技术摘要：
本发明属于玻璃棉技术领域，具体涉及一种高温稳定型防水玻璃棉的制备方法。本发明以苯酚、糠醛水溶液为原料，集束后烘干固化得到高温稳定型防水玻璃棉，本发明中所制备高温稳定剂原料来自辉钼矿石，含有部分硫化合物酚醛树脂与聚三聚氰胺产生交联作用，提高耐高温稳定 全部
背景技术：
玻璃棉属于无机绝热材料，是绝热材料领域中重要的成员，它不仅具有不燃、导热 系数小、化学稳定性好等优良性能，还可以采用与其他材料复合或深加工，扩大制品的应用 领域。因玻璃棉制品已越来越广泛地应用于建筑、冶金、石油、化工、国防军工等行业和高新 技术行业，在国民经济发展中发挥了重要作用。 然而玻璃棉的脆性较大，机械强度一般较低，长时间使用容易出现纤维素断裂的 情况。同时玻璃棉属于导热系数小的绝热材料也是相对于其他原料而言的，玻璃棉表面粘 附有粘合剂，粘合剂受热容易产生发粘甚至导致玻璃棉变形的现象，因此，将玻璃棉作为绝 热层进行使用时，为了不影响玻璃棉的使用效果和使用寿命，极大的降低玻璃棉的导热系 数，进一步提高其在高温条件的稳定性，具有重要的价值。 玻璃棉是一种人造无机纤维，属于玻璃纤维中的一个类别。玻璃棉采用石英砂、石 灰石、白云石等天然矿石为主要原料，配合一些纯碱、硼砂等化工原料熔成玻璃，并把熔融 玻璃纤维化，加以热固性树脂为主的环保型配方粘结剂加工而成，是一种无机质纤维。玻璃 棉具有成型好、体积密度小、热导率彽、保温绝热、吸音性能好、耐腐蚀、化学性能稳定等特 点；典型的多孔性吸声材料，具有良好的吸声特性。常见的单纯玻璃棉阻燃隔热效果差，不 能够满足现代社会对玻璃棉阻燃隔热效果的需求，限制了玻璃棉的广泛应用。因此，有必要 对现有玻璃棉的阻燃性能进行进一步的提高，以满足玻璃棉的使用需求。 玻璃棉作为保温吸引隔热材料，广泛应用于石油、化工、建筑、保温、吸音和隔热等 领域，市场上的高密度玻璃棉板材主要为国家标准GB/T13350里规定的48kg/cm3×50mm、 64kg/cm3×50mm等采用传统工艺酚醛树脂为粘结剂的产品，其板材一般厚度不超过50mm， 无法满足高寒地区、边海防地区等客户对高密度、高面积密度、高厚度板材产品的需求，同 时原有的酚醛粘结剂板材产品经过固化后仍存在一定的甲醛释放量，具有一定的安全隐 患，不能满足当今世界对环境越来越高的要求，业限制了传统工艺的玻璃棉板在其它领域 的推广应用。 CN201410853918.0公开了一种玻璃棉天花板，它包括玻璃棉板层、玻纤毡层、石膏 涂料层，玻璃棉板层加有环保树脂粘结剂的离心玻璃棉纤维制得，离心玻璃棉纤维与环保 树脂粘结剂、石膏涂料的质量比为：85-93：7-15：2-3；其制备方法为将环保树脂粘结剂以雾 化状态均匀的喷射在离心玻璃棉纤维表面，再经集棉机集棉、压缩输送进入固化炉固化，得 到玻璃棉板,然后对其进行玻纤毡贴面，再根据不同的装饰花纹进行压缩石膏涂料喷涂；与 现有技术相比，该方案可根据客户的要求制得形态丰富多样的玻璃棉天花板，该天花板不 仅有好的保温隔热、吸音、防火作用，还不掉落粉尘，无甲醛释放，无损使用者健康，而且它 重量轻，能减少对建筑物的载荷要求，更便于搬运与安装。 玻璃棉属于玻璃纤维中的一个类别，是一种人造无机纤维，玻璃棉是将熔融玻璃 4 CN 111606558 A 说 明 书 2/7 页 纤维化，形成棉状的材料，化学成分属玻璃类，是一种无机质纤维，具有成型好、体积密度 小、热导率低、保温绝热、吸音性能好、耐腐蚀、化学性能稳定，然而现有的玻璃棉卷不具有 防水的功能、高温稳定性较差、受热易变性等问题不能满足使用中的使用需求。 因此，发明一种优良的玻璃棉对玻璃棉技术领域具有积极意义。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题，针对目前玻璃棉作为绝热材料时高温稳定性能一 般，容易受热变形，并且普通玻璃棉不具备防水功能，使其应用受限的缺陷，提供了一种高 温稳定型防水玻璃棉的制备方法。 为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是： 一种高温稳定型防水玻璃棉的制备方法，其特征在于具体制备步骤为： 将玻璃棉原料放入坩埚炉中，在氮气保护下加热升温，得到熔融玻璃液，将熔融玻璃液 玻璃棉离心机进行离心喷吹得到玻璃纤维，待玻璃纤维表面冷却至100～120℃，对玻璃纤 维用喷雾装置喷射旋蒸液，形成一团白雾状凝胶后，再喷淋复合高温粘结剂，得到玻璃棉纤 维，将玻璃棉纤维置于设定温度为80～100℃的固化炉中固化，得到高温稳定型防水玻璃 棉； 所述的玻璃棉原料具体制备步骤为： （1）将废玻璃、钠长石，放入水中进行水洗除杂，收集除杂后的沉淀颗粒，将沉淀颗粒置 于烘箱中烘干，再与硼砂、氢氧化铝进行混合，并置于粉碎机中进行粉碎，过100目筛，收集 得到粉碎颗粒； （2）向水中加入高岭土、粉碎颗粒、钛白粉、磷酸铝，搅拌分散制成悬浮浆液，随后放入 行星球磨机中湿磨，将所得球磨液过滤取沉淀，置于设定温度为70～80℃的烘箱中烘干后 得到玻璃棉原料； 所述的旋蒸液具体制备步骤为： 将秸秆完全燃烧后收集得到秸秆灰，将所得秸秆灰分散于质量分数为5%的稀盐酸溶 液，搅拌处理30～35min后，进行抽滤，并用蒸馏水洗涤，随后加入质量分数为20%的氢氧化 钾溶液中，加热升温至120～150℃，保温20～30min，过滤得到滤液，置于旋转蒸馏装置中， 蒸馏10～15min，得到旋蒸液； 所述的复合高温粘结剂具体制备步骤为： （1）按重量份数计，400～500份辉钼矿石放入电阻炉中，在通入空气的条件下，加热升 温，低温煅烧3～5h，得到焙烧辉钼石，将焙烧辉钼石倒入反应釜中，用300～400份质量分数 为25%的氨水浸泡焙烧辉钼石3～5h，随后用质量分数为30%的硝酸溶液中和，抽滤洗涤后收 集沉淀，干燥后得到高温稳定剂； （2）向反应釜中中加入苯酚、三聚氰胺、质量分数为25%的糠醛水溶液，加热升温至60～ 80℃，加入质量分数为40%的氢氧化钠溶液保温反应l～2h后，向三口烧瓶中加入高温稳定 剂、松香，继续加热升温至90～100℃，启动搅拌器，以200～250r/min转速搅拌反应3～4h， 抽真空，减压蒸馏脱水30～45min，继续保温反应，凝胶化后，出料，得到复合高温粘结剂。 所述的高温稳定型防水玻璃棉具体制备步骤中玻璃棉原料熔融温度优选为1800 ～1900℃。预热至180～200℃的复合高温粘结剂，得到玻璃棉纤维，将玻璃棉纤维置于设定 5 CN 111606558 A 说 明 书 3/7 页 温度为80～100℃的固化炉中固化，得到高温稳定型防水玻璃棉。 所述的高温稳定型防水玻璃棉具体制备步骤中所喷淋的复合高温粘结剂应先预 热至180～200℃。 所述的玻璃棉原料具体制备步骤（1）中主要原料，按总量份数计，包括60～80份废 玻璃、30～35份钠长石、12～18份硼砂、20～25份氢氧化铝。 所述的玻璃棉原料具体制备步骤（2）中悬浮浆液各组分原料，按重量份数计，包括 400～500份水、70～80份高岭土、20～30份粉碎颗粒、10～15份钛白粉、20～22份磷酸铝。 所述的旋蒸液具体制备步骤中蒸馏过程在水浴温度80～90℃和0.1MPa的气压条 件下进行。 所述的旋蒸液具体制备步骤中所加入盐酸和氢氧化钠溶液质量分别为秸秆灰的 80～100倍和50～60倍。 所述的复合高温粘结剂具体制备步骤（1）中低温煅烧温度控制为200～250℃。 所述的复合高温粘结剂具体制备步骤（1）中主要原料，按重量份数计，包括100～ 120份苯酚、40～50份三聚氰胺、400～500份质量分数为25%的糠醛水溶液、30～35份质量分 数为40%的氢氧化钠溶液、10～15份高温稳定剂、8～10份松香。 本发明的有益效果是： （1）本发明以苯酚、糠醛水溶液为原料，添加松香、高温稳定剂，在碱性条件下加热保温 反应、抽真空脱水得到复合高温粘结剂，混合放入坩埚炉中，高温熔融得到熔融玻璃液，经 过离心喷吹、喷射旋蒸液和高温粘结剂，再集束后烘干固化得到高温稳定型防水玻璃棉，本 发明中所制备高温稳定剂原料来自辉钼矿石，含有部分硫化合物可使复合高温粘结剂中酚 醛树脂与聚三聚氰胺产生交联作用，提高耐高温稳定性能，复合高温粘结剂中酚醛树脂和 三聚氰胺胶都是防水性树脂，并且松香也能提高这两种树脂的憎水性，能够有效对玻璃棉 起到防水效果，所用的旋蒸液能够在玻璃纤维表面形成一层二氧化硅气凝胶，二氧化硅气 凝胶密度低，含气量高，能够有效降低玻璃棉的整体导热系数，提高玻璃棉的高温稳定性 能； （2）本发明先用200～250℃的低温煅烧处理，预氧化使矿物微膨胀，再以湿法先用氨水 浸出钼元素，再加入盐酸把钼沉淀成钼酸，钼酸溶于氨水中,使钼转化成仲钼酸铵而结晶析 出，再进行热烘处理得到高温稳定剂，高温稳定剂的主要成分为钼酸和钼盐的混合物，由于 过渡金属钼以化学键的形式键合于复合树脂分子主链中，形成O-Mo-O结构连接苯环，由于 O-Mo-O键的键能远大于C-O-C键的键能，其热分解中断键所需能量较高，故能提高复合高温 粘结剂热分解温度，过渡元素钼的阳离子具有显著的缺电子性，在高温时能捕获裂解反应 中产生的自由基，抑制断链，使树脂残炭率得到提高，有利于外部粘结剂树脂骨架结构保 持，有效提高玻璃棉的高温稳定性能，具有广阔的应用前景。
本发明属于玻璃棉技术领域，具体涉及一种高温稳定型防水玻璃棉的制备方法。本发明以苯酚、糠醛水溶液为原料，集束后烘干固化得到高温稳定型防水玻璃棉，本发明中所制备高温稳定剂原料来自辉钼矿石，含有部分硫化合物酚醛树脂与聚三聚氰胺产生交联作用，提高耐高温稳定 全部
背景技术：
玻璃棉属于无机绝热材料，是绝热材料领域中重要的成员，它不仅具有不燃、导热 系数小、化学稳定性好等优良性能，还可以采用与其他材料复合或深加工，扩大制品的应用 领域。因玻璃棉制品已越来越广泛地应用于建筑、冶金、石油、化工、国防军工等行业和高新 技术行业，在国民经济发展中发挥了重要作用。 然而玻璃棉的脆性较大，机械强度一般较低，长时间使用容易出现纤维素断裂的 情况。同时玻璃棉属于导热系数小的绝热材料也是相对于其他原料而言的，玻璃棉表面粘 附有粘合剂，粘合剂受热容易产生发粘甚至导致玻璃棉变形的现象，因此，将玻璃棉作为绝 热层进行使用时，为了不影响玻璃棉的使用效果和使用寿命，极大的降低玻璃棉的导热系 数，进一步提高其在高温条件的稳定性，具有重要的价值。 玻璃棉是一种人造无机纤维，属于玻璃纤维中的一个类别。玻璃棉采用石英砂、石 灰石、白云石等天然矿石为主要原料，配合一些纯碱、硼砂等化工原料熔成玻璃，并把熔融 玻璃纤维化，加以热固性树脂为主的环保型配方粘结剂加工而成，是一种无机质纤维。玻璃 棉具有成型好、体积密度小、热导率彽、保温绝热、吸音性能好、耐腐蚀、化学性能稳定等特 点；典型的多孔性吸声材料，具有良好的吸声特性。常见的单纯玻璃棉阻燃隔热效果差，不 能够满足现代社会对玻璃棉阻燃隔热效果的需求，限制了玻璃棉的广泛应用。因此，有必要 对现有玻璃棉的阻燃性能进行进一步的提高，以满足玻璃棉的使用需求。 玻璃棉作为保温吸引隔热材料，广泛应用于石油、化工、建筑、保温、吸音和隔热等 领域，市场上的高密度玻璃棉板材主要为国家标准GB/T13350里规定的48kg/cm3×50mm、 64kg/cm3×50mm等采用传统工艺酚醛树脂为粘结剂的产品，其板材一般厚度不超过50mm， 无法满足高寒地区、边海防地区等客户对高密度、高面积密度、高厚度板材产品的需求，同 时原有的酚醛粘结剂板材产品经过固化后仍存在一定的甲醛释放量，具有一定的安全隐 患，不能满足当今世界对环境越来越高的要求，业限制了传统工艺的玻璃棉板在其它领域 的推广应用。 CN201410853918.0公开了一种玻璃棉天花板，它包括玻璃棉板层、玻纤毡层、石膏 涂料层，玻璃棉板层加有环保树脂粘结剂的离心玻璃棉纤维制得，离心玻璃棉纤维与环保 树脂粘结剂、石膏涂料的质量比为：85-93：7-15：2-3；其制备方法为将环保树脂粘结剂以雾 化状态均匀的喷射在离心玻璃棉纤维表面，再经集棉机集棉、压缩输送进入固化炉固化，得 到玻璃棉板,然后对其进行玻纤毡贴面，再根据不同的装饰花纹进行压缩石膏涂料喷涂；与 现有技术相比，该方案可根据客户的要求制得形态丰富多样的玻璃棉天花板，该天花板不 仅有好的保温隔热、吸音、防火作用，还不掉落粉尘，无甲醛释放，无损使用者健康，而且它 重量轻，能减少对建筑物的载荷要求，更便于搬运与安装。 玻璃棉属于玻璃纤维中的一个类别，是一种人造无机纤维，玻璃棉是将熔融玻璃 4 CN 111606558 A 说 明 书 2/7 页 纤维化，形成棉状的材料，化学成分属玻璃类，是一种无机质纤维，具有成型好、体积密度 小、热导率低、保温绝热、吸音性能好、耐腐蚀、化学性能稳定，然而现有的玻璃棉卷不具有 防水的功能、高温稳定性较差、受热易变性等问题不能满足使用中的使用需求。 因此，发明一种优良的玻璃棉对玻璃棉技术领域具有积极意义。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题，针对目前玻璃棉作为绝热材料时高温稳定性能一 般，容易受热变形，并且普通玻璃棉不具备防水功能，使其应用受限的缺陷，提供了一种高 温稳定型防水玻璃棉的制备方法。 为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是： 一种高温稳定型防水玻璃棉的制备方法，其特征在于具体制备步骤为： 将玻璃棉原料放入坩埚炉中，在氮气保护下加热升温，得到熔融玻璃液，将熔融玻璃液 玻璃棉离心机进行离心喷吹得到玻璃纤维，待玻璃纤维表面冷却至100～120℃，对玻璃纤 维用喷雾装置喷射旋蒸液，形成一团白雾状凝胶后，再喷淋复合高温粘结剂，得到玻璃棉纤 维，将玻璃棉纤维置于设定温度为80～100℃的固化炉中固化，得到高温稳定型防水玻璃 棉； 所述的玻璃棉原料具体制备步骤为： （1）将废玻璃、钠长石，放入水中进行水洗除杂，收集除杂后的沉淀颗粒，将沉淀颗粒置 于烘箱中烘干，再与硼砂、氢氧化铝进行混合，并置于粉碎机中进行粉碎，过100目筛，收集 得到粉碎颗粒； （2）向水中加入高岭土、粉碎颗粒、钛白粉、磷酸铝，搅拌分散制成悬浮浆液，随后放入 行星球磨机中湿磨，将所得球磨液过滤取沉淀，置于设定温度为70～80℃的烘箱中烘干后 得到玻璃棉原料； 所述的旋蒸液具体制备步骤为： 将秸秆完全燃烧后收集得到秸秆灰，将所得秸秆灰分散于质量分数为5%的稀盐酸溶 液，搅拌处理30～35min后，进行抽滤，并用蒸馏水洗涤，随后加入质量分数为20%的氢氧化 钾溶液中，加热升温至120～150℃，保温20～30min，过滤得到滤液，置于旋转蒸馏装置中， 蒸馏10～15min，得到旋蒸液； 所述的复合高温粘结剂具体制备步骤为： （1）按重量份数计，400～500份辉钼矿石放入电阻炉中，在通入空气的条件下，加热升 温，低温煅烧3～5h，得到焙烧辉钼石，将焙烧辉钼石倒入反应釜中，用300～400份质量分数 为25%的氨水浸泡焙烧辉钼石3～5h，随后用质量分数为30%的硝酸溶液中和，抽滤洗涤后收 集沉淀，干燥后得到高温稳定剂； （2）向反应釜中中加入苯酚、三聚氰胺、质量分数为25%的糠醛水溶液，加热升温至60～ 80℃，加入质量分数为40%的氢氧化钠溶液保温反应l～2h后，向三口烧瓶中加入高温稳定 剂、松香，继续加热升温至90～100℃，启动搅拌器，以200～250r/min转速搅拌反应3～4h， 抽真空，减压蒸馏脱水30～45min，继续保温反应，凝胶化后，出料，得到复合高温粘结剂。 所述的高温稳定型防水玻璃棉具体制备步骤中玻璃棉原料熔融温度优选为1800 ～1900℃。预热至180～200℃的复合高温粘结剂，得到玻璃棉纤维，将玻璃棉纤维置于设定 5 CN 111606558 A 说 明 书 3/7 页 温度为80～100℃的固化炉中固化，得到高温稳定型防水玻璃棉。 所述的高温稳定型防水玻璃棉具体制备步骤中所喷淋的复合高温粘结剂应先预 热至180～200℃。 所述的玻璃棉原料具体制备步骤（1）中主要原料，按总量份数计，包括60～80份废 玻璃、30～35份钠长石、12～18份硼砂、20～25份氢氧化铝。 所述的玻璃棉原料具体制备步骤（2）中悬浮浆液各组分原料，按重量份数计，包括 400～500份水、70～80份高岭土、20～30份粉碎颗粒、10～15份钛白粉、20～22份磷酸铝。 所述的旋蒸液具体制备步骤中蒸馏过程在水浴温度80～90℃和0.1MPa的气压条 件下进行。 所述的旋蒸液具体制备步骤中所加入盐酸和氢氧化钠溶液质量分别为秸秆灰的 80～100倍和50～60倍。 所述的复合高温粘结剂具体制备步骤（1）中低温煅烧温度控制为200～250℃。 所述的复合高温粘结剂具体制备步骤（1）中主要原料，按重量份数计，包括100～ 120份苯酚、40～50份三聚氰胺、400～500份质量分数为25%的糠醛水溶液、30～35份质量分 数为40%的氢氧化钠溶液、10～15份高温稳定剂、8～10份松香。 本发明的有益效果是： （1）本发明以苯酚、糠醛水溶液为原料，添加松香、高温稳定剂，在碱性条件下加热保温 反应、抽真空脱水得到复合高温粘结剂，混合放入坩埚炉中，高温熔融得到熔融玻璃液，经 过离心喷吹、喷射旋蒸液和高温粘结剂，再集束后烘干固化得到高温稳定型防水玻璃棉，本 发明中所制备高温稳定剂原料来自辉钼矿石，含有部分硫化合物可使复合高温粘结剂中酚 醛树脂与聚三聚氰胺产生交联作用，提高耐高温稳定性能，复合高温粘结剂中酚醛树脂和 三聚氰胺胶都是防水性树脂，并且松香也能提高这两种树脂的憎水性，能够有效对玻璃棉 起到防水效果，所用的旋蒸液能够在玻璃纤维表面形成一层二氧化硅气凝胶，二氧化硅气 凝胶密度低，含气量高，能够有效降低玻璃棉的整体导热系数，提高玻璃棉的高温稳定性 能； （2）本发明先用200～250℃的低温煅烧处理，预氧化使矿物微膨胀，再以湿法先用氨水 浸出钼元素，再加入盐酸把钼沉淀成钼酸，钼酸溶于氨水中,使钼转化成仲钼酸铵而结晶析 出，再进行热烘处理得到高温稳定剂，高温稳定剂的主要成分为钼酸和钼盐的混合物，由于 过渡金属钼以化学键的形式键合于复合树脂分子主链中，形成O-Mo-O结构连接苯环，由于 O-Mo-O键的键能远大于C-O-C键的键能，其热分解中断键所需能量较高，故能提高复合高温 粘结剂热分解温度，过渡元素钼的阳离子具有显著的缺电子性，在高温时能捕获裂解反应 中产生的自由基，抑制断链，使树脂残炭率得到提高，有利于外部粘结剂树脂骨架结构保 持，有效提高玻璃棉的高温稳定性能，具有广阔的应用前景。
