本發(fā)明涉及玄武巖纖維領(lǐng)域，且特別涉及一種玄武巖纖維板材及其制備方法。
背景技術(shù)：
玄武巖纖維具有優(yōu)異的性能：
⑴化學(xué)性能：玄武巖纖維含有k2o、mgo和tio2，使得玄武巖纖維具有比無(wú)堿玻璃纖維更好的耐酸性、耐堿性和耐水性；
⑵物理性能：玄武巖屬于難熔礦石，熔化溫度達(dá)到1500℃，燒結(jié)溫度達(dá)1060℃，使得玄武巖纖維具有優(yōu)異的耐高溫和耐低溫性能，此外，玄武巖纖維的還具有較好的隔音性能、絕熱性能和電絕緣性能；最重要的，玄武巖纖維的抗拉強(qiáng)度和彈性模量高于無(wú)堿玻璃纖維或玻璃纖維，具備較好的機(jī)械強(qiáng)度。
此外，玄武巖纖維為天然纖維，生產(chǎn)和使用對(duì)環(huán)境污染小，產(chǎn)品廢棄后可直接轉(zhuǎn)入生態(tài)環(huán)境中，是一種適合大范圍使用的環(huán)保材料。
因此，如何擴(kuò)大玄武巖纖維在生產(chǎn)及生活實(shí)際中的應(yīng)用范圍，充分利用玄武巖纖維的優(yōu)良性能是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種玄武巖纖維板材的制備方法，能夠?qū)⑿鋷r纖維應(yīng)用于板材領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)玄武巖纖維板材的制備。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種玄武巖纖維板材，玄武巖纖維板材以玄武巖纖維為骨架材料，具有了玄武巖纖維的阻燃性好、耐腐性強(qiáng)和質(zhì)量輕化的特點(diǎn)，同時(shí)，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明提出一種玄武巖纖維板材的制備方法，包括：
將膠衣樹(shù)脂與固化劑混合得到樹(shù)脂池，將玄武巖纖維散落于樹(shù)脂池內(nèi)后，在樹(shù)脂池覆蓋薄膜，進(jìn)行壓輥擠膠和加熱成型。
一種玄武巖纖維板材，根據(jù)上述的玄武巖纖維板材的制備方法制得。
本發(fā)明實(shí)施例的有益效果是：
發(fā)明實(shí)施例的玄武巖纖維板材制備方法，通過(guò)將膠衣樹(shù)脂與固化劑混合后分布得到樹(shù)脂池，將玄武巖纖維在所述樹(shù)脂池內(nèi)均勻散落后，在樹(shù)脂池的表面覆蓋薄膜，進(jìn)行壓輥擠膠和加熱成型。能夠?qū)⑿鋷r纖維應(yīng)用于板材領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)玄武巖纖維板材的制備。
本發(fā)明實(shí)施例的玄武巖纖維板材以玄武巖纖維為骨架材料，具有了玄武巖纖維的阻燃性好、耐腐性強(qiáng)和質(zhì)量輕化的特點(diǎn)，同時(shí)，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠(chǎng)商者，均為可以通過(guò)市售購(gòu)買(mǎi)獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的一種玄武巖纖維板材及其制備方法進(jìn)行具體說(shuō)明。
一種玄武巖纖維板材的制備方法，包括：
備取膠衣樹(shù)脂。膠衣樹(shù)脂選自不飽和聚酯樹(shù)脂。不飽和聚酯樹(shù)脂可以選自鄰苯二甲酸型不飽和聚酯、間苯二甲酸型不飽和聚酯、雙酚a型不飽和聚酯和乙烯基酯型不飽和聚酯中的至少一種。例如，不飽和聚酯樹(shù)脂例如可以具體為191型樹(shù)脂、196型樹(shù)脂、197型樹(shù)脂或198型樹(shù)脂。
膠衣樹(shù)脂的用量根據(jù)玄武巖纖維板材制品的要求進(jìn)行選擇。厚度為0.25～2.5mm的玄武巖纖維板材中，每平方米的玄武巖纖維板材中膠衣樹(shù)脂的用量為0.5～2.5kg。
備取固化劑。固化劑選自過(guò)氧化甲乙酮，通過(guò)過(guò)氧化甲乙酮引發(fā)不飽和聚酯樹(shù)脂發(fā)生，從而加快不飽和聚酯樹(shù)脂的固化。
固化劑的用量根據(jù)膠衣樹(shù)脂的用量進(jìn)行選擇。厚度為0.25～2.5mm的玄武巖纖維板材，每平方米的玄武巖纖維板材固化劑的用量為膠衣樹(shù)脂用量的2～20％。
備取玄武巖纖維。
其中，玄武巖纖維是玄武巖纖維板材的骨架材料，可以由以下方式制得：
以玄武巖礦石為原料，將破碎后玄武巖礦石在1450℃～1550℃的溫度下進(jìn)行熔融，得到熔融物。將熔融物通過(guò)拉絲漏板先拉成粗纖維后，再將粗纖維由拉絲機(jī)拉制成連續(xù)的玄武巖纖維。
將制得的玄武巖纖維送至南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院質(zhì)檢中心(即：國(guó)家玻璃纖維產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心)，按照gb/t25-45-2010對(duì)玄武巖纖維進(jìn)行性能檢測(cè)，其檢驗(yàn)報(bào)告為：玻纖質(zhì)檢(tsw)字，第(16060418)號(hào)。其檢測(cè)結(jié)果如表1。可以理解，玄武巖纖維具備如表1的技術(shù)指標(biāo)。
表1玄武巖纖維技術(shù)指標(biāo)
注1：耐堿性處理?xiàng)l件為：試樣在60℃的溫度和1.0mol/l的naoh溶液中浸泡120min。
耐溫處理?xiàng)l件為：試樣在300℃的溫度下放置120min。
注2：浸膠紗試樣采用sw2511-1a/bs環(huán)氧樹(shù)脂。固化條件：25℃的溫度下處理24h，80℃的溫度下處理8h。浸膠紗拉伸強(qiáng)度和拉伸彈性模量以玻璃密度為2.60g/cm3進(jìn)行計(jì)算。
注3：棒狀復(fù)合材料采用金陵帝斯曼樹(shù)脂有限公司生產(chǎn)的p65-901不飽和聚酯樹(shù)脂制作。固化條件：20～20℃的溫度下處理24h，80℃的溫度下處理24h。棒狀復(fù)合材料玻璃纖維質(zhì)量含量為63.6％。
從表1可以看出，采用上述技術(shù)指標(biāo)的玄武巖纖維制得的玄武巖纖維板材，具有了阻燃性好、耐腐性強(qiáng)和質(zhì)量輕化的特點(diǎn)，同時(shí)，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。
作為優(yōu)選，玄武巖纖維為玄武巖纖維短絲。玄武巖纖維短絲的長(zhǎng)度以3～7cm為宜。
為了進(jìn)一步提升改善玄武巖纖維板材的性能，膠衣樹(shù)脂和固化劑的混合物還可以進(jìn)一步填加促進(jìn)劑、阻燃劑和色漿。
備取促進(jìn)劑。促進(jìn)劑選自無(wú)色鈷水，無(wú)色鈷水為不飽和聚酯樹(shù)脂20～25℃固化成型的無(wú)色促進(jìn)劑。無(wú)色鈷水與不飽和聚酯樹(shù)脂固化后呈無(wú)色和無(wú)味；而且，具有固化性能良好、放熱溫度較低和澆注體不開(kāi)裂等特點(diǎn)。
促進(jìn)劑的用量根據(jù)膠衣樹(shù)脂的用量進(jìn)行選擇。厚度為0.25～2.5mm的玄武巖纖維板材，每平方米的玄武巖纖維板材促進(jìn)劑的用量為膠衣樹(shù)脂用量的1～2.5％。
備取阻燃劑。阻燃劑選自無(wú)機(jī)阻燃劑；例如為氫氧化鋁、氫氧化鎂、赤磷、多聚磷酸銨、硼酸鋅、氧化銻和鉬化合物等。通過(guò)添加無(wú)機(jī)阻燃劑，不僅能夠提高膠衣樹(shù)脂的阻燃性能還能夠提高制備的玄武巖纖維板材的阻燃性能。
作為優(yōu)選，阻燃劑選自氫氧化鋁與其它無(wú)機(jī)阻燃劑的混合物。例如為氫氧化鋁與氫氧化鎂的混合物。其中，氫氧化鋁的分解溫度為200℃，氫氧化鎂的分解溫度為430℃，通過(guò)選用氫氧化鋁與氫氧化鎂的混合物作為阻燃劑，能夠彌補(bǔ)氫氧化鋁因其分解溫度較低而導(dǎo)致膠衣樹(shù)脂的阻燃性能下降的缺陷，并且使復(fù)合阻燃劑在材料氧化分解過(guò)程中也具有較好的阻燃效果。
作為進(jìn)一步優(yōu)選，氫氧化鋁與其它種類(lèi)的無(wú)機(jī)阻燃劑的質(zhì)量比為1：1。
阻燃劑的用量根據(jù)膠衣樹(shù)脂的用量進(jìn)行選擇。厚度為0.25～2.5mm的玄武巖纖維板材，每平方米的玄武巖纖維板材阻燃劑的用量為膠衣樹(shù)脂用量的30～50％。
備取色漿。色漿可以選自在玻璃鋼領(lǐng)域使用的樹(shù)脂色漿，根據(jù)訓(xùn)玄武巖纖維板材的色澤要求，可以選擇不同色別的色漿。
色漿的用量根據(jù)膠衣樹(shù)脂的用量進(jìn)行選擇。厚度為0.25～2.5mm的玄武巖纖維板材，每平方米的玄武巖纖維板材色漿的用量為膠衣樹(shù)脂用量的0.2～0.8％。
將膠衣樹(shù)脂和固化劑混合后，在40～60℃的溫度下流淌為厚度均勻的膠層，實(shí)現(xiàn)對(duì)膠衣樹(shù)脂和固化劑的混合物分布。得到的厚度均勻的膠層即為樹(shù)脂池。
在優(yōu)選方案中，將膠衣樹(shù)脂、固化劑、促進(jìn)劑、阻燃劑和色漿混合后，在40～60℃的溫度下流淌為厚度均勻的膠層，得到樹(shù)脂池。
將玄武巖纖維均勻散落于樹(shù)脂池內(nèi)。散落是在距樹(shù)脂池1～2m的高度，無(wú)規(guī)則地將玄武巖纖維短絲散落于樹(shù)脂池。
在散落過(guò)程中根據(jù)玄武巖纖維板材制品的厚度要求，將散落于樹(shù)脂池內(nèi)的玄武巖纖維短絲累計(jì)到該玄武巖纖維板材制品的厚度即可。
在樹(shù)脂池的表面覆蓋薄膜。
薄膜選擇單面電暈離型膜。擇單面電暈離型膜具有較高的抗斷裂強(qiáng)度和較好的表面光滑度。將薄膜平整和均勻覆蓋于樹(shù)脂池能夠防止玄武巖纖維短絲在樹(shù)脂池的表面凸出形成毛刺影響玄武巖纖維板材的質(zhì)量。此外，通過(guò)在樹(shù)脂池的表面覆蓋薄膜能夠方便于玄武巖板材后續(xù)的加工。
將薄膜覆蓋于樹(shù)脂池后，對(duì)其進(jìn)行壓輥擠膠。通過(guò)壓輥擠膠能夠使玄武巖纖維短絲充分在樹(shù)脂池內(nèi)浸膠，并將玄武巖纖維短絲之間的氣泡壓除使得多個(gè)玄武巖纖維短絲之間充分接觸形成具有玄武巖纖維板材的骨架。
對(duì)壓輥擠膠的產(chǎn)物進(jìn)行加熱成型。加熱成型包括對(duì)壓輥擠膠的產(chǎn)物進(jìn)行分段加熱后，通過(guò)模具擠壓成型。
分段加熱包括連續(xù)設(shè)置的第一加熱段、第二加熱段和第三加熱段。其中，第一加熱段的溫度為65～85℃；第二加熱段的溫度為60～90℃；第三加熱段的溫度為40～60℃。通過(guò)設(shè)置多個(gè)加熱段能夠加快樹(shù)脂池的固化速度和改善樹(shù)脂池的固化效果，實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂池的連續(xù)固化。
在對(duì)壓輥擠膠產(chǎn)物進(jìn)行分段加熱的同時(shí)通過(guò)模具擠壓成型。模具包括上模具和下模具。上模具和下模具相對(duì)設(shè)置并位于第一加熱段和第二加熱段內(nèi)。
模具的種類(lèi)可以根據(jù)玄武巖纖維板材的用途要求進(jìn)行合理選擇，例如為瓦楞板模具、波浪板模具和平板模具等。
一種根據(jù)上述的玄武巖纖維板材制備方法制備的玄武巖纖維板材。
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的特征和性能作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
實(shí)施例1
生產(chǎn)厚度為2mm的墻面瓦。
按照每平方米墻面瓦雙酚a型不飽和聚酯的用量為1.5kg，每平方米墻面瓦過(guò)氧化甲乙酮的用量為0.03kg，每平方米墻面瓦氫氧化鋁的用量為0.3kg，每平方米墻面瓦氫氧化鎂的用量為0.3kg，每平方米墻面瓦色漿的用量為0.0075kg。
在50℃的溫度下，將上述物料混合并分散得到樹(shù)脂池，將長(zhǎng)度為5cm的玄武巖纖維短絲散落于樹(shù)脂池后，覆蓋薄膜和壓輥擠膠。
將壓輥擠膠產(chǎn)物在80℃溫度下的第一加熱段、80℃溫度下的第二加熱段和50℃溫度下的第三加熱段加熱，并在第一加熱段和第二加熱段使用模具擠壓成型。
實(shí)施例2
生產(chǎn)厚度為0.25mm的墻面瓦。
按照每平方米墻面瓦雙酚a型不飽和聚酯的用量為0.5kg，每平方米墻面瓦過(guò)氧化甲乙酮的用量為0.0975kg。
在50℃的溫度下，將上述物料混合并分散得到樹(shù)脂池，將長(zhǎng)度為4.5cm的玄武巖纖維短絲散落于樹(shù)脂池后，覆蓋薄膜和壓輥擠膠。
將壓輥擠膠產(chǎn)物在80℃溫度下的第一加熱段、80℃溫度下的第二加熱段和50℃溫度下的第三加熱段加熱，并在第一加熱段和第二加熱段使用模具擠壓成型。
實(shí)施例3
生產(chǎn)厚度為2.5mm的屋面瓦。
按照每平方米屋面瓦雙酚a型不飽和聚酯的用量為2.2kg，每平方米屋面瓦過(guò)氧化甲乙酮的用量為0.044kg，每平方米屋面瓦氫氧化鋁的用量為0.44kg，每平方米屋面瓦氫氧化鎂的用量為0.44kg，每平方米屋面瓦色漿的用量為0.011kg。
在45℃的溫度下，將上述物料混合并分散得到樹(shù)脂池，將長(zhǎng)度為6cm的玄武巖纖維短絲散落于樹(shù)脂池后，覆蓋薄膜和壓輥擠膠。
將壓輥擠膠產(chǎn)物在75℃溫度下的第一加熱段、85℃溫度下的第二加熱段和45℃溫度下的第三加熱段加熱，并在第一加熱段和第二加熱段使用模具擠壓成型。
實(shí)施例4
生產(chǎn)厚度為0.25mm的屋面瓦。
按照每平方米屋面瓦雙酚a型不飽和聚酯的用量為0.5kg，每平方米屋面瓦過(guò)氧化甲乙酮的用量為0.0975kg。
在45℃的溫度下，將上述物料混合并分散得到樹(shù)脂池，將長(zhǎng)度為6cm的玄武巖纖維短絲散落于樹(shù)脂池后，覆蓋薄膜和壓輥擠膠。
將壓輥擠膠產(chǎn)物在70℃溫度下的第一加熱段、90℃溫度下的第二加熱段和60℃溫度下的第三加熱段加熱，并在第一加熱段和第二加熱段使用模具擠壓成型。
實(shí)施例5
生產(chǎn)厚度為2.3mm的透明瓦。
按照每平方米透明瓦雙酚a型不飽和聚酯的用量為2kg，每平方米透明瓦過(guò)氧化甲乙酮的用量為0.036kg，每平方米透明瓦氫氧化鎂的用量為0.44kg。
在45℃的溫度下，將上述物料混合并分散得到樹(shù)脂池，將長(zhǎng)度為5cm的玄武巖纖維短絲散落于樹(shù)脂池后，覆蓋薄膜和壓輥擠膠。
將壓輥擠膠產(chǎn)物在80℃溫度下的第一加熱段、85℃溫度下的第二加熱段和55℃溫度下的第三加熱段加熱，并在第一加熱段和第二加熱段使用模具擠壓成型。
對(duì)比例1
生產(chǎn)厚度為2mm的墻面瓦。
按照每平方米墻面瓦雙酚a型不飽和聚酯的用量為5kg，每平方米墻面瓦過(guò)氧化甲乙酮的用量為2kg，每平方米墻面瓦氫氧化鋁的用量為2kg，每平方米墻面瓦氫氧化鎂的用量為2kg，每平方米墻面瓦色漿的用量為1kg。
在50℃的溫度下，將上述物料混合并分散得到樹(shù)脂池，將長(zhǎng)度為5cm的玄武巖纖維短絲散落于樹(shù)脂池后，覆蓋薄膜和壓輥擠膠。
將壓輥擠膠產(chǎn)物在80℃溫度下的第一加熱段、80℃溫度下的第二加熱段和50℃溫度下的第三加熱段加熱，并在第一加熱段和第二加熱段使用模具擠壓成型。
對(duì)比例2
生產(chǎn)厚度為2mm的墻面瓦。
按照每平方米墻面瓦雙酚a型不飽和聚酯的用量為0.5kg，每平方米墻面瓦過(guò)氧化甲乙酮的用量為0.01kg，每平方米墻面瓦氫氧化鋁的用量為0.01kg，每平方米墻面瓦氫氧化鎂的用量為0.01kg，每平方米墻面瓦色漿的用量為0.001kg。
在50℃的溫度下，將上述物料混合并分散得到樹(shù)脂池，將長(zhǎng)度為5cm的玄武巖纖維短絲散落于樹(shù)脂池后，覆蓋薄膜和壓輥擠膠。
將壓輥擠膠產(chǎn)物在80℃溫度下的第一加熱段、80℃溫度下的第二加熱段和50℃溫度下的第三加熱段加熱，并在第一加熱段和第二加熱段使用模具擠壓成型。
對(duì)實(shí)施例1～5以及對(duì)比例1～2制備的玄武巖纖維板材進(jìn)行性能檢測(cè)，檢測(cè)環(huán)境為：溫度為22℃，相對(duì)濕度為58％。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。
表2玄武巖纖維板材檢測(cè)結(jié)果
從表2可以看出，實(shí)施例1～5制備的玄武巖纖維板材具備較好的機(jī)械性能，均具有較高的拉伸強(qiáng)度和拉伸彈性模量。相同條件下，對(duì)比例1和對(duì)比例2過(guò)多或過(guò)少的膠衣樹(shù)脂的用量均不能等到性能相近的玄武巖纖維板材。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的玄武巖纖維板材制備方法，通過(guò)將膠衣樹(shù)脂與固化劑混合后分布得到樹(shù)脂池，將玄武巖纖維在所述樹(shù)脂池內(nèi)均勻散落后，在樹(shù)脂池的表面覆蓋薄膜，進(jìn)行壓輥擠膠和加熱成型。能夠?qū)⑿鋷r纖維應(yīng)用于板材領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)玄武巖纖維板材的制備。
本發(fā)明實(shí)施例的玄武巖纖維板材以玄武巖纖維為骨架材料，具有了玄武巖纖維的阻燃性好、耐腐性強(qiáng)和質(zhì)量輕化的特點(diǎn)，同時(shí)，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。
以上所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。