CN1544771A - 可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维吸声板及其制法 - Google Patents
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Abstract
一种可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维吸声板及其制法，其特征在于该吸声板主要成分的重量百分组成为：可溶纤维30～60％，无机结合剂10～20％，有机结合剂3～5％，填料10～40％，其他材料3～9％。其制法是可溶纤维为主体材料并造粒，加入配比量的结合剂配浆制浆，经成型、干燥、表面处理切割、压花、精切等工序加工而成。本发明的可溶纤维吸声板，采用与人体体液相溶的可溶纤维为主要原材料，使产品对人体健康的影响降至最低；且除了技术指标等同或优于普通吸声板外，可大幅度提高吸声板的耐火使用温度(可达1000℃)。
Description
技术领域
本发明属于建筑耐火、隔音、装饰材料，具体涉及一种可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维吸声板及其制法。
背景技术
传统建筑吸声板产品，主要以石棉、岩棉、矿渣棉、膨胀珍珠岩、蛭石等原材料为主加入适当比例的粘合剂，经成型、干燥、切割、压花、饰面等工序加工而成。
以上材料生产的吸声板产品存在以下问题：
使用石棉生产的吸声板虽然价格较为便宜，但由于已经证明石棉在生产和使用过程中，产生的粉尘具有对人体致癌作用，已经被限制或停止使用。
使用岩棉、矿渣棉、膨胀珍珠岩、蛭石为主要原材料生产的吸声板产品使用温度仅为450℃-600℃左右，难以达到耐火的要求。
发明内容
本发明的目的是通过采用可溶纤维代替传统的石棉、岩棉、矿渣棉、膨胀珍珠岩、蛭石等材料生产可溶纤维吸声板，由于可溶纤维在人体体液中有足够的溶解度，会缩短纤维在人体内的停留时间，将纤维对人体的损害降至最低，从而使可溶纤维板成为无害于人体的产品。
本发明采用的技术方案是：研制一种可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维吸声板，其特征在于该吸声板主要成分的重量百分组成为：
可溶纤维 30～60％
无机结合剂 10～20％
有机结合剂 3～5％
填料 10～40％
其他材料 3～9％。
上述的可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维吸声板，其中的可溶纤维是可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维，该纤维的重量百分组成为：
SiO2 56～85％
CaO+MgO 11～40％
B2O3 1～2％
Al2O3 0～1％
Fe2O3 0～0.5％
Na2O+K2O 0～0.5％。
上述的无机结合剂是二氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、硅酸钠和/或硫酸铝；上述的有机结合剂是淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、木薯和/或橡子粉；上述的填料是粘土、硅藻土和/或膨胀珍珠岩；
上述的其他材料是加强纤维、防潮剂和防腐剂；其中：加强纤维是植物纤维和/或短切玻璃纤维；防潮剂是固体石蜡和/或松香酸纳；防腐剂是硼酸、五氯酚纳和/或二萘酚。
一种可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维吸声板的制法，其特征是可溶纤维为主体材料并造粒，加入配比量的结合剂配浆制浆，经成型、干燥、表面处理切割、压花、精切等工序加工而成；
工艺流程如下：
(1)纤维造粒：将可溶纤维造粒，粒状棉的粒度为5～20mm，其渣球含量在0～5％；
(2)配浆制浆：将粒状棉及结合剂按所需比例进行混合，搅拌至浆料呈悬浮状，棉浆比在≤10％；
(3)成型：成型在长网机上进行，包括浆料上网、真空吸滤脱水、真空压榨脱水及水针切割部分；
(4)干燥：湿板坯含水率为100～120％，于100～350℃之间干燥50～150分钟；
(5)切割、饰面：机械切割成板坯，刨面机刨平，表面喷涂涂料，
(6)二次干燥：经过表面喷涂的板坯，在100～120℃，干燥1～15min；
(7)压花、机械切割成精确成品尺寸，即得。
本发明可溶纤维吸声板的质量指标如下：
体积密度： 220-600kg/m3
抗弯曲强度： 0.7-1.0MPa
含水率： 0～3％
可燃性： A级不燃
导热系数： 常温 0.035-0.0.042W/m.k
平均吸声系数(125HZ-4000HZ)：0.45-0.7
溶解度： 100-250mg/L
与现有技术比较本发明的优点在于：
1.采用与人体体液相溶的可溶纤维为主要原材料，使产品对人体健康的影响降至最低。
2.可大幅度提高吸声板的耐火使用温度(可达1000℃)，
具体实施方式
实施例1
一、可溶维部分重量配比(kg)：SiO2 85份，CaO+MgO 11份，B2O3 2份，Al2O3 1份，Fe2O3 0.5份，Na2O+K2O 0.5份。
工艺过程 上述原料混合均匀后，在特制的电阻炉(或电弧炉、玻歇炉)中1500～1800℃熔融成液态，利用喷吹法或甩丝法(0.3～0.6Mpa风压)进行纤维生产。
现有电阻炉设立3组电极，由于原料改变，使电阻增大，导电率降低，导致熔化困难，为此对现有电阻炉增加3组电极，成为6组电极，以提高原料的导电率。
本发明生产的可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维，柔软而富有弹性，纤维平均直径1～5μm，纤维长度为30～150mm，渣球含量为5～10％。
本发明所获得纤维，在PH7.3～7.5，温度37±0.5℃的偏碱性溶液中浸泡24h，用原子吸收光谱仪测定，其溶解度为100～250mg/L；而对比的普通陶瓷纤维溶解度为0mg/L。
二、可溶纤维吸声板部分主要成分的重量配比(kg)：
可溶纤维60份，硅酸钠或二氧化硅溶胶20份，淀粉和/或聚乙烯醇5份，硅藻土和/或膨胀珍珠岩10份，其他材料5份。其他材料是加强纤维(植物纤维)；防潮剂(固体石蜡)；防腐剂(硼酸和/或五氯酚纳)
本发明的工艺流程如下：
1、纤维造粒：采用造粒机进行，粒状棉的粒度在10～20mm，其渣球含量在5％；
2、配浆制浆：将粒状棉及结合剂按所需比例进行混合、搅拌，棉浆比10％；
3、成型：在长网机上进行，包括浆料上网、真空吸滤脱水或真空压榨脱水及水针切割部分。经过脱水后的湿板坯，其含水率一般为100～120％。
4、干燥：在100～350℃/50～150min，经过干燥后的制品其含水率在3％以下。
5、切割：切割包括纵切、横切组成，均采用机械切割。
6、刨面：切、横切后的板坯，通过刨面机刨平。
7、表面喷涂：刨面后的板坯，进行表面喷涂机，配制好的涂料(涂料由聚乙烯醇、超细碳酸钙粉、钛白粉、方解石粉、SPA202消泡剂等制成)从涂料储槽由泵定量供给，用喷嘴喷胶。
8、二次干燥：经过表面喷涂的板坯，进入二次干燥炉，干燥温度为100～120℃，干燥时间在1～15min。
9、压花：压花有滚压花、模压花、热压花等几种形式。
10、精切；采用机械切割法将压有花纹的板切割成精确成品尺寸，尺寸一般为300×300；400×400；600×600(mm)。
本发明可溶纤维吸声板的技术指标如下：
体积密度： 220-600kg/m3
抗弯曲强度： 0.7-1.0MPa
含水率： 0～3％
可燃性： A级不燃
导热系数： 常温0.035-0.0.042W/m.k
平均吸声系数(125HZ-4000HZ)：0.45-0.7
溶解度： 100-250mg/L
本发明的可溶纤维吸声板除了技术指标等同或优于普通吸声板外，可大幅度提高吸声板的耐火使用温度(可达1000℃)。
实施例2
一、可溶纤维部分重量配比(kg)：SiO2 56.5份，CaO+MgO 40份，B2O3 2份，Al2O31份，Fe2O3 0.5份；
工艺过程：1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径5～10μm；长度90～250mm；渣球含量5～10％；溶解度100～250mg/L。
二、可溶纤维吸声板部分主要成分的重量配比(kg)：
可溶纤维30份，硅酸钠和/或硫酸铝20份，淀粉和/或羧甲基纤维素3份，硅藻土或膨胀珍珠岩40份，其他材料7份。其他材料是加强纤维(植物纤维和/或短切玻璃纤维)；防潮剂(松香酸纳)；防腐剂(硼酸或五氯酚纳)。
工艺流程：可溶纤维造粒至粒度在5～10mm，渣球含量在0～1％；粒状棉及结合剂按所需比例进行混合、搅拌，棉浆比9％；在长网机上浆料上网成型、真空吸滤脱水、水针切割；含水率100～120％，100～150℃/100～150min，至含水率在2％；机械切割、刨面机刨平；表面喷涂、二次干燥(100～120℃/10～15min。)、压花、精确成所需成品尺寸、包装。
可溶纤维吸声板的质量指标：体积密度220～600kg/m3；抗弯曲强度：0.7～1.0Mpa；含水率：0～3％；可燃性：A级不燃；导热系数：常温0.035-0.042W/m.k；平均吸声系数(125HZ-4000HZ)：0.45～0.7；溶解度：100～250mg/L(同上述可溶纤维的测定方法)；其余同例1。
实施例3
可溶纤维部分重量配比(kg)：SiO2 56份，CaO+MgO 40份，B2O3 2份，Al2O3 1份，Fe2O3 0.5份，Na2O+K2O 0.5份；1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径1～6μm；长度100～250mm；渣球含量5～8％；溶解度190～250mg/L。
可溶纤维吸声板部分主要成分的重量配比(kg)：可溶纤维50份，硅酸钠和/或硫酸铝20份，聚乙烯醇和/或羧甲基纤维素3份，硅藻土和膨胀珍珠岩共24份，其他材料3份。其他材料是加强纤维(植物纤维或短切玻璃纤维)；防潮剂(固体石蜡)；防腐剂(五氯酚纳或五氯酚纳)。
工艺：可溶纤维造粒，粒度在8～15mm，渣球含量在1～2％；粒状棉及结合剂按配量混合、搅拌，棉浆比7.5％；浆料上网成型、真空吸滤脱水、水针切割；含水率100～110％，200～250℃/100～120min，至含水率2％；机械切割、刨面机刨平；表面喷涂、二次干燥(100～120℃/10～15min。)、压花、精确成所需成品尺寸、包装。
可溶纤维吸声板的质量指标：体积密度220～300kg/m3；抗弯曲强度：0.7～1.0Mpa；含水率：0～3％；可燃性：A级不燃；导热系数：常温0.035-0.042W/m.k；平均吸声系数(125HZ-4000HZ)：0.45～0.7；溶解度：100～250mg/L(同上述可溶纤维的测定方法)；其余同例1。
实施例4
可溶纤维(以下简称纤维)部分重量配比(kg)：SiO2 58份，CaO+MgO 40份，B2O31份，Fe2O3 0.5份，Na2O+K2O 0.5份；
1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径6～10μm；长度150～250nm；渣球含量5～14％；溶解度180～250mg/L。
可溶纤维板(以下简称板)部分配比(kg)：可溶纤维60份，硅酸钠和/或二氧化硅溶胶10份，木薯和/或橡子粉5份，硅藻土或膨胀珍珠岩16份，其他材料9份。
其他材料是加强纤维(短切玻璃纤维)；防潮剂(松香酸纳)：防腐剂(硼酸或五氯酚纳)。
工艺：可溶纤维造粒，粒度在10～15mm，渣球含量在2～3％；粒状棉及结合剂按配量混合、搅拌，棉浆比6.5％；浆料上网成型、真空吸滤脱水、水针切割；含水率100～110％，200～250℃/100～120min，至含水率2％；机械切割、刨面机刨平；表面喷涂、二次干燥(100～120℃/10～15min。)、压花、精确成所需成品尺寸、包装。
板的质量指标：体积密度220～300kg/m3；抗弯曲强度：0.7～1.0Mpa；含水率：2.5％；可燃性：A级不燃；导热系数：常温0.035-0.042W/m.k；平均吸声系数(125HZ-4000HZ)：0.45～0.7；溶解度：100～250mg/L(同上述可溶纤维的测定方法)；其余同例1。
实施例5
纤维配比(kg)：SiO2 60份，CaO+MgO 38.5份，B2O3 1份，Na2O+K2O 0.5份；1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径2～5μm；长度30～200mm；渣球含量5～15％；溶解度100～200mg/L。
板配比(kg)：可溶纤维45份，硅酸钠和/或硫酸铝20份，羧甲基纤维素和/或橡子粉5份，粘土和/或硅藻土21份，其他材料9份。
其他材料是加强纤维(短切玻璃纤维)；防潮剂(松香酸纳)；防腐剂(硼酸或五氯酚纳)。
可溶纤维造粒，粒度10～15mm，渣球含量2～3％；粒状棉及结合剂按配量混合、搅拌，棉浆比8.5％；含水率100～110％，200～250℃/100～120min，干至含水率2％；二次干燥100～120℃/10～15min。
板的质量：体积密度550～600kg/m3；抗弯曲强度：0.7～1.0Mpa；含水率：1.5％；可燃性：A级不燃；导热系数：常温0.035-0.042W/m.k；平均吸声系数(125HZ-4000HZ)：0.45～0.7；溶解度：100～250mg/L(同上述可溶纤维的测定方法)；其余同例2。
实施例6
可溶纤维重量配比(kg)：SiO2 70份，CaO+MgO 27.5份，B2O3 2份，Na2O+K2O 0.5份；1500～1900℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径2～5μm；长度90～250mm；渣球含量5～13％；溶解度100～200mg/L。
可溶纤维吸声板部分主要成分的重量配比(kg)：可溶纤维55份，硅酸钠和/或二氧化硅溶胶18份，淀粉和/或聚乙烯醇5份，硅藻土或膨胀珍珠岩13份，其他材料9份。
其他材料是加强纤维(短切玻璃纤维)；防潮剂(松香酸纳)；防腐剂(硼酸或五氯酚纳)。
可溶纤维造粒，粒度15～20mm，渣球含量2.5～3％；棉浆比8.5％；含水率100～110％，200～250℃/100～120min干至含水率1.5％；二次干燥100～120℃/10～15min。
板的质量：体积密度500～550kg/m3；抗弯曲强度：0.7～1.0Mpa；含水率：1.5％；可燃性：A级不燃；导热系数：常温0.035-0.042W/m.k；平均吸声系数(125HZ-4000HZ)：0.45～0.7；溶解度：100～250mg/L(同上述可溶纤维的测定方法)；其余同例1。
实施例7
可溶纤维部分重量配比(kg下同)：SiO2 62份，CaO+MgO 35.5份，B2O3 2份，Fe2O30.5份；1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径4～7μm；长度70～250mm；渣球含量5～8％；溶解度200～250mg/L。
可溶纤维吸声板部分主要成分的重量配比(kg)：可溶纤维45份，二氧化硅溶胶和/或氧化铝溶胶20份，淀粉或聚乙烯醇5份，硅藻土或膨胀珍珠岩27份，其他材料3份。
其他材料是加强纤维(短切玻璃纤维)；防潮剂(固体石蜡和松香酸纳)；防腐剂(硼酸和/或二萘酚)。
可溶纤维造粒，粒度10～15mm，渣球含量3.5～4％；棉浆比5.5％；含水率100～110％，300～350℃/50～100min干至含水率0.5％；二次干燥100～120℃/10～15min。
板的质量：体积密度400～450kg/m3；抗弯曲强度：0.7～1.0Mpa；含水率：0.5％；可燃性：A级不燃；导热系数：常温0.035-0.042W/m.k；平均吸声系数(125HZ-4000HZ)：0.45～0.7；溶解度：100～250mg/L(同上述可溶纤维的测定方法)；其余同例1。
实施例8
可溶纤维重量配比：SiO2 58.5份，CaO+MgO 39.5份，B2O3 1份，Al2O3 0.1份，Fe2O3 0.5份，Na2O+K2O 0.4份；1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径4～8μm；长度30～200mm；渣球含量5～10％；溶解度200～250mg/L。
可溶纤维吸声板部分，主要成分的重量配比(kg)：可溶纤维52份，氧化铝溶胶和/或硅酸钠18份，淀粉和/或羧甲基纤维素4份，硅藻土或粘土23份，其他材料3份。
其他材料是加强纤维(短切玻璃纤维)；防潮剂(固体石蜡和松香酸纳)；防腐剂(硼酸和/或二萘酚)。
可溶纤维造粒，粒度10～13mm，渣球含量3～4％；棉浆比7.5％；含水率100～110％，300～350℃/50～100min干至含水率0.5％；二次干燥100～120℃/10～15min。
板的质量：体积密度300～350kg/m3；抗弯曲强度：0.7～1.0Mpa；含水率：0.5％；可燃性：A级不燃；导热系数：常温0.035-0.042W/m.k；平均吸声系数(125HZ-4000HZ)：0.45～0.7；溶解度：100～250mg/L(同上述可溶纤维的测定方法)；其余同例1。
实施例9
可溶纤维重量配比：SiO2 57份，CaO+MgO 40份，B2O3 2份，Al2O3 0.3份，Fe2O30.3份，Na2O+K2O 0.4份；1900～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径6～10μm；长度150～250mm；渣球含量5～12％；溶解度150～250mg/L。
可溶纤维53份，二氧化硅溶胶和/或硅酸钠17份，淀粉和/或木薯5份，膨胀珍珠岩或粘土22份，其他材料3份。
其他材料是加强纤维(植物纤维和/或短切玻璃纤维)；防潮剂(固体石蜡和/或松香酸纳)；防腐剂(硼酸和/或二萘酚)。
可溶纤维造粒，粒度10～15mm，渣球含量4～5％；棉浆比6.5％；含水率100～110％，300～350℃/50～100min干至含水率0.85％；二次干燥100～120℃/10～15min。
板的质量：体积密度250～300kg/m3；抗弯曲强度：0.7～1.0Mpa；含水率：0.5％；可燃性：A级不燃；导热系数：常温0.035-0.042W/m.k；平均吸声系数(125HZ-4000HZ)：0.45～0.7；溶解度：100～250mg/L(同上述可溶纤维的测定方法)；其余同例1。
实施例10
纤维配比(kg)：SiO2 80份，CaO+MgO 17份，B2O3 2份，Fe2O3 0.5份，Na2O+K2O0.5份；1900～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径3～6μm；长度100～250mm；渣球含量5～14％；溶解度100～240mg/L。
板配比：可溶纤维53份，二氧化硅溶胶12份，淀粉和/或聚乙烯醇3份，淀粉和/或木薯5份，膨胀珍珠岩或粘土23份，其他材料4份。
其他材料是加强纤维(植物纤维和/或短切玻璃纤维)；防潮剂(固体石蜡和/或松香酸纳)；防腐剂(硼酸和/或二萘酚)。
可溶纤维造粒，粒度16～20mm，渣球含量3～4％；棉浆比9.5％；含水率100～110％，300～350℃/50～100min干至含水率0.5％；二次干燥100～120℃/10～15min。
板的质量：体积密度300～350kg/m3；抗弯曲强度：0.7～1.0Mpa；含水率：0.5％；可燃性：A级不燃；导热系数：常温0.035～0.042W/m.k；平均吸声系数(125HZ-4000HZ)：0.45～0.7；溶解度：100～250mg/L(同上述可溶纤维的测定方法)；其余同例1。
Claims (7)
1.一种可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维吸声板，其特征在于该吸声板主要成分的重量百分组成为：
可溶纤维 30～60％
无机结合剂 10～20％
有机结合剂 3～5％
填料 10～40％
其他材料 3～9％。
2.按照权利要求1所述的可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维吸声板，其特征是所述的可溶纤维是可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维，该纤维的重量百分组成为：
SiO2 56～85％
CaO+MgO 11～40％
B2O3 1～2％
Al2O3 0～1％
Fe2O3 0～0.5％
Na2O+K2O 0～0.5％。
3.按照权利要求1所述的可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维吸声板，其特征是所述的无机结合剂是二氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、硅酸钠和/或硫酸铝。
4.按照权利要求1所述的可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维吸声板，其特征是所述的有机结合剂是淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、木薯和/或橡子粉。
5.按照权利要求1所述的可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维吸声板，其特征是所述的填料是粘土、硅藻土和/或膨胀珍珠岩。
6.按照权利要求1所述的可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维吸声板，其特征是所述的其他材料是加强纤维、防潮剂和防腐剂；其中：加强纤维是植物纤维和/或短切玻璃纤维；防潮剂是固体石蜡和/或松香酸纳；防腐剂是硼酸、五氯酚纳和/或二萘酚。
7.按照权利要求1所述的可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维吸声板的制法，其特征是可溶纤维为主体材料并造粒，加入配比量的结合剂配浆制浆，经成型、干燥、表面处理切割、压花、精切等工序加工而成；
工艺流程如下：
(1)纤维造粒：将可溶纤维造粒，粒状棉的粒度为5～20mm，其渣球含量在0～5％；
(2)配浆制浆：将粒状棉及结合剂按所需比例进行混合，搅拌至浆料呈悬浮状，棉浆比在≤10％；
(3)成型：成型在长网机上进行，包括浆料上网、真空吸滤脱水或真空压榨脱水及水针切割部分；
(4)干燥：湿板坯含水率为100～120％，于100～350℃之间干燥50～150分钟；
(5)切割、饰面：机械切割成板坯，刨面机刨平，表面喷涂涂料，
(6)二次干燥：经过表面喷涂的板坯，在100～120℃，干燥1～15h；
(7)压花、机械切割成精确成品尺寸，即得。
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