃纤维具有基本无氧化硼的化学组成，并含有在下面限定的以重量百分数表示的范围内的下述组分 Si02 60-75 A1203 0-4 Na20 17-22 CaO 5-15 Fe203 0-2 P205 0-3在本专利技术的意义上的基本无氧化硼应该理解是，这些组合物可 以含有少量氧化硼作为杂质。特别地可以是由某些原料带入的杂质，例 如纤维废料。 一般而言，本专利技术的矿棉组合物含有0.5%以下的氧化硼， 优选地0.3%以下，还更优选地不含有用在矿棉
中通常采用的分 析技术可检测到量的氧化硼。二氧化硅(Si02)是玻璃网络的形成氧化物，并且对玻璃热稳定性与 化学稳定性都起到基本的作用。在前面定义的限值的范围内，二氧化硅 百分数小于60%导致粘度过低、在纤维化步骤期间反玻璃化(即结晶)能 力过高以及耐水解性减小。相反地，高于75%的过高含量引起过高的粘 度，并因此在玻璃熔化与纤维化阶段造成很多困难。因为这种氧化物显 示出有害于生物溶解度，对二氧化硅含量也要加以限制。因此，二氧化 硅含量有利地大于或等于62%，甚至63%,并甚至64%，和/或小于或 等于68%,甚至67%,并甚至66%或65%。氧化铝(八1203)在本专利技术的范围内起到特别重要的作用。作为网络形 成元素，这种氧化物对热稳定性和机械强度起到极重要的作用。考虑到 它对耐水解性的有利影响与它对该玻璃粘度与生物溶解度的有害影响，其含量优选地小于或等于3%,甚至2.5%或甚至2%或1.5%和/或大于或 等于0.5%。有利地，对二氧化硅和氧化铝(Si02+Al203)含量之和加以限制，以 便保证良好的耐水解性、低粘度和高生物溶解度。Si02+Al203之和因此 优选地小于或等于70%,甚至69%,并甚至68%或67%,还或66%。这些碱金属氧化物，特别地氧化钠(Na20)起玻璃网络的改性剂 (modificateur)的作用，即它们通过打断在这些网络形成元素之间形成的 某些共价键而插入该玻璃结构中。它们在本专利技术中的作用如氧化铝一样 是多方面的。氧化钠具有稀释剂的作用，因此能够降低该玻璃粘度，于 是有利于成形，过高的纤维化温度极大地减少纤维化构件的寿命。由于 这个原因，氧化钠含量不应该小于17%，而有利地大于或等于17.5%， 甚至18%或18.5%,并甚至19%。不过其作用不利于耐水解性，而其含 量因此应该小于或等于22%,优选地小于或等于21%,甚至20%。然而 得到的玻璃具有合适的耐水解性，考虑到其非常高含量碱金属氧化物， 特别是氧化钠，它是特别令人惊奇和出乎意料的。氧化钾也可以被加到 本专利技术的矿棉组合物中，大多数时间为杂质形式， 一般而言其含量小于 或等于2重量％,甚至1%。碱土金属氧化物，主要CaO和MgO,也起玻璃网络改性剂的作用。 它们的存在对生物溶解度和耐水解性性能是有利的(对于该后 一 个性能， 与氧化钠相比)。氧化钙(CaO)有利地能够降低该玻璃在高温下的粘度， 并因此改进熔化，但高含量导致抗反玻璃化性变差。CaO含量因此优选 地大于或等于6%,甚至7%,甚至8%或8.5%和/或小于或等于13%，甚 至12%或甚至11%。可以添加氧化镁(MgO),其含量大于或等于1%， 甚至2%。考虑其对该玻璃的反玻璃化的有害影响，MgO含量优选地小 于或等于5%,甚至4%,和甚至3%。由Na20含量与CaO含量之间的比率所定义的比R(R=Na20/CaO) 优选地大于或等于2，甚至2.1,并甚至2.2。这是因为本专利技术人发现该 比率通过有利于或不利于结晶成失透石而不是结晶成硅灰石而严重地 影响液相线温度。因此大于或等于2的R能够得到一种玻璃，该玻璃液相线温度低，特别地低于1000。C,甚至低于950。C。因此这些玻璃可以 在低温度下进行纤维化，因此制约了纤维化构件老化与能量成本。氧化铁(Fe203)的含量因其对该玻璃着色、对玻璃反玻璃化性能和对 纤维的生物溶解度的负作用而被限制在小于或等于3%，优选地2%,甚 至1%。该氧化铁优选地只是以杂质形式存在， 一般而言其含量小于或 等于0.5%，甚至0.2%。有利地可以使用氧化磷(？205),尤其由于其对生物溶解度的有利作 用。然而有利地其含量被限制在2%，甚至1.5%。考虑到其成本与它对 该玻璃粘度的负面影响，本专利技术的玻璃优选地不含有氧化磷，除来自原 料的不可避免的微量磷氧化物之外。本专利技术矿棉组合物优选地是这样的，Si02+2A1203-2P205的数量 小于或等于68%，在这种情况下这些含量是以摩本文档来自技高网...

【技术保护点】
矿棉，其玻璃纤维具有基本无氧化硼的化学组成，并含有在下面限定的以重量百分数表示的范围中的下述组分：　ＳｉＯ↓［２］　６０－７５　Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］　０－４　Ｎａ↓［２］Ｏ　１７－２２　ＣａＯ　５－１５Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］　０－２　Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］　０－３。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2006-9-13 06537171.矿棉，其玻璃纤维具有基本无氧化硼的化学组成，并含有在下面限定的以重量百分数表示的范围中的下述组分SiO2 60-75Al2O30-4Na2O 17-22CaO 5-15Fe2O30-2P2O5 0-3。2. 根据权利要求1所述的矿棉，其中其纤维的化学组成还含有在下 面限定的以重量百分数表示的范围内的下述组分MgO 0國5 SrO 0画6 。3. 根据上述权利要求中任一项权利要求所述的矿棉，其中二氧化硅 (Si02)含量大于或等于62%,特别地63%或64%和/或小于或等于68%, 特别地67%,优选地66%或65%。4. 根据上述权利要求中任一项权利要求所述的矿棉，其中氧化铝 (八1203)含量小于或等于3%,特别地2.5%,优选地2%或1.5%和/或大于 或等于0.5%。5. 根据上述权利要求中任一项权利要求所述的矿棉，其中二氧化硅 和氧化铝(Si02+Al203)含量之和小于或等于70%,特别地69%或68%, 优选地67%或66%。6. 根据上述权利要求中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：E勒科姆特，Y勒弗雷尔，
申请(专利权)人：圣戈班伊索福公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]