专利名称：轻质粉煤灰纤维吸声板及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种无机纤维轻质保温吸声板，具体地说涉及一种轻质粉煤灰纤维吸声板及其制备方法。
背景技术：
粉煤灰是火力发电厂煤炭燃烧后的工业固体废弃物，中国的能源结构过度依赖于煤炭，导致粉煤灰的排放量与日俱增，已成为国内工业固体废弃物的最大来源之一。排放的粉煤灰在贮灰场长期储放容易造成空气、水体、土壤等污染，危害人体健康，因此对粉煤灰进行综合利用势在必行。在此过程中，可将粉煤灰通过熔融、拉丝等工艺过程生产出超细粉煤灰纤维，进而根据粉煤灰纤维的阻燃、保温、隔热等性能，用于制备各类建筑装饰板材，从而实现对固体废弃物粉煤灰的综合利用。当前市场上各类无机建筑装饰板材种类繁多，由于板材原料不同，功能也相差较 大，主要类别包括石膏板、矿棉板、金属板等。石膏板防火抗震，施工简便，但板缝处易产生开裂，同时使用较长时间的石膏板会发生粉化、下陷等现象。矿棉板具有较好的吸声性能，隔音、隔热、防火，价格适中，但矿棉板在一定的载荷下易产生下挠现象，潮湿环境下的耐水性也存在问题。金属板拆卸安装方便，潮湿等不良环境下均可使用，适用范围广，但其价格较高，难于推广。专利文献CN1699242A公开了一种矿棉吸声板，在制备过程中主要采用淀粉作胶黏剂，防水性能较为一般，长期使用容易因吸水而导致板材下挠。专利文献CN101497513A公开了一种轻质矿棉板，该发明通过在纯矿棉板中添加珍珠岩颗粒，减轻了矿棉板的重量，但在板材中采用淀粉作为胶黏剂，容易产生霉变等问题。专利文献CN101591193A公开了一种陶瓷纤维板，由硅酸铝纤维、有机结合剂、无机结合剂和添加剂组成。这种陶瓷纤维板生产工艺简单，具有较好的耐高温性能；但该板材中无机结合剂含量较高，在烘干过程中，无机结合剂向表面迁移，导致纤维板内外强度不一致。专利文献CN101580370A公开了一种高效防水石膏板，该石膏板强度较高，防水防潮，无毒无污染；但石膏板缝隙处易开裂，长期使用易产生下陷等问题。专利文献CN101250039A公开了一种粉煤灰纤维板材的制备技术，将粉煤灰纤维加热并均匀喷洒丙烯酸类树脂乳液，热压成型，干燥后得到粉煤灰纤维板，再于板上均匀喷洒抗水剂溶液。该粉煤灰纤维板材具有质轻、抗水、阻燃等特点，但采用喷涂方法制备的粉煤灰纤维板内外不均一，性能受到影响。
发明内容
本发明的目的是公开一种轻质粉煤灰纤维吸声板及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。
所述的轻质粉煤灰纤维吸声板，由如下重量百分数的组分组成 粉煤灰纤维 95 98wt %聚乙烯醇I 3wt%辅料O 2wt%优选的，所述的轻质粉煤灰纤维吸声板，由如下重量百分数的组分组成粉煤灰纤维 95 96wt%聚乙烯醇2 3wt%辅料I 2wt%
所述的粉煤灰纤维可采用CN1579978A专利文献披露的方法制备，纤维直径为I 10 μ m，其优选范围为3 7μ ;所述的聚乙烯醇聚合度为1700 2300中的一种或两种，醇解度为78% 98% ;所述的辅料包含消泡剂和表面改性剂。所述的消泡剂选自辛醇、磷酸三丁酯或有机硅乳液；所述有机娃乳液的质量固含量为10 60% ；所述的表面改性剂选自阳离子型聚丙烯酰胺或羧甲基纤维素。所述的轻质粉煤灰纤维吸声板的制备方法，包括如下步骤(I)配料将聚乙烯醇配制成为质量含量为3 8%的水溶液，将粉煤灰纤维、聚乙烯醇溶液、辅料和水混合，搅拌，制成粉煤灰纤维浆料，其中粉煤灰纤维的质量浓度为I 3wt % ；(2)成型将粉煤灰纤维浆料通过纱网抄取、注模，压制成型，得到粉煤灰纤维湿板还。(3)干燥湿板坯在室温下自然干燥或加热干燥，即获得轻质粉煤灰纤维吸声板。按上述方法制备得到的轻质粉煤灰纤维吸声板参考标准《JC 670-1997矿渣棉装饰吸声板》对其体积密度、断裂载荷和抗弯强度进行测试。此标准要求板材体积密度(500kg/m3，断裂载荷彡40N，抗弯强度彡IMPa ;本发明中所制备的轻质粉煤灰纤维吸声板体积密度为220 300kg/m3，断裂载荷为41 50N，抗弯强度为I. I I. 5MPa，符合标准要求，可用于吊顶等装饰材料。本发明所制备的轻质粉煤灰纤维吸声板具有以下优点(I)利用粉煤灰纤维制备粉煤灰纤维建筑板材可消耗大量的粉煤灰，有利于保护环境。(2)选用聚乙烯醇作为胶黏剂，不含醛、苯类等有机溶剂，安全无毒，绿色环保。(3)按此方法制备的轻质粉煤灰纤维吸声板体积密度小，可减轻建筑物的负荷。(4)用此方法制备的轻质粉煤灰纤维吸声板具有较好的吸声、吸音性能，可用于吊顶吸声板等装饰材料。
具体实施例方式实施例I称取聚乙烯醇(2398)200g置于2. 3L水中，加热至85°C搅拌溶解，得到质量百分比浓度为8wt %的聚乙烯醇水溶液。
粉煤灰纤维吸声板的配方(重量百分比)为
粉煤灰纤维95 % 聚乙烯醇3% 竣甲基纤维素1.5% 辛醇0.5 %按上述配方分别称取聚乙烯醇水溶液、羧甲基纤维素、辛醇和粉煤灰纤维，投入反应釜中(均按粉煤灰纤维干基计)，加入适量的水，使粉煤灰纤维浓度为2wt%，搅拌均匀即成粉煤灰纤维浆料。将粉煤灰纤维浆料通过纱网抄取、注模，在O. IMPa下压制成型，得到粉煤灰纤维湿板坯，然后将其加热至105°C干燥，切割去边后得到轻质粉煤灰纤维吸声板。按上述配方和方法所制备的轻质粉煤灰纤维吸声板参照《JC 670-1997矿渣棉装 饰吸声板》，分别对其体积密度、断裂载荷以及抗弯强度进行测试，结果为体积密度300kg/m3,断裂载荷50N，抗弯强度I. 5MPa。实施例2称取聚乙烯醇(2088)200g置于3. IL水中，加热至90°C搅拌溶解，得到质量百分比浓度为6wt %的聚乙烯醇水溶液。粉煤灰纤维吸声板的配方(重量％ )为粉煤灰纤维98%聚乙烯醇2%按上述配方分别称取粉煤灰纤维、聚乙烯醇水溶液(按粉煤灰纤维干基计)投入反应釜中，加入适量的水，调节粉煤灰纤维质量浓度为3wt %，搅拌均匀后得到粉煤灰纤维浆料。将粉煤灰纤维浆料通过纱网抄取、注模，在O. 04MPa下压制成型，得到粉煤灰纤维湿板坯。然后将其自然晾干，切割去边后得到轻质粉煤灰纤维吸声板。按上述配方和方法所制备的轻质粉煤灰纤维吸声板参照《JC 670-1997矿渣棉装饰吸声板》，分别对其体积密度、断裂载荷以及抗弯强度进行测试，结果如下体积密度260kg/m3,断裂载荷42N，抗弯强度I. 3MPa。实施例3称取聚乙烯醇(1988)200g置于4. 8L水中，加热至85°C搅拌溶解，得到质量百分比浓度为4wt %的聚乙烯醇水溶液。粉煤灰纤维吸声板的配方(重量％ )为粉煤灰纤维98%聚乙烯醇1%羧甲基纤维素 1%按上述配方分别称取粉煤灰纤维、聚乙烯醇水溶液、羧甲基纤维素投入反应釜中(均按粉煤灰纤维干基计)，加入适量的水，使粉煤灰纤维质量浓度为I. 5wt%,搅拌均匀得到粉煤灰纤维浆料。将粉煤灰纤维浆料通过纱网抄取、注模，在O. 04MPa下压制成型，得到粉煤灰纤维湿板坯。然后将其加热至110°C干燥，切割去边后得到轻质粉煤灰纤维吸声板。
按上述配方和方法所制备的轻质粉煤灰纤维吸声板参照《JC 670-1997矿渣棉装饰吸声板》，分别对其体积密度、断裂载荷以及抗弯强度进行测试，结果如下体积密度为240kg/m3，断裂载荷41N，抗弯强度I. IMPa0实施例4称取聚乙烯醇(2088)200g溶于2. 3L水中，加热至95°C搅拌溶解，得到质量百分比浓度为8wt %的聚乙烯醇水溶液。粉煤灰纤维吸声板的配方(重量)为 粉煤灰纤维96%
聚乙烯醇3%
阳离子型聚丙烯酰胺 0.8%
有机硅树脂乳液0.2份其中有机硅树脂乳液的用量以干基计算。按上述配方分别称取粉煤灰纤维、聚乙烯醇水溶液、阳离子型聚丙烯酰胺、有机硅乳液(固含量30wt% )投入反应釜中，加入适量的水，保持粉煤灰纤维质量浓度为lwt%，混合并搅拌均匀制备得到粉煤灰纤维浆料。将粉煤灰纤维浆料通过纱网抄取、注模，在O. IMPa下压制成型，然后将其加热至115°C干燥，切割去边后得到轻质粉煤灰纤维吸声板。按上述配方和方法所制备的轻质粉煤灰纤维吸声板参照《JC 670-1997矿渣棉装饰吸声板》，分别对其体积密度、断裂载荷以及抗弯强度进行测试，结果如下体积密度为300kg/m3,断裂载荷46N，抗弯强度I. 4MPa。实施例5称取聚乙烯醇(1788)200g溶于3. 8L水中，加热至95°C搅拌溶解，得到质量百分比浓度为5wt %的聚乙烯醇水溶液。粉煤灰纤维吸声板的配方(重量)为
粉煤灰纤维97%
聚乙烯醇2%
阳离子型聚丙烯酰胺 0.7%
磷酸三丁酯0.3%按上述配方分别称取粉煤灰纤维、聚乙烯醇水溶液、阳离子型聚丙烯酰胺、磷酸三丁酯投入反应釜中，加入适量的水，保持粉煤灰纤维质量浓度为3wt%，搅拌均匀制备得到粉煤灰纤维浆料。将粉煤灰纤维浆料通过纱网抄取、注模，在O. 04MPa下压制成型，然后将其自然晾干，切割去边后得到轻质粉煤灰纤维吸声板。按上述配方和方法所制备的轻质粉煤灰纤维吸声板参照《JC 670-1997矿渣棉装饰吸声板》，分别对其体积密度、断裂载荷以及抗弯强度进行测试，结果如下体积密度为280kg/m3,断裂载荷45N，抗弯强度I. 2MPa。实施例6称取聚乙烯醇(2398)200g溶于6. 4L水中，加热至85°C搅拌溶解，得到质量百分比浓度为3wt %的聚乙烯醇水溶液。粉煤灰纤维吸声板的配方(重量)为粉煤灰纤维 98%聚乙烯醇1.8%辛醇0.2% 按上述配方分别称取粉煤灰纤维、聚乙烯醇水溶液、辛醇投入反应釜中，加入适量的水，使粉煤灰纤维浓度为2wt%，搅拌均匀即成粉煤灰纤维浆料。将粉煤灰纤维浆料通过纱网抄取、注模，在O. 04MPa下压制成型，得到粉煤灰纤维湿板坯，然后将其自然干燥，切割去边后得到轻质粉煤灰纤维吸声板。按上述配方和方法所制备的轻质粉煤灰纤维吸声板参照《JC 670-1997矿渣棉装饰吸声板》，分别对其体积密度、断裂载荷以及抗弯强度进行测试，结果为体积密度240kg/m3,断裂载荷42N，抗弯强度I. 2MPa。
权利要求
1.轻质粉煤灰纤维吸声板，其特征在于，由如下重量百分数的组分组成粉煤灰纤维 95 98wt%聚こ烯醇I 3wt%辅料O 2wt%。
2.根据权利要求I所述的轻质粉煤灰纤维吸声板，其特征在干，由如下重量百分数的组分组成粉煤灰纤维 95 96wt%聚こ烯醇2 3wt%辅料I 2wt%。
3.根据权利要求I或2所述的轻质粉煤灰纤维吸声板，其特征在于，粉煤灰纤维的纤维直径为I 10 μ m。
4.根据权利要求3所述的轻质粉煤灰纤维吸声板，其特征在于，所述的聚こ烯醇聚合度为1700 2300中的ー种或两种，醇解度为78% 98%。
5.根据权利要求4所述的轻质粉煤灰纤维吸声板，其特征在于，所述的辅料包含消泡剂和表面改性剂。
6.根据权利要求5所述的轻质粉煤灰纤维吸声板，其特征在干，所述的消泡剂选自辛醇、磷酸三丁酯或有机硅乳液。
7.根据权利要求5所述的轻质粉煤灰纤维吸声板，其特征在干，所述的表面改性剂选自阳离子型聚丙烯酰胺或羧甲基纤维素。
8.权利要求I 7任一项轻质粉煤灰纤维吸声板的制备方法，包括如下步骤(1)配料将聚こ烯醇配制成为质量含量为3 8%的水溶液，将粉煤灰纤维、聚こ烯醇溶液、辅料和水混合，搅拌，制成粉煤灰纤维浆料，其中粉煤灰纤维的质量浓度为I 3wt% ；(2)成型将粉煤灰纤维浆料通过纱网抄取、注模，压制成型，得到粉煤灰纤维湿板坯。(3)干燥湿板坯在室温下自然干燥或加热干燥，即获得轻质粉煤灰纤维吸声板。
全文摘要
本发明提供了一种轻质粉煤灰纤维吸声板及其制备方法，由如下重量百分数的组分组成粉煤灰纤维95～98wt％，聚乙烯醇1～3wt％，辅料0～2wt％。本发明可消耗大量的粉煤灰，有利于保护环境，不含醛、苯类等有机溶剂，安全无毒，绿色环保，吸声板体积密度小，可减轻建筑物的负荷，具有较好的吸声、吸音性能，可用于吊顶吸声板等装饰材料。
文档编号C04B26/04GK102826786SQ201110158110
公开日2012年12月19日 申请日期2011年6月13日 优先权日2011年6月13日
发明者马新胜, 王程远, 蔡梦军, 李鹏, 陈建定, 王汉斌, 吴秋芳 申请人:上海华明高技术(集团)有限公司