轻质粉煤灰纤维吸声板及其制备方法

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。

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%

聚乙烯醇 1～3wt%

辅料 0～2wt%；

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%；

所述的辅料为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，所述的表面改性剂选自阳离子型聚丙烯酰胺或羧甲基纤维素；

上述轻质粉煤灰纤维吸声板的制备方法，包括如下步骤：(1)配料：将聚乙烯醇配制成质量浓度为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1～3wt％；

(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。

2.根据权利要求1所述的轻质粉煤灰纤维吸声板，其特征在于，由如下的组分组成：粉煤灰纤维 95～96wt%

聚乙烯醇 2～3wt%

辅料 1～2wt%。

3.根据权利要求1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1～10μm。

说明书

轻质粉煤灰纤维吸声板及其制备方法

技术领域

[0001] 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

[0002] 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。

[0003] 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。

[0004] 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。

[0005] 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。

[0006] 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。

[0007] 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。

[0008] 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

[0009] 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。

[0010] 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：

[0011] 粉煤灰纤维 95～98wt％

[0012] 聚乙烯醇 1～3wt％

[0013] 辅料 0～2wt％

[0014] 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：

[0015] 粉煤灰纤维 95～96wt％

[0016] 聚乙烯醇 2～3wt％

[0017] 辅料 1～2wt％

[0018] 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1～10μm，其优选范围为3～7μm；

[0019] 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％；

[0020] 所述的辅料包含消泡剂和表面改性剂。

[0021] 所述的消泡剂选自辛醇、磷酸三丁酯或有机硅乳液；

[0022] 所述有机硅乳液的质量固含量为10～60％；

[0023] 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。

[0024] 所述的轻质粉煤灰纤维吸声板的制备方法，包括如下步骤：

[0025] (1)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1～3wt％；

[0026] (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。

[0027] (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。

[0028] 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3
≤500kg/m，断裂载荷≥40N，抗弯强度≥1MPa；本发明中所制备的轻质粉煤灰纤维吸声板
3
体积密度为220～300kg/m，断裂载荷为41～50N，抗弯强度为1.1～1.5MPa，符合标准要求，可用于吊顶等装饰材料。

[0029] 本发明所制备的轻质粉煤灰纤维吸声板具有以下优点：

[0030] (1)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。

[0031] (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。

[0032] (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。

[0033] (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。

具体实施方式

[0034] 实施例1

[0035] 称取聚乙烯醇(2398)200g置于2.3L水中，加热至85℃搅拌溶解，得到质量百分比浓度为8wt％的聚乙烯醇水溶液。

[0036] 粉煤灰纤维吸声板的配方(重量百分比)为：

[0037]

[0038] 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0.1MPa下压制成型，得到粉煤灰纤维湿板坯，然后将其加热至105℃干燥，切割去边后得到轻质粉煤灰纤维吸声板。

[0039] 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/3
m，断裂载荷50N，抗弯强度1.5MPa。

[0040] 实施例2

[0041] 称取聚乙烯醇(2088)200g置于3.1L水中，加热至90℃搅拌溶解，得到质量百分比浓度为6wt％的聚乙烯醇水溶液。

[0042] 粉煤灰纤维吸声板的配方(重量％)为：

[0043] 粉煤灰纤维 98％

[0044] 聚乙烯醇 2％

[0045] 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0.04MPa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。

[0046] 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3
260kg/m，断裂载荷42N，抗弯强度1.3MPa。

[0047] 实施例3

[0048] 称取聚乙烯醇(1988)200g置于4.8L水中，加热至85℃搅拌溶解，得到质量百分比浓度为4wt％的聚乙烯醇水溶液。

[0049] 粉煤灰纤维吸声板的配方(重量％)为：

[0050] 粉煤灰纤维 98％

[0051] 聚乙烯醇 1％

[0052] 羧甲基纤维素 1％

[0053] 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1.5wt％，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0.04MPa下压制成型，得到粉煤灰纤维湿板坯。然后将其加热至110℃干燥，切割去边后得到轻质粉煤灰纤维吸声板。

[0054] 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3
240kg/m，断裂载荷41N，抗弯强度1.1MPa。

[0055] 实施例4

[0056] 称取聚乙烯醇(2088)200g溶于2.3L水中，加热至95℃搅拌溶解，得到质量百分比浓度为8wt％的聚乙烯醇水溶液。

[0057] 粉煤灰纤维吸声板的配方(重量)为：

[0058]

[0059] 其中：有机硅树脂乳液的用量以干基计算。

[0060] 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1wt％，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0.1MPa下压制成型，然后将其加热至115℃干燥，切割去边后得到轻质粉煤灰纤维吸声板。

[0061] 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3
300kg/m，断裂载荷46N，抗弯强度1.4MPa。

[0062] 实施例5

[0063] 称取聚乙烯醇(1788)200g溶于3.8L水中，加热至95℃搅拌溶解，得到质量百分比浓度为5wt％的聚乙烯醇水溶液。

[0064] 粉煤灰纤维吸声板的配方(重量)为：

[0065]

[0066] 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0.04MPa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。

[0067] 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