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新型轻质矿棉吸声板的研制

时间:2016-09-05 09:22来源:未知 作者:admin 点击:
北新建材涿州分公司立足自身产品和生产工艺特点出发,首次对矿藏量丰富的含硅轻质填料引入矿棉吸声板的生产进行了试验研究。


一、项目背景

矿棉吸声板是以粒状棉为主要原材料、凹凸棒状粘土为填料和粘结剂、辅料通过湿法成型制成的一种轻质板材,具有很好装饰和吸声降噪性能,常被作为室内吊顶和贴壁材料,以改善室内的声学效果。其生产过程中需要消耗大量的粒状棉、凹凸棒状粘土,但是近年来逐步面临粒状棉生产环境、能源消耗状况不断严峻,凹凸棒状粘土原矿开采受到国家政策性管制,开采容量现状也不容乐观。所以如何降低单位产品中的粒状棉的使用量、以及取代凹凸棒状粘土成为一个不可忽视的问题。而含硅轻质填料是一种轻质无机粘土类物质,国内已探明储量3.2亿吨,现已具有一大批的开采、加工技术成熟的企业,因此具有很大的应用潜能。

二、创新内容
北新建材涿州分公司立足自身产品和生产工艺特点出发,首次对矿藏量丰富的含硅轻质填料引入矿棉吸声板的生产进行了试验研究。本项目通过对该含硅轻质填料特性和表面官能团的研究,含硅轻质填料的表面被大量的活性羟基所覆盖,可有效的与高分子有机絮凝剂聚丙烯酰胺(以下使用AA代替)吸附,形成4-5mm的絮团,形成的絮团在成型脱水的时候有效的留在粒状棉纤维交织的孔隙中,流失率能有效的降低至3%,从而使含硅轻质填料起到对板材内部填充的作用,同时可以代替部分的凹凸棒状粘土,降低凹凸棒状粘土的用量。当含硅轻质填料与AA的添加比例为4.73:1,形成的絮团尺寸适中,料浆悬浮性能好,含硅轻质填料流失率仅为2.8%,有效的填充在板材的内部。

本项目使用的含硅轻质填料表观堆积密度为300kg/m3-500kg/m3,与矿棉吸声板密度接近。因此该种填料引进后,有效的填充在纤维交织的空隙中,板材内部结构更加致密,而板材的密度保持不变。因此本项目将板材的密度由340kg/m3-350kg/m3降低至310kg/m3-320kg/m3,含硅轻质填料有效的填充了因低密度增大的内部空隙,因此使板材表面平整光滑。图1为板材断面微观结构图,由图可以看出含硅轻质填料分散纤维之间,可以将相邻的散乱的纤维有效的粘结起来,从而增加了板材的强度。经过测试,密度在310kg/m3-320kg/m312mm厚板材抗折强度均大于100N(测试样尺寸150×200mm

本项目最终研制出一种新型轻质矿棉吸声板,其产品性能均优于GB/T 25998-2010中对产品性能的要求。

1)、轻质化。其产品体积密度仅为300-325kg/m3,而同样作为吊顶的石膏板和硅酸钙板体体积密度为684kg/m3750 kg/m3,因此这种新型轻质矿棉吸声板作为吊顶或贴壁材料重量远小于石膏板和硅酸钙板,大大降低了建筑物载荷。

2)板材强度高。含硅轻质填料引进后,对板材内部进行有效填充和粘结,提高了板材强度,板材的抗折强度均大于100N,远远高于国标(≥60N)的要求,可以制作较大规格尺寸的板材,拓展了板材的使用范围,实现不同的装饰风格。同时因为含硅轻质填料引入后,有效的填充了表面纤维交织的孔隙,阻止了空气中水分进入板材内部,板材的受潮挠度(标准:4085%RH24hr,≤3.5mm仅有1.1mm,强度的提高以及抵御高温高湿环境变形的能力提高,很好的提高了板材的使用安全性和寿命。

3)另外疏松的内部结构,使这种板材的热阻只有0.22m2·K/W,而纸面石膏板热阻为0.16 m2·K/W,因此作为室内吊顶和贴壁材料,可有效的降低室内与室外的热交换效率,起到隔热保温节能的效果,使建筑更加节能。

4)矿棉吸声板由于内部具有纤维交织形成的大量孔隙,因此具有优异吸声降噪性能。本项目通过含硅轻质填料的引进,降低了产品密度,使得板材内部孔隙数目增加,更加有利于板材对声波的吸收。按照“刚性壁、混响室法”测出板材的降噪系数(NRC)为0.55,大于国标中0.5的要求,因此具有很好的吸声降噪性能,能有效的改善室内的声学效果。

5)防火阻燃性能优异。含硅轻质填料本质为一种无机粘土,制作的板材有机物含量低于5%,产品完全满足GB8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》A级防火板材的要求,当火灾发生时,自身不燃并且不助长火灾的蔓延。

6)含硅轻质填料具有储量大、价格低廉的特点,并且只需常温开采、加工便可应用到矿棉吸声板中,与粒状棉和膨化珍珠岩相比是一种能耗低、绿色生产的方式。

三、项目成果

此项目通过添加10%-20%的含硅轻质填料研制出一种新型的轻质矿棉吸声板,粒状棉和凹凸棒状粘土的消耗情况与原生产水平比较,可有效的降低粒状棉的单耗2.8%-5%,凹凸棒状粘土单耗降低8%-16%,折算每平米节降低成本0.265/m2,按年产800万平米的一条矿棉吸声板生产线计算经济效益,年产生经济效益约212万。一种轻质填料的配方已申报发明专利,并且已被受理,专利号为201510245669.1

20148-12月,共生产此类产品153万平米,投放市场后取得客户的一致好评。例如:中国国际航空公司北京三元桥航空大厦使用该产品的593*593*12mm平板满天星产品作为吊顶材料,共计23000平米,性能优异,装饰效果美观大方。
咨询电话:400-898-5566


(责任编辑:admin)

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