本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種具有吸音降噪功能的保溫巖棉板及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑樣式與種類層出不窮，而對于建筑節(jié)能材料應(yīng)用與消防安全問題防護(hù)等方面的要求，也越來越高。巖棉板自20世紀(jì)90年代末引入國內(nèi)，經(jīng)過10多年的迅猛發(fā)展，已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可，成為眾多工程項目的首選方案。建筑用巖棉板是專門為建筑物的外墻外保溫薄抹灰系統(tǒng)而設(shè)計生產(chǎn)的，適用于基墻為混凝土或磚墻等密實(shí)結(jié)構(gòu)的新建或既有建筑物的外墻保溫或節(jié)能改造?，F(xiàn)有的巖棉制造工藝涉及將礦石進(jìn)料熔融而成的巖漿吹絲形成的纖維，通過擺錘鋪陳形成疏松的多層巖棉層，這種多層巖棉經(jīng)過壓棉機(jī)的上下壓輥經(jīng)過壓實(shí)，進(jìn)入固化爐固化，形成巖棉制品；經(jīng)過這種工藝制成的普通巖棉在厚度方向上僅僅具有二維層疊，而沒有交聯(lián)咬合，因此剝離強(qiáng)度很低，在用作建筑材料時，必要時還需要在厚度方向上利用鉚釘?shù)裙ぜM(jìn)行進(jìn)一步固定，從而影響建筑工藝和材料壽命，并且這種對穿固定也對巖棉的實(shí)際使用效果造成了影響，例如影響了其隔離性能。
目前關(guān)于巖棉材料的研究報道有很多，如，中國專利申請?zhí)枮?01410769734.6，申請公布日為2015年4月22號的申請文件公開了一種基于鐵礦石的新型巖棉材料，由下列重量份的原料制成：鈦鐵石25-35、玄武巖35-45、石灰石5-8、礦渣8-10、焦炭20-30、輔料3-5份及粘結(jié)劑、憎水劑適量，其中由上述原料制成的巖棉纖維堆積成的巖棉材料經(jīng)過三維壓棉機(jī)壓制，形成具有層間搭接結(jié)構(gòu)的三維整體結(jié)構(gòu)，所制得的巖棉材料外觀呈黑色，分布均勻，該巖棉材料具有一定的憎水效果，但是該專利中公開的巖棉板的吸音降噪功能一般，不能滿足建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的需求。又如，中國專利申請?zhí)枮?01410363433.3，申請公布日為2014年10月8號的申請文件公開了一種巖棉保溫材料的制備方法及巖棉，屬保溫材料制造領(lǐng)域。其步驟為：(1)原料加工；(2)物料纖維化，將步驟(1)中熔化的溶液經(jīng)過離心成纖，變成纖維狀，在離心的過程中噴灑酚醛樹脂，樹脂的噴灑量為35-55kg/噸纖維；(3)集棉，將步驟(2)中的離心成纖的纖維收集；(4)疊加，將步驟(3)中收集的纖維變?yōu)楸“逍卫w維條；(5)固化，將步驟(4)中疊加后的疊加型纖維條固化；(6)壓縮，在固化的同時對疊加型纖維條進(jìn)行壓縮，得到巖棉保溫板；(7)切割，包裝。該專利中公開的巖棉材料的制備方法適合于普通巖棉的制備。吸音降噪類巖棉的研究在國內(nèi)屬于空白領(lǐng)域，目前還未被人們充分認(rèn)識到吸音降噪功能的重要性，因此相關(guān)的研究也處于比較缺乏的階段。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
1.要解決的問題
針對現(xiàn)有的巖棉板存在吸音降噪功能不佳、機(jī)械強(qiáng)度不夠等問題，本發(fā)明的目的之一是提供一種具有吸音降噪功能的保溫巖棉板，由鐵礦石、磁黃鐵礦、珍珠巖、礦渣、玻璃和石灰石等礦物按照一定的比例制造得到，過程中添加一定量的憎水劑和粘接劑等輔助性物質(zhì)，使得成纖效果好，纖維分布均勻，壓制得到的巖棉板具有合理的密度梯度，具有非常好的吸音隔聲功能。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有吸音降噪功能的保溫巖棉板的制造方法，在本發(fā)明特定原料配比的基礎(chǔ)上，采用差速離心的方法將巖漿甩成纖維狀，離心速度的差異使得纖維的直徑和方向排列獨(dú)具一格，使得巖棉具有多孔開放式纖維結(jié)構(gòu)，能夠幫助整個巖棉板獲得吸音降噪和彈性消振的性能。
2.技術(shù)方案
為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
一種具有吸音降噪功能的保溫巖棉板，由下列重量份的原料制成：鐵礦石50-60份、磁黃鐵礦10-12份、珍珠巖10-15份、礦渣12-16份、玻璃10-13份、石灰石5-8份、憎水劑6-8份、尿素5-6份和酚醛樹脂8-10份。
更進(jìn)一步地，還包括3-氨丙基三乙氧基硅烷1-2份、乙烯基三過氧化叔丁基硅烷3-5份。
更進(jìn)一步地，由下列重量份的原料制成：鐵礦石55份、磁黃鐵礦11份、珍珠巖10份、礦渣14份、玻璃12份、石灰石6份、憎水劑6份、3-氨丙基三乙氧基硅烷1份、乙烯基三過氧化叔丁基硅烷4份、尿素6份和酚醛樹脂10份。
更進(jìn)一步地，所述的鐵礦石中鐵的含量大于60％。
更進(jìn)一步地，所述的礦渣為酸性礦渣。
上述的一種具有吸音降噪功能的保溫巖棉板的制造方法，其步驟為：
(1)配料：將原料按照鐵礦石50-60份、磁黃鐵礦10-12份、珍珠巖10-15份、礦渣12-16份、玻璃10-13份、石灰石5-8份進(jìn)行混合，混合后粉碎；
(2)熔融：將步驟(1)中的粉碎料在爐中熔成巖漿；
(3)纖維化：將巖漿甩成纖維狀，在甩成纖維的過程中噴灑尿素和酚醛樹脂；
(4)集棉：將甩出的纖維收集，利用擺錘機(jī)將纖維成S型疊加形成多層疏松巖棉層；
(5)壓棉：將所述的多層疏松巖棉層經(jīng)過三維壓棉機(jī)壓制，采用花式輥的差速壓縮方式對巖棉進(jìn)行壓制，然后噴灑憎水劑；
(6)固化：將步驟(5)中的巖棉體送入固化爐中進(jìn)行固化成型；
(7)修整、包裝，得到所述的高防水性保溫巖棉板。
更進(jìn)一步地，步驟(3)中將3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到尿素和酚醛樹脂中一起噴灑。
更進(jìn)一步地，步驟(5)中噴灑憎水劑之前噴灑乙烯基三過氧化叔丁基硅烷。
更進(jìn)一步地，步驟(2)中熔融時添加液氧，液氧的添加量為14～20m3。
更進(jìn)一步地，步驟(2)的熔融溫度為1460～1550℃。
3.有益效果
相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：
(1)本發(fā)明的巖棉板由鐵礦石、磁黃鐵礦、珍珠巖、礦渣、玻璃和石灰石等礦物按照一定的比例制造得到，能使巖棉中的鎂、鈣和鐵元素的配比達(dá)到三角平衡，制造過程中添加一定量的憎水劑和粘接劑等輔助性物質(zhì)，使得成纖效果好，纖維分布均勻，壓制得到的巖棉板具有合理的密度梯度，具有非常好的吸音隔聲功能；
(2)本發(fā)明在特定原料配比的基礎(chǔ)上，采用花式輥的差速壓縮，巖棉不僅在厚度方向形成皺褶，而且在皺褶的不同層之間形成搭接，從而形成立體交錯的三維結(jié)構(gòu)，使得巖棉產(chǎn)品在各種維度上的性能都得到增強(qiáng)，抗剝離性更是得到大大提高；
(3)本發(fā)明在纖維化過程中同時噴灑尿素、酚醛樹脂和3-氨丙基三乙氧基硅烷，利用纖維絲的溫度以及纖維絲中的堿性成分，尿素與酚醛樹脂發(fā)生反應(yīng)，3-氨丙基三乙氧基硅烷能顯著促進(jìn)酚醛樹脂的粘結(jié)作用，使得纖維絲的粘結(jié)性能提高了30％左右；
(4)本發(fā)明中在固化時，先將溫度升至88℃，保溫3～4h，然后升溫至220～240℃固化5～8h，固化之前噴灑憎水劑和乙烯基三過氧化叔丁基硅烷，乙烯基三過氧化叔丁基硅烷不僅能增強(qiáng)纖維絲之間的交聯(lián)作用，還能提高纖維絲的憎水性，同時使巖棉板的吸音降噪性能更穩(wěn)定。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行描述。
實(shí)施例1
一種具有吸音降噪功能的保溫巖棉板，由下列重量份的原料制成：鐵礦石55份、磁黃鐵礦11份、珍珠巖10份、礦渣14份、玻璃12份、石灰石6份、憎水劑6份、3-氨丙基三乙氧基硅烷1份、乙烯基三過氧化叔丁基硅烷4份、尿素6份和酚醛樹脂10份；鐵礦石中鐵的含量約為63％；所述的礦渣為酸性礦渣。
上述的一種具有吸音降噪功能的保溫巖棉板的制造方法，其步驟為：
(1)配料：將原料按照鐵礦石55份、磁黃鐵礦11份、珍珠巖10份、礦渣14份、玻璃12份、石灰石6份進(jìn)行混合，混合后粉碎；
(2)熔融：將步驟(1)中的粉碎料在爐中熔成巖漿，爐中溫度控制在1460℃左右，熔融時添加液氧，液氧的添加量為17m3；
(3)纖維化：采用差速離心法將巖漿甩成纖維狀，離心機(jī)的速度在7000～12000轉(zhuǎn)/h范圍內(nèi)成階梯性增加，即在離心的過程中，離心機(jī)的速度逐步提高，7000轉(zhuǎn)/h離心0.5h后提高至8000轉(zhuǎn)/h離心0.5h，10000轉(zhuǎn)/h離心0.6h，12000轉(zhuǎn)/h離心至結(jié)束，在甩成纖維的過程中噴灑尿素、酚醛樹脂和3-氨丙基三乙氧基硅烷；
(4)集棉：將甩出的纖維收集，利用擺錘機(jī)將纖維成S型疊加形成多層疏松巖棉層；
(5)壓棉：將所述的多層疏松巖棉層經(jīng)過三維壓棉機(jī)壓制，采用花式輥的差速壓縮方式對巖棉進(jìn)行壓制，然后噴灑憎水劑；三維壓棉機(jī)包括三組上下壓輥，壓棉機(jī)入口處的一組壓輥稱為第一組壓輥，與其相鄰的下一組壓輥稱為第二組壓輥，以此類推，第一組壓輥的下壓輥組水平分布，而上壓輥組有張開角度(角度為35°左右效果最好，角度小了，巖棉層不能順利的進(jìn)入壓輥中，角度太大，巖棉層容易在入口處擁擠堆疊)，形成張開的入口，第一組壓輥的上下壓輥之間具有速度差v1，第二組壓輥的上下壓輥之間具有速度差v2，而最后一組壓輥的上下壓輥之間沒有速度差，若速度差v1為正，則速度差v2為負(fù)，反之亦然，并且速度差v1與速度差v2之間滿足|v1|≥|v2|，在三組壓輥中，采用的是花式壓輥，花式壓輥具有突出的壓輥片和分布于壓輥片之間的壓輥槽；
(6)固化：將步驟(5)中的巖棉體送入固化爐中進(jìn)行固化成型，在固化時，先將溫度升至88℃，保溫3h，然后升溫至230℃固化7h，固化之前噴灑憎水劑和乙烯基三過氧化叔丁基硅烷，提高纖維絲的憎水性，同時增強(qiáng)了巖棉的抗拉強(qiáng)度；
(7)修整、包裝，得到所述的高防水性保溫巖棉板。
本實(shí)施例中修整后的巖棉板尺寸為長度1000mm，寬度800mm，厚度70mm，本實(shí)施例中的巖棉板由鐵礦石、磁黃鐵礦、珍珠巖、礦渣、玻璃和石灰石等礦物按照一定的比例制造得到，能使巖棉中的鎂、鈣和鐵元素的配比達(dá)到三角平衡，制造過程中添加一定量的憎水劑和粘接劑等輔助性物質(zhì)，使得成纖效果好，纖維分布均勻，纖維結(jié)構(gòu)致密，壓制得到的巖棉板具有合理的密度梯度，具有非常好的吸音隔聲功能，對該巖棉板的性能進(jìn)行測試，纖維的直徑分布在3.7～5.4μm之間，渣球含量(粒徑大于0.25mm)為3.7％，憎水率為99.9％，憎水性能穩(wěn)定，即使長時間受到雨水和表面冷凝水的滲透，也不會對整個建筑結(jié)構(gòu)的綜合性能都會有很大的負(fù)面影響；抗拉強(qiáng)度16.9Kpa；壓縮強(qiáng)度88.7Kpa(10％變形)。對其進(jìn)行不燃燒性能試驗，結(jié)果為A級，爐內(nèi)平均溫升7℃，試樣平均燃燒時間0s，試樣平均質(zhì)量損失率5.5％。本發(fā)明中的三維定向巖棉板的抗剝離強(qiáng)度和10％壓縮量的壓縮強(qiáng)度都得到大大地增強(qiáng)，且吸水性較之亦有所大幅度減小，吸水率極低，短期吸水量低至0.08kg/m3(10mm，24h)。
本實(shí)施例中磁黃鐵礦、珍珠巖、玻璃和石灰石等礦物對巖棉板的性能有重要影響，各組分之間相互配伍，相輔相成，適量的珍珠巖和玻璃不僅能改善纖維絲的性能，增強(qiáng)纖維絲的韌性，提高巖棉板的抗拉強(qiáng)度，而且使得巖棉板的纖維結(jié)構(gòu)致密，吸音降噪效果好，比普通巖棉板的吸音降噪效果提高了20％左右。
實(shí)施例2
一種具有吸音降噪功能的保溫巖棉板，由下列重量份的原料制成：鐵礦石50份、磁黃鐵礦10份、珍珠巖13份、礦渣12份、玻璃10份、石灰石5份、憎水劑7份、3-氨丙基三乙氧基硅烷1.5份、乙烯基三過氧化叔丁基硅烷3份、尿素5份和酚醛樹脂8份；鐵礦石中鐵的含量約為68％；所述的礦渣為酸性礦渣。
上述的一種具有吸音降噪功能的保溫巖棉板的制造方法，其步驟為：
(1)配料：將原料按照鐵礦石50份、磁黃鐵礦10份、珍珠巖13份、礦渣12份、玻璃10份、石灰石5份進(jìn)行混合，混合后粉碎；
(2)熔融：將步驟(1)中的粉碎料在爐中熔成巖漿，爐中溫度控制在1510℃左右，熔融時添加液氧，液氧的添加量為14m3；
(3)纖維化：采用差速離心法將巖漿甩成纖維狀，離心機(jī)的速度在7000～12000轉(zhuǎn)/h范圍內(nèi)成階梯性增加，即在離心的過程中，離心機(jī)的速度逐步提高，7000轉(zhuǎn)/h離心0.5h后提高至8000轉(zhuǎn)/h離心0.5h，10000轉(zhuǎn)/h離心0.6h，12000轉(zhuǎn)/h離心至結(jié)束，在甩成纖維的過程中噴灑尿素、酚醛樹脂和3-氨丙基三乙氧基硅烷；
(4)集棉：將甩出的纖維收集，利用擺錘機(jī)將纖維成S型疊加形成多層疏松巖棉層；
(5)壓棉：將所述的多層疏松巖棉層經(jīng)過三維壓棉機(jī)壓制，采用花式輥的差速壓縮方式對巖棉進(jìn)行壓制，然后噴灑憎水劑；三維壓棉機(jī)包括三組上下壓輥，壓棉機(jī)入口處的一組壓輥稱為第一組壓輥，與其相鄰的下一組壓輥稱為第二組壓輥，以此類推，第一組壓輥的下壓輥組水平分布，而上壓輥組有張開角度(角度為40°左右效果最好，角度小了，巖棉層不能順利的進(jìn)入壓輥中，角度太大，巖棉層容易在入口處擁擠堆疊)，形成張開的入口，第一組壓輥的上下壓輥之間具有速度差v1，第二組壓輥的上下壓輥之間具有速度差v2，而最后一組壓輥的上下壓輥之間沒有速度差，若速度差v1為正，則速度差v2為負(fù)，反之亦然，并且速度差v1與速度差v2之間滿足|v1|≥|v2|，在三組壓輥中，采用的是花式壓輥，花式壓輥具有突出的壓輥片和分布于壓輥片之間的壓輥槽；
(6)固化：將步驟(5)中的巖棉體送入固化爐中進(jìn)行固化成型，在固化時，先將溫度升至88℃，保溫3.5h，然后升溫至220℃固化8h，固化之前噴灑憎水劑和乙烯基三過氧化叔丁基硅烷，提高纖維絲的憎水性，同時增強(qiáng)了巖棉的抗拉強(qiáng)度；
(7)修整、包裝，得到所述的高防水性保溫巖棉板。
本實(shí)施例中修整后的巖棉板尺寸為長度1000mm，寬度800mm，厚度70mm，本實(shí)施例中的巖棉板由鐵礦石、磁黃鐵礦、珍珠巖、礦渣、玻璃和石灰石等礦物按照一定的比例制造得到，能使巖棉中的鎂、鈣和鐵元素的配比達(dá)到三角平衡，制造過程中添加一定量的憎水劑和粘接劑等輔助性物質(zhì)，使得成纖效果好，纖維分布均勻，纖維結(jié)構(gòu)致密，壓制得到的巖棉板具有合理的密度梯度，具有非常好的吸音隔聲功能，對該巖棉板的性能進(jìn)行測試，結(jié)果基本同實(shí)施例1。本發(fā)明中的三維定向巖棉板的抗剝離強(qiáng)度和10％壓縮量的壓縮強(qiáng)度都得到大大地增強(qiáng)，且吸水性較之亦有所大幅度減小，吸水率極低，短期吸水量低至0.08kg/m3(10mm，24h)。
本實(shí)施例中磁黃鐵礦、珍珠巖、玻璃和石灰石等礦物對巖棉板的性能有重要影響，各組分之間相互配伍，相輔相成，適量的珍珠巖和玻璃不僅能改善纖維絲的性能，增強(qiáng)纖維絲的韌性，提高巖棉板的抗拉強(qiáng)度，而且使得巖棉板的纖維結(jié)構(gòu)致密，吸音降噪效果好，比普通巖棉板的吸音降噪效果提高了20％左右。
實(shí)施例3
一種具有吸音降噪功能的保溫巖棉板，由下列重量份的原料制成：鐵礦石60份、磁黃鐵礦12份、珍珠巖15份、礦渣16份、玻璃13份、石灰石8份、憎水劑8份、3-氨丙基三乙氧基硅烷2份、乙烯基三過氧化叔丁基硅烷5份、尿素5.5份和酚醛樹脂9份；鐵礦石中鐵的含量約為73％；所述的礦渣為酸性礦渣。
上述的一種具有吸音降噪功能的保溫巖棉板的制造方法，其步驟為：
(1)配料：將原料按照鐵礦石60份、磁黃鐵礦12份、珍珠巖15份、礦渣16份、玻璃13份、石灰石8份進(jìn)行混合，混合后粉碎；
(2)熔融：將步驟(1)中的粉碎料在爐中熔成巖漿，爐中溫度控制在1550℃左右，熔融時添加液氧，液氧的添加量為20m3；
(3)纖維化：采用差速離心法將巖漿甩成纖維狀，離心機(jī)的速度在7000～12000轉(zhuǎn)/h范圍內(nèi)成階梯性增加，即在離心的過程中，離心機(jī)的速度逐步提高，7000轉(zhuǎn)/h離心0.5h后提高至8000轉(zhuǎn)/h離心0.5h，10000轉(zhuǎn)/h離心0.6h，12000轉(zhuǎn)/h離心至結(jié)束，在甩成纖維的過程中噴灑尿素、酚醛樹脂和3-氨丙基三乙氧基硅烷；
(4)集棉：將甩出的纖維收集，利用擺錘機(jī)將纖維成S型疊加形成多層疏松巖棉層；
(5)壓棉：將所述的多層疏松巖棉層經(jīng)過三維壓棉機(jī)壓制，采用花式輥的差速壓縮方式對巖棉進(jìn)行壓制，然后噴灑憎水劑；三維壓棉機(jī)包括三組上下壓輥，壓棉機(jī)入口處的一組壓輥稱為第一組壓輥，與其相鄰的下一組壓輥稱為第二組壓輥，以此類推，第一組壓輥的下壓輥組水平分布，而上壓輥組有張開角度，形成張開的入口，第一組壓輥的上下壓輥之間具有速度差v1，第二組壓輥的上下壓輥之間具有速度差v2，而最后一組壓輥的上下壓輥之間沒有速度差，若速度差v1為正，則速度差v2為負(fù)，反之亦然，并且速度差v1與速度差v2之間滿足|v1|≥|v2|，在三組壓輥中，采用的是花式壓輥，花式壓輥具有突出的壓輥片和分布于壓輥片之間的壓輥槽；
(6)固化：將步驟(5)中的巖棉體送入固化爐中進(jìn)行固化成型，在固化時，先將溫度升至88℃，保溫4h，然后升溫至240℃固化5h，固化之前噴灑憎水劑和乙烯基三過氧化叔丁基硅烷，提高纖維絲的憎水性，同時增強(qiáng)了巖棉的抗拉強(qiáng)度；
(7)修整、包裝，得到所述的高防水性保溫巖棉板。
本實(shí)施例中修整后的巖棉板尺寸為長度1000mm，寬度800mm，厚度70mm，本實(shí)施例中的巖棉板由鐵礦石、磁黃鐵礦、珍珠巖、礦渣、玻璃和石灰石等礦物按照一定的比例制造得到，能使巖棉中的鎂、鈣和鐵元素的配比達(dá)到三角平衡，制造過程中添加一定量的憎水劑和粘接劑等輔助性物質(zhì)，使得成纖效果好，纖維分布均勻，纖維結(jié)構(gòu)致密，壓制得到的巖棉板具有合理的密度梯度，具有非常好的吸音隔聲功能，對該巖棉板的性能進(jìn)行測試，結(jié)果基本同實(shí)施例1。本發(fā)明中的三維定向巖棉板的抗剝離強(qiáng)度和10％壓縮量的壓縮強(qiáng)度都得到大大地增強(qiáng)，且吸水性較之亦有所大幅度減小，吸水率極低，短期吸水量低至0.08kg/m3(10mm，24h)。
本實(shí)施例中磁黃鐵礦、珍珠巖、玻璃和石灰石等礦物對巖棉板的性能有重要影響，各組分之間相互配伍，相輔相成，適量的珍珠巖和玻璃不僅能改善纖維絲的性能，增強(qiáng)纖維絲的韌性，提高巖棉板的抗拉強(qiáng)度，而且使得巖棉板的纖維結(jié)構(gòu)致密，吸音降噪效果好，比普通巖棉板的吸音降噪效果提高了25％左右。