一种保温板生产线

摘要

本发明提供了一种保温板生产线，该生产线以无机纤维和水溶性胶粘剂为原料生产保温板，包括上料、开包、开松、梳理、铺网、针刺、裁切、喷淋、挤胶、和固化成型工序。本发明通过对各工序生产设备进行研发、改造，生产得以高效率进行，停工率低，解决了各工序设备产能匹配的问题，生产的保温板满足防火、保温、无毒、具有高垂直板面抗拉强度的优势，也可以满足高容重大厚度要求。

权利要求

1.一种保温板生产线，其特征在于，该生产线以无机纤维和水溶性胶粘剂为原料生产保温板，包括上料、开包、开松、梳理、铺网、针刺、裁切、喷淋、挤胶、和固化成型工序，上料工序实施无机纤维的抓取和上料；开包和开松工序将前序通过传送带送来的纤维开包开松；

梳理工序对经过开松处理后的纤维实施梳理，并传输至铺网工序；铺网工序接收经过梳理的纤维，将纤维均匀铺设成多层纤维层；针刺工序利用针刺工艺对纤维层实施压缩；裁切工序对针刺出料宽幅方向两端的毛边进行裁切，通过传送带进入喷淋工序；喷淋工序将水溶性胶粘剂喷洒分布至无机纤维上；挤胶工序对含胶纤维进行挤压，控制纤维中的含胶量；固化成型工序采用微波固化设备，通过微波直接作用于物料中实施胶粘剂固化，并抽走固化时产生的废气，将废气燃烧处理后产生的热气回流补偿入微波固化设备，达到微波固化设备内热平衡，实施产品固化成型；

微波固化设备包括微波单元、传送带单元、出风系统和热风系统，微波单元具有腔体结构，传送带单元承载喷淋水溶性胶粘剂后的物料进入微波单元腔体，微波单元通过微波对水溶性胶粘剂实施加热固化；出风系统与微波单元连通，通过出风管道排出微波加热产生的蒸汽至热风系统，热风系统对蒸汽进行燃烧后，将燃烧后产生的热风回送至微波单元；

微波单元的内腔顶部安装有磁控管(101)，对经过磁控管(101)下方的物料微波加热；

微波单元分为预热区、固化区和后处理区，其中，预热区中磁控管功率占总功率的2/5～3/

5，实施物料烘干，固化区中磁控管功率占总功率的3/10～1/2，实施水溶性胶粘剂的加热固化，后处理区中磁控管功率占总功率的1/10，继续实施加热固化。

2.根据权利要求1所述的保温板生产线，其特征在于，开松工序中采用的设备开松机中安装磁吸件，对纤维中的铁质金属杂质进行吸附去除。

3.根据权利要求2所述的保温板生产线，其特征在于，开松机包括风机(601)、风机管道(602)、开松室(603)、开松室(603)壁面上固定的磁铁(604)、以及磁铁下方的传送带，风机(601)将纤维送入上行的风机管道(602)，由开松室(603)顶部入口进入开松室(603)，纤维下降过程中松散，其中的金属杂质在下降过程中脱离纤维被磁铁(604)磁吸住，实施除杂，传送带承接飘落的纤维，并传送至梳理工序。

4.根据权利要求3所述的保温板生产线，其特征在于，开松机上安装有监测磁铁下方传送带上落棉高度的光电继电器，通过落棉高度衡量开松机中的储棉量。

5.根据权利要求1所述的保温板生产线，其特征在于，在梳理工序中，采用的设备为梳理机；在铺网工序中，采用的设备为铺网机，梳理机包括喂入辊(401)和梳理辊组合(402)，喂入辊(401)将纤维送入梳理辊组合(402)实施纤维梳理，喂入辊(401)和梳理辊组合(402)中辊的长度为2450～3000mm；铺网机包括传送带(501)、导入辊(502)、小车(503)和底帘(504)，传送带(501)上的纤维经导入辊(502)输送至小车(503)，小车(503)在底帘(504)上方往复运动，输送的纤维在底帘(504)上铺设成纤维层，底帘(504)将纤维层带出铺网机，小车(503)的往复运动方向与底帘(504)的前进方向垂直，其中导入辊(502)和小车(503)中辊的长度均不低于梳理机中辊的长度。

6.根据权利要求5所述的保温板生产线，其特征在于，梳理机中喂入辊(401)的辊轴与除静电装置连接，除静电装置包括导线(403)和金属棒(404)，导线(403)一端连接喂入辊(401)的辊轴，另一端伸入地下连接金属棒(404)，金属棒(404)位于地下，将导线(403)传输过来的静电导入地下。

7.根据权利要求5所述的保温板生产线，其特征在于，梳理机的喂入辊(401)和梳理辊组合(402)上铺撒有滑石粉。

8.根据权利要求5所述的保温板生产线，其特征在于，铺网机中小车(503)与底帘(504)之间的落差高度为1.0～2.5m。

9.根据权利要求5所述的保温板生产线，其特征在于，铺网机上连接有除静电装置，除静电装置包括导线和金属棒，导线一端连接小车(503)中任意辊的辊轴，另一端伸入地下连接金属棒，金属棒位于地下，将导线传输过来的静电导入地下。

10.根据权利要求5所述的保温板生产线，其特征在于，铺网机的传送带(501)上方安装雾化装置，该雾化装置包括输送管路和雾化喷头(505)，输送管路将除静电剂供给至雾化喷头(505)，雾化喷头(505)的雾化方向朝上，使除静电剂扩散至空气中。

11.根据权利要求5所述的保温板生产线，其特征在于，在铺网机的底帘(504)输送方向的前方安装压棉辊(506)，该压棉辊(506)与底帘(504)之间的高度低于铺设的纤维层高度，压棉辊(506)对纤维层进行挤压。

12.根据权利要求1所述的保温板生产线，其特征在于，针刺工序包括预针刺工序和主针刺工序，采用的设备均为针刺机，预针刺工序中针刺机入口处加装辅助夹持口，该辅助夹持口为喇叭口结构，大口端朝向来料方向，小口端与针刺机入口连接。

13.根据权利要求1所述的保温板生产线，其特征在于，喷淋工序中喷淋装置为管道式喷淋装置，管道式喷淋装置包括储料罐、伺服管和喷淋管，储料罐中装有水溶性胶粘剂，通过伺服管输送至喷淋管，其中，

喷淋管为锥形管，喷淋管上每间隔2～4cm开设一个直径1～2mm的喷淋孔。

14.根据权利要求13所述的保温板生产线，其特征在于，喷淋管固定在刚性保持件上，物料传送带位于喷淋管下方，喷淋管的喷淋孔朝下，在物料传送过程中喷淋至物料上。

15.根据权利要求13所述的保温板生产线，其特征在于，储料罐内有加热装置；和/或储料罐中安装有搅拌装置。

16.根据权利要求1所述的保温板生产线，其特征在于，微波单元中设置有多个出风口(102)，各出风口连通出风系统的出风管道；出风口(102)的设置满足设备工作时预热区出风流量不低于总出风流量的3/5、固化区出风流量不低于总出风流量的3/20，后处理区无出风流量，但后处理区设置至少一个出风口。

17.根据权利要求1所述的保温板生产线，其特征在于，传送带单元包括传送带(201)，传送带(201)下部间隔安装有支撑辊(203)，支撑辊(203)与传送带(201)背面接触，使传送带(201)整体位于要求的高度。

18.根据权利要求1所述的保温板生产线，其特征在于，热风系统包括RTO焚烧炉和热风补偿管路，微波单元排出的蒸汽携带有机物进入焚烧炉燃烧，焚烧炉燃烧产生的热风经后处理区上的热风入口(103)由后处理区进入微波单元。

19.根据权利要求18所述的保温板生产线，其特征在于，RTO焚烧炉包括废气进口(301)和废气管道(302)，微波单元排出的蒸汽携带有机物由废气进口(301)进入废气管道(302)，废气进口(301)端的废气管道(302)上安装有自排水装置；

该自排水装置包括S形排水管(305)，排水管(305)一端连通废气管道(302)，废气管道(302)中聚积的水进入排水管(305)，由排水管另一端开口排出。

20.根据权利要求1所述的保温板生产线，其特征在于，微波固化设备还包括湿度监控系统和温度监控系统，湿度监控系统包括分布于微波单元各区内的湿度传感器，温度监控系统包括分布于微波单元各区内的温度传感器，温度传感器和湿度传感器分别监测微波单元各区内的温度和湿度。

21.根据权利要求15至20之一所述的保温板生产线，其特征在于，固化成型工序包括如下步骤：

步骤1，根据产能，确定微波固化设备各区功率大小、出风口流量分布及设置、热能补偿量、以及传送带速度；

步骤2，在微波固化设备启用阶段，各区微波随物料进程开启；当物料走过预热区后，打开出风系统，当物料走过固化区后，打开热风系统；其中，预热区中磁控管功率占总功率的

2/5～3/5，固化区中磁控管功率占总功率的3/10～1/2，后处理区中磁控管功率占总功率的

1/10；预热区中出风流量不低于总出风流量的3/5，固化区中出风量不低于总出风流量的3/

20，后处理区无出风流量；

步骤3，物料出微波固化设备且微波固化设备建立热环境平衡后，依据功率分区进行磁控管关停调整，其中，关闭预热区1/5～1/4功率，关闭后处理区全部功率。

22.根据权利要求1所述的保温板生产线，其特征在于，固化成型工序还包括二次固化过程；

一次固化后进行空冷，降温至70℃以下，再次进入恒温加热设备，加热进行二次固化。

23.根据权利要求22所述的保温板生产线，其特征在于，二次固化设备采用与一次固化时相同功率分布的微波固化设备，或者采用用于生产线的加热炉或者烘房，若采用微波固化设备，则开启微波固化设备的全部磁控管，以一次固化时行进速度的3～3.5倍速度进入微波固化设备；若采用加热炉或者烘房，二次固化在160～265℃加热20～50min。

说明书

一种保温板生产线

技术领域

[0001] 本发明属于保温防火材料制造技术领域，特别涉及一种保温板生产线。

背景技术

[0002] 建筑行业因为外墙着火发生了一次又一次的建筑火灾，一场场的大火从一个房间迅速蔓延到整个外墙，到整个楼宇都被大火覆盖。熊熊的大火的高温以及浓烈熏人的烟气
是火灾中至伤致死的主要原因。每年都有很多鲜活的生命被建筑大火吞灭，一次又一次的
惨痛经历告诉我们目前市面上同时具备防火和高保温并且无毒的产品，能保住人民生命和
财产安全的产品，是稀缺的。故而本单位投入大量人物力对保温板进行了研发，获得了一种
新型保温板，该新型保温板以无机纤维和胶粘剂为主，解决了市面上防火材料不保温，保温
材料不防火的困境，同时具有绿色无毒等特点。随着新型保温板技术逐渐成熟稳定，市场需
求愈发明显，批量化生产、供应新型保温板成为迫在眉睫的问题。

[0003] 但该种保温板属于新材料新技术，市面并无现成生产线设备和工艺可以参考。新的生产线需要解决如下问题：

[0004] (1)市面常见的针刺毡编制行业产品和设备无法满足本新型保温板的容重以及厚3
度需求，目前的保温板厚度不大于25mm，容重普遍不高于150kg/m ，保温板用于制作外墙结
构时，高容重利于墙体抗冲击性和高垂直板面抗拉强度，而较大厚度保温板适用于对保温
性能有高要求的方面；

[0005] (2)市面常见复合材料固化炉的热传递技术和设备，亦不能满足该种低导热新型保温板的快速固化需求，如果采用常规加热炉或者烘房，固化时间非常长，加压困难，并且
成本高，不符合批量化生产线的时间节拍的需求；

[0006] (3)实验室状态原材料配方中与其他防火保温材料一样燃烧致毒的助剂在生产线批产时候也需要尽量避免使用，以满足绿色无毒的要求；

[0007] (4)在流水线上各工艺阶段需要做到产能匹配，才能保证生产节拍，前后各序统一速度才不会断档或者积压。

[0008] 因而，有必要研发一条新型的保温板生产线，以满足防火、保温、无毒、具有高垂直板面抗拉强度的新型保温板的批量化生产需求。

发明内容

[0009] 为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种保温板生产线，实现了多个行业设备首次跨领域跨行业串联，该保温板生产线包括上料、开包、开松、梳
理、铺网、针刺、裁切、喷淋、挤胶、固化、和切割工序，通过对各工序生产设备进行研发、改
造，生产得以高效率进行，停工率低，解决了各工序设备产能匹配的问题，生产的保温板满
足防火、保温、无毒、高垂直板面抗拉强度的优势，也可以满足高容重大厚度要求，从而完成
本发明。

[0010] 本发明提供了的技术方案如下：

[0011] 一种保温板生产线，该生产线以无机纤维和水溶性胶粘剂为原料生产保温板，包括上料、开包、开松、梳理、铺网、针刺、裁切、喷淋、挤胶、和固化成型工序，上料工序实施无
机纤维的抓取和上料；开包和开松工序将前序通过传送带送来的纤维开包开松；梳理工序
对经过开松处理后的纤维实施梳理，并传输至铺网工序；铺网工序接收经过梳理的纤维，将
纤维均匀铺设成多层纤维层；针刺工序利用针刺工艺对纤维层实施压缩；裁切工序对针刺
出料宽幅方向两端的毛边进行裁切，通过传送带进入喷淋工序；喷淋工序将水溶性胶粘剂
喷洒分布至无机纤维上；挤胶工序对含胶纤维进行挤压，控制纤维中的含胶量；固化成型工
序采用微波固化设备，通过微波直接作用于物料中实施胶粘剂固化，并抽走固化时产生的
废气，将废气燃烧处理后产生的热气回流补偿入微波固化设备，达到微波固化设备内热平
衡，实施产品固化成型。

[0012] 根据本发明提供的一种保温板生产线，具有以下有益效果：

[0013] (1)本发明生产线将涉及不同行业的设备根据新型保温板的工艺特点订制并串联起来，从而建立了首条该类生产线，通过统一调试，解决了电、热、气、复合材料、生产节拍等
多因素匹配的问题，实现了新型保温板的批产化，其区别于传统结构，重新定义了复合材料
生产线；

[0014] (2)本发明中，上料工序中采用机械抓手配合上料机，改变传统以人力配合上料机上料的方式，机械抓手通过自动化程序操控，提高了生产线自动化能力，通过机械抓手的快
速抓取‑释放操作还可以实现原料的预混，提高物料均匀性；

[0015] (3)本发明中，在梳理机前端增加开松机，通过创造性的引入磁吸件，并控制纤维下落方向，有效去除了纤维中的铁丝/铁屑杂质，维护了后续固化过程的安全性；

[0016] (4)本发明中，通过增加梳理机和铺网机辊的长度，以及提高铺网机中小车和底帘高度，得到厚度能够较大提升的纤维层，这是获得高容重大厚度保温板的前提，利于得到高
容重大厚度的保温板；

[0017] (5)本发明中，通过对梳理机安装除静电装置，并在其辊上铺撒滑石粉，可以降低纤维静电的产生，防止纤维粘附辊，造成辊间卡棉；

[0018] (6)本发明中，通过对铺网机安装除静电装置，并在其传送带上方雾化除静电剂，降低了纤维静电的产生，解决了辊绕棉，需要频繁停机清理的问题；

[0019] (7)本发明中，研发不同于现有技术的管道式喷淋工艺，通过对储料罐、伺服管和喷淋管组合设计，保证喷淋过程可持续进行，且喷淋均匀性高；

[0020] (8)本发明中，研发了微波固化设备及工艺，通过微波固化设备的分区设置，解决了低导热材料固化不均匀、质量差的问题，缩短了固化时间，去掉了固化压力，降低了固化
温度，减少了固化助剂的使用，提高了能源利用率，大大减少了能源消耗，降低了成本；

[0021] (9)本发明中得益于微波固化设备/工艺的选择，产品生产过程中无需加入有机溶剂、偶联剂或固化剂即可实现保温板的成形，保证了生产安全，提高产品安全质量。

附图说明

[0022] 图1示出本发明中保温板生产线的流程图；

[0023] 图2示出本发明一种优选实施方式中开松机的结构示意图；

[0024] 图3示出本发明一种优选实施方式中梳理机和铺网机的结构示意图；

[0025] 图4示出本发明一种优选实施方式中梳理机的除静电装置结构示意图；

[0026] 图5示出本发明一种优选实施方式中喷淋装置结构图，其中，图5a为喷淋管的主视图；图5b为图5a中A‑A方向的截面图；图5c为喷淋管的侧视图；图5d为图5c中B‑B方向的截面
图；

[0027] 图6示出本发明一种优选实施方式中微波固化设备结构图；

[0028] 图7示出本发明一种优选实施方式中RTO焚烧炉结构示意图。

[0029] 附图标号说明

[0030] 101‑磁控管、102‑出风口、103‑热风入口、104‑压辊、201‑传送带、202‑齿轮、203‑支撑辊、301‑废气进口、302‑废气管道、303‑蓄热室、304‑炉膛、305‑排水管、401‑喂入辊、
402‑梳理辊组合、403‑导线、404‑金属棒、501‑传送带、502‑导入辊、503‑小车、504‑底帘、
505‑雾化喷头、506‑压棉辊、601‑风机、602‑风机管道、603‑开松室、604‑磁铁、605‑挡板。

具体实施方式

[0031] 下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

[0032] 本发明提供了一种保温板生产线，如图1所示，该生产线以无机纤维和水溶性胶粘剂为原料生产保温板，包括上料、开包、开松、梳理、铺网、针刺、裁切、喷淋、挤胶、和固化成
型工序，上料工序实施无机纤维的抓取和上料；开包和开松工序将前序通过传送带送来的
纤维开包开松；梳理工序对经过开松处理后的纤维实施梳理，将纤维束尽量分散为单纤维，
传输至铺网工序；铺网工序接收经过梳理的纤维，将纤维均匀铺设成多层纤维层；针刺工序
利用针刺工艺对纤维层实施压缩；裁切工序对针刺出料宽幅方向两端的毛边进行裁切，保
证剩余料的质量一致性，通过传送带进入喷淋工序；喷淋工序将水溶性胶粘剂喷洒分布至
无机纤维上；挤胶工序对含胶纤维进行挤压，控制纤维中的含胶量；固化成型工序采用微波
固化设备，通过微波直接作用于物料中实施胶粘剂固化，并抽走固化时产生的废气，将废气
燃烧处理后产生的热气回流补偿入微波固化设备，达到微波固化设备内热平衡，实施产品
固化成型。

[0033] 在上料工序，采用的设备为上料机，实施无机纤维的自动抓取和上料。该设备较传统上料机配备有机械抓手，改变传统以人力配合上料机上料的方式，机械抓手通过自动化
程序操控，提高了生产线自动化能力，通过机械抓手的快速抓取‑释放操作还可以实现原料
的预混，提高物料均匀性。同时，由于无机纤维原料会造成接触的皮肤发痒，使用机械手避
免了人工操作，保护了工人。上料处理能力为生产线匹配参数，受产线产能制约，如上料处
理能力可为100‑400千克/小时。

[0034] 在开包和开松工序，采用的设备分别为开包机和开松机。开包机纤维处理能力和开松机纤维处理能力为生产线匹配参数，受产线产能制约，如处理能力均为100‑400千克/
小时。开包机采用常用设备即可，开松机为梳针钉板型开松机，通过风机将纤维吹起后自由
落体实现开松。

[0035] 纵观整条生产线可知，在后续保温板固化成型工序中，拟采用微波固化设备进行保温板固化成型，以解决市面常见复合材料加热炉或者烘房不能满足新研制的低导热新型
保温板的快速固化需求。然而，微波对金属杂质敏感，若纤维中掺杂较多的金属杂质，会在
微波固化设备中产生电火花，引起物料起火导致严重的安全事故。研究发现，纤维中的金属
杂质一般为铁屑/铁丝，故而本发明人对现有开松机进行改造，在开松机中配备磁吸件，对
铁质金属杂质进行吸附去除。如图2所示，开松机包括风机601、风机管道602、开松室603、开
松室603壁面上固定的磁铁604、以及磁铁下方的传送带，风机601将纤维送入上行的风机管
道602，由开松室603顶部入口进入开松室603，纤维下降过程中松散，其中的金属杂质在下
降过程中脱离纤维被磁铁604磁吸住，实施除杂，传送带承接飘落的纤维，并传送至梳理机。

[0036] 进一步地，开松室603顶部入口开设在靠近开松室603一侧壁面处，该侧壁面上安装磁铁604。磁铁604在侧壁上的安装高度为侧壁整体高度的1/2～2/3。开松室603中顶部入
口处远离磁铁604的一侧固定挡板605，阻挡纤维无约束飘落，起引导纤维飘落方向的作用，
提高除杂效率。

[0037] 生产中发现，开松室内储棉量需要与梳理机的梳理能力匹配，否则会造成断棉(储棉量少)或者出棉口堵塞(储棉量多)。为此，通过在开松机上安装光电继电器来感应磁铁下
方传送带上的落棉高度，以落棉高度衡量储棉量，若落棉高度低于或者高于限值，则通过调
整上料速度等方式调节出棉口的出棉量，避免断棉或者出棉口堵塞问题的产生。

[0038] 在梳理工序中，采用的设备为梳理机；在铺网工序中，采用的设备为铺网机。为解3
决目前保温板厚度普遍不大于25mm，容重普遍不高于150kg/m 的现状，本发明人对梳理机
和铺网机的结构进行改造，可以获得高容重大厚度保温板，通过增大保温板容重可以提高
抗冲击性及抗拉强度，通过增大保温板厚度可以满足对更高保温性能的需求。

[0039] 如图3所示，梳理机包括喂入辊401和梳理辊组合402，喂入辊401将纤维送入梳理辊组合402实施纤维梳理，喂入辊401和梳理辊组合402中辊的长度为2450～3000mm，较常规
设备工作辊的长度增大了约50％；铺网机包括传送带501、导入辊502、小车503和底帘504，
传送带501上的纤维经导入辊502输送至小车503，小车503在底帘504上方往复运动，输送的
纤维在底帘504上铺设成纤维层，底帘504将纤维层带出铺网机，小车503的往复运动方向与
底帘504的前进方向垂直，其中导入辊502和小车503中辊的长度均不低于梳理机中辊的长
度。

[0040] 本发明中，通过增加梳理机和铺网机中辊的长度，在底帘504运动过程中，底帘504上承载的纤维层相邻两层间的重叠部分增加，因而可以得到松散的厚度增加的纤维层，这
是获得高容重大厚度保温板的前提，纤维层由底帘输出后进入针刺机实施针刺，在获得常
规针刺厚度或者略大于常规针刺厚度时，最终得到的保温板的容重将较常规保温板有较大
程度的提高，进而相应力学性能提高；若经针刺后最终得到保温板与常规保温板容重相当，
则保温板厚度将较常规保温板有较大的提高，即力学性能不减弱的前提下保温性能增强；
控制针刺机的针刺厚度，则可以得到厚度和容重同时增大的保温板。

[0041] 本发明中，梳理辊组合402根据现有梳理机而定，一般由刺辊、胸锡林、主梳大锡林、道夫和转移辊等辊组合而成，为实施梳理的主要单元，具体结构可参见现有梳理机，在
此不做限定。

[0042] 在生产中发现，梳理过程中纤维容易摩擦起电产生静电危害，传统去除静电方法为使用除静电剂，但除静电剂的使用时机为纤维梳理机前端，当纤维梳理过程中静电积累
到一定程度时，梳理机将断电保护，生产无法持续进行。

[0043] 为此，本发明人提供了一种除静电装置，如图4所示，将梳理机中喂入辊401的辊轴与除静电装置连接，除静电装置包括导线403和金属棒404，导线403一端连接喂入辊401的
辊轴，另一端伸入地下连接金属棒404，金属棒404位于地下，将导线403传输过来的静电导
入地下。

[0044] 进一步地，导线403为普通导线，外表包覆绝缘层。

[0045] 进一步地，金属棒404材质为铜棒、锌棒、锡棒、银棒、金棒等；直径尺寸为Φ2mm～Φ2000mm，长度尺寸为2mm～5000mm。

[0046] 进一步地，金属棒404埋在地下适当深度，深度范围为1000mm～10000mm。

[0047] 与现有技术相比，该除静电装置的除静电效果优异，安装部位位于梳理机的辊处，有效避免了现有除静电剂消除静电技术的缺点，使得梳理机纤维上料量不受静电积累电量
限制，经梳理后的纤维最厚可以生产50～80mm厚度、容重超过300kg/m3的产品，大大拓展了
产品性能和种类，能够满足更加多样的应用需求。同时，该装置构成简单，安装便捷，一次安
装可永久使用，保持了生产的连续性，从而有效降低能耗，提高了生产效率，降低了生产成
本。

[0048] 由于无机纤维的静电较棉丝更易产生，为了进一步提高抗静电性能，本发明中梳理机的喂入辊401和梳理辊组合402上铺撒有滑石粉(开机时铺撒即可)，使纤维处于干燥状
态，防止纤维静电粘附在辊上，或者纤维因设备上的油渍而粘附在辊上，使辊卡死。

[0049] 本发明人进一步发现，现有技术中的铺网机小车503与底帘504之间的落差是限制大厚度纤维层的因素，即采用现有的铺网机以及常规底帘504行进速度，由于梳理机和铺网
机辊的增长，难以在小车和底帘之间铺成稳定的纤维层，纤维层达到一定厚度后不均匀甚
至产生倾塌，为此，本发明人提高了小车503与底帘504之间的落差，小车503与底帘504之间
的落差高度为1.0～2.5m，较常规设备加大了0.4～1.0m铺网落差。

[0050] 然而，铺网落差高度的增加同样带来了静电的增加，这严重影响了铺网的顺利进行，因而本发明人对此进行了大量研究，一方面增加除静电装置，另一方面增加环境的湿
度。对于第一方面，除静电装置与梳理机中除静电装置可以相同，即包括导线和金属棒，导
线一端连接小车503中任意辊的辊轴，另一端伸入地下连接金属棒，金属棒位于地下，将导
线传输过来的静电导入地下。

[0051] 对于第二方面，铺网机的传送带501上方安装雾化装置，该雾化装置包括输送管路和雾化喷头505，输送管路将除静电剂供给至雾化喷头505，雾化喷头505的雾化方向朝上，
使除静电剂扩散至空气中，保持环境湿度为75％～90％，进而降低纤维静电产生，防止了纤
维层因纤维摩擦静电而出现卡棉或黏棉堆积现象。

[0052] 进一步地，由于纤维层厚度增加，为了使大厚度纤维层能够顺利的进入针刺工序的针刺机，本发明人经过研究，在底帘504输送方向的前方安装至少一个压棉辊506，该压棉
辊506与底帘504之间的高度低于铺设的纤维层高度，压棉辊506对纤维层进行挤压，纤维层
以较低的厚度进入针刺机，便于针刺进行。

[0053] 在针刺工序中，采用的设备为针刺机。针刺工序又分为预针刺工序和主针刺工序，预针刺工序的作用为针对铺网机来料的首道加固，使得纤维层具有二维无序三维有序；主
针刺工序的作用为针对预针刺出料的进一步加固。预针刺工序中针刺机入口处加装辅助夹
持口，该辅助夹持口为喇叭口结构，大口端朝向来料方向，小口端与针刺机入口连接。辅助
夹持口的设计利于接收大厚度纤维层。

[0054] 由于梳理机和铺网机的改造，来料纤维层的厚度增加，预针刺工序中针刺机的动程增加，如由常规的80mm增加到120mm，并定制超长针刺用针，如将常规针刺用针有效长度
由35mm增至65mm。由于预针刺工序的增强和压缩作用，主针刺工序的针刺机采用业内常规
设备即可。

[0055] 在裁切工序中，采用的设备为纵切飞刀，为行业内常规设备。通过裁切去掉针刺出料物料宽幅方向两端的毛边，保证剩余料的质量一致性，通过传送带进入下序。

[0056] 在本发明一种优选的实施方式中，梳理、铺网和裁切工序中用于传输无机纤维的传送带为其上排布有钢针的传送带，用于传输无机纤维的辊和辊组合为针辊和针辊组合。

[0057] 在喷淋工序中，通过管道式喷淋装置使水溶性胶粘剂喷洒分布至无机纤维上。传统工艺方式为浸渍法或花洒式，但是浸渍法需要大量溶剂将溶质带入纤维，而这部分大量
的溶剂需要大量的能量去除，极为耗能，而花洒式不适合流水线生产，不能将胶粘剂均匀喷
洒在纤维表面；因而，本发明人进行了大量研究，确定对生产线传送带上的无机纤维采用管
道式喷淋，并提供了适用于生产线生产的管道式喷淋装置。

[0058] 如图5所示，管道式喷淋装置包括储料罐、伺服管和喷淋管，储料罐中装有水溶性胶粘剂，通过伺服管输送至喷淋管，其中，

[0059] 喷淋管为锥形管，优选锥角0.2～0.5度；喷淋管上每间隔2～4cm开设一个直径1～2mm的喷淋孔，优选喷淋孔位于同一直线上。喷淋管的形状、开孔间隙以及喷淋孔的设计与
水溶性胶粘剂的粘度相关，在锥形管中，上述孔径能够在降低水溶性胶粘剂堵塞喷淋孔的
前提下，提高胶粘剂在无机纤维上的附着率，并提高胶粘剂分布的均匀性；若喷淋孔的直径
较小且低于上述范围的最小值，则本发明中粘度的水溶性胶粘剂容易堵塞喷淋孔；若喷淋
孔的直径较大且高于上述范围的最大值，则喷淋出的胶粘剂滴较大，胶粘剂难以在无机纤
维上附着。开孔间隙若过小且低于上述范围的最小值，则显著提高了单位面积的胶粘剂喷
淋量，造成产品含胶量超标；开孔间隙若过大且高于上述范围的最大值，则喷淋均匀性不
高。对于喷淋管的形状，采用锥形管特别是上述锥度的锥形管，喷淋管上喷淋孔可以设计为
相同大小的通孔，若采用截面一致的圆管，则喷淋孔的大小在输送方向上需要逐段调整，喷
淋管设计加工更为复杂。

[0060] 在本发明中，喷淋管采用聚氯乙烯(PVC)等聚合物材料制成，而不选用金属材料。聚合材料管机械打孔后不会在孔壁产生毛刺，金属管机械打孔后在孔壁会产生毛刺，进而
挂胶堵塞喷淋孔。

[0061] 进一步地，喷淋管固定在刚性保持件上，物料传送带位于喷淋管下方，喷淋管的喷淋孔朝下，在物料传送过程中喷淋至物料上。刚性保持件与喷淋管捆绑以保持喷淋管道的
形状，以此保证了喷淋的均匀性和流畅性，避免了管道喷淋口堵塞，喷淋流量不一致等导致
产品质量问题的发生。

[0062] 在本发明中，储料罐内有加热装置，保持其中的水溶性胶粘剂温度在其活性最高的温度范围内，如35～45℃。

[0063] 进一步地，储料罐中安装有搅拌装置，保持其中的水溶性胶粘剂状态均匀、不产生沉淀。

[0064] 在本发明中，伺服管外包裹保温层，以利于其中物料的保温和流动。

[0065] 在挤胶工序中，采用的设备为挤胶轧辊，通过调节挤压力等控制含胶量，并通过传送带送入下序。挤压工序在保证有效含胶量的前提下，将纤维中容纳的过量胶液脱出，利于
固化成型工序的高效进行。

[0066] 在固化成型工序中，采用的设备为微波固化设备，通过改进固化装置由传统的烘房为微波固化设备，实现了低热导率材料的快速固化，产品可以平稳的批产，且得到的产品
保温性能和力学性能远高于国标。微波固化设备采用微波激活水溶性胶粘剂中的极性分
子，极性分子高速震荡，极大的激发了分子的活性，因而无需再加入其他用于提高成分间结
合力的偶联剂或固化剂也可得到力学性能稳定的保温板。

[0067] 本发明中，该微波固化设备包括微波单元、传送带单元、出风系统和热风系统，微波单元具有腔体结构，传送带单元承载喷淋水溶性胶粘剂后的物料进入微波单元腔体，微
波单元采用微波对胶粘剂实施加热固化。具体地，微波单元的加热元件为磁控管101，磁控
管101安装在微波单元内腔顶部，对经过磁控管101下方的物料微波加热；出风系统与微波
单元连通，通过出风管道排出微波加热产生的蒸汽至热风系统，热风系统对蒸汽进行燃烧
后，将燃烧后产生的热风回送至微波单元。

[0068] 如图6所示，微波单元划分为预热区、固化区和后处理区，其中，预热区中磁控管功率占总功率的2/5～3/5(优选为1/2)，固化区中磁控管功率占总功率的3/10～1/2(优选为
2/5)，后处理区中磁控管功率占总功率的1/10；其中，预热区起到烘干物料的作用，加热无
机纤维和水溶性胶粘剂，蒸发水汽；固化区中，包覆在无机纤维间的水溶性胶粘剂实现粘
连、固化，物料表面有粘度；后处理区中，进一步加热使胶粘剂固化度达到98％以上，增强保
温材料的稳定性。针对产品特点进行功率分区，避免了平均分配功率的前提下，预热区温度
升高缓慢导致类似温水煮纤维的效果，物料不能及时干燥，最终未完成固化，产品性能差；
针对产品特点进行功率分区，还避免了平均分配功率的前提下，后处理区温度太高，胶粘剂
氧化、起火的危险。

[0069] 微波单元中设置有多个出风口102，各出风口102连通出风系统的出风管道，用于排出微波加热产生的蒸汽。出风口的设置满足设备工作时预热区出风流量不低于总出风流
量的3/5、固化区出风流量不低于总出风流量的3/20，后处理区无出风流量，但后处理区设
置至少一个出风口，设备工作时后处理区的出风口完全关闭，无出风流量，但为了保证生产
安全性，如发生物料燃烧等情况时及时散热，后处理区预留有出风口。进一步地，各区中出
风口102大小相当，各区中出风口102均匀分布。出风口/出风流量的上述分布，避免了平均
分配出风口/出风流量带来的预热区蒸汽无法快速排除，凝聚在设备腔体顶棚，滴落到材料
表面，造成表面“花斑”；避免了固化区热气的浪费，提高了能源利用率；避免了后处理区若
增加热风系统时热风进气的浪费，提高了能源利用率。

[0070] 本发明人在生产中发现，微波的使用存在使保温板整体变形、翘曲的现象，进而确定，在微波单元中安装至少一个压辊104，压辊104向传送带单元上承载的物料施加压力，通
过压辊的压制可以保证固化后保温板产品的平整度，避免高温固化时物料变形导致成形的
保温板表面凹凸不平。

[0071] 进一步地，压辊104安装在预热区末段和/或固化区初始段。压辊的安装位置对产品材料的定形极为相关，接触式压力施加在预热区末段和/或固化区初始段。

[0072] 在本发明中，传送带单元包括传送带201，传送带201通过位于微波单元两端的齿轮202带动，传送带201底部加工有凹槽，凹槽与齿轮202上的齿相配合。

[0073] 进一步地，齿轮202通过伺服电机驱动，伺服电机通过监控来料速度驱动齿轮202转动，使传送带速度与来料速度相同。

[0074] 进一步地，传送带201下部间隔安装有支撑辊203，支撑辊203与传送带201背面接触，使传送带201整体位于要求的高度。该支撑辊203为被动辊，在传送带的带动下被动转
动，因而不会对传送带速度产生干扰。

[0075] 在本发明中，微波固化设备的热风系统包括焚烧炉(优选RTO焚烧炉)和热风补偿管路，微波单元排出的蒸汽携带未反应的酚/醛有机物进入焚烧炉燃烧，焚烧炉燃烧产生的
热风经后处理区上的热风入口103由后处理区进入微波单元，实现热补偿。在固化区，物料
内极性物质胶粘剂基本反应完毕，为实现持续固化，提高产品稳定性，后处理区需要的微波
功率必须增大，但作用时间需要非常短，这就造成微波加热极难控制，温度瞬升几百度，易
发生物料和设备烧毁，造成生产事故。因而，经过研究开发，确定在后处理区不再使用大功
率微波，初始采用热风系统与微波结合的方式，温度稳定后仅采用热风系统实施胶粘剂的
进一步固化。热风系统/热补偿功能，在实现本发明微波固化设备零污染的同时，回收利用
燃烧热风回到微波单元后端，保证了工序精准控制和生产安全。热风系统的补偿流量与产
能及总功率有关，不小于固化区出风流量。

[0076] 本发明人在生产中发现，采用现有RTO焚烧炉不能完全满足持续稳定热风补偿需求，原因在于由微波单元排出的蒸气携带大量的水汽，蒸气由废气进口301进入RTO焚烧炉
后水汽凝结，淤积在废气管道302中无法及时有效排出，水淤积严重后堵塞废气管道302，无
法使后续蒸气进入蓄热室303换热，进而无法进入炉膛304燃烧产生烟气供给至微波单元，
只能设备停摆排水后再启动生产，造成流水线生产不连贯，降低生产效率。为此，本发明人
对现有设备进行改造，在废气进口301端的废气管道302上增加自排水装置。该自排水装置
包括S形排水管305，排水管305一端连通废气管道302，废气管道302中聚积的水进入排水管
305，由排水管另一端开口排出，如图7所示。由于排水管的S形设计以及管道中留存水的水
封作用，进入焚烧炉的蒸汽除凝结的水外不会由焚烧炉溢出。

[0077] 在本发明中，微波固化设备还包括湿度监控系统和温度监控系统，湿度监控系统包括分布于微波单元各区内的湿度传感器，温度监控系统包括分布于微波单元各区内的温
度传感器，温度传感器和湿度传感器分别监测微波单元各区内的温度和湿度，通过信息反
馈，使操作人员掌握固化工序过程中设备内部情况，并可做出相应的调整，当微波单元内温
湿度不再变化，说明设备已经建立特定的温湿度平衡态，后续物料进入微波单元无需再进
行微波固化参数的调整，能够达到温湿度平衡态是批产化合格产品的基础。

[0078] 在本发明中，在采用上述微波固化设备实施固化成型工序时，可以采用以下步骤：

[0079] 步骤1，根据产能，确定微波固化设备各区功率大小、出风口流量分布及设置、热能补偿量、以及传送带速度；

[0080] 微波固化设备内腔宽度尺寸与产能关系为：产能＝微波固化设备传送带速度×微波固化设备许用有效宽度×时间×合格率(考虑单台设备处理能力时，可以暂时考虑合格
率为100％)式1；

[0081] 各区微波功率×各区微波工作时间＝复合材料总水量重蒸发能‑复合材料总胶粘剂聚合能+出风口热量‑热气补偿能+微波固化设备腔体热量损失式2。

[0082] 式2中，等式左右两边均为时间函数，除去微波固化设备腔体热量损失可近似为时间常量(平衡态下，内部恒定温度场与外部常温温度场的热交换为常量)，通过建模分析，可
得到各区功率大小、出风口流量分布及设置、热能补偿量、和传送带速度。

[0083] 步骤2，在微波固化设备启用阶段，各区微波随物料进程开启；当物料走过预热区后，打开出风系统，当物料走过固化区后，打开热风系统；其中，预热区中磁控管功率占总功
率的2/5～3/5(优选为1/2)，固化区中磁控管功率占总功率的3/10～1/2(优选为2/5)，后处
理区中磁控管功率占总功率的1/10；预热区中出风流量不低于总出风流量的3/5，固化区中
出风量不低于总出风流量的3/20，后处理区无出风流量；

[0084] 步骤3，物料出微波固化设备且微波固化设备建立热环境平衡后，依据功率分区进行磁控管关停调整。具体地，关闭预热区1/5～1/4功率，关闭后处理区全部功率。

[0085] 热环境平衡后，固化区温度控制在110℃±5℃正常持续运行，低于100℃或高于120℃报警。经验表明温度在110℃±5℃，保温板可得到最佳性能指标。

[0086] 在本发明中，为了得到保温性能和抗冲击性更为提高的保温板，固化成型工序还包括二次固化过程。

[0087] 具体地，一次固化后进行空冷，降温至70℃以下，再次进入恒温加热设备，加热进行二次固化。如不进行空冷直接进入恒温加热设备实施二次固化，则产品由于蓄积较大热
量存在发生烧毁的可能。

[0088] 进一步地，二次固化设备可以采用与一次固化时相同功率分布的微波固化设备或者可用于生产线的加热炉或者烘房，若采用微波固化设备，则开启微波固化设备的全部磁
控管，以一次固化时行进速度的3～3.5倍速度进入微波固化设备；若采用加热炉或者烘房，
二次固化在160～265℃加热20～50min。二次固化过程中，产品内部分子再次受到能量激发
产生反应，生成相对致密的碳化层，从而大大提高了产品的保温性能、垂直板面拉伸强度、
压缩强度和抗冲击性。

[0089] 实施例

[0090] 本发明中实施例原料来源为：无碱玻璃纤维购自泰山玻纤，型号短切电子砂；中碱玻璃纤维购自泰山玻纤，型号直接缠绕砂；水溶性酚醛树脂购自泰尔化工，型号P725271M。

[0091] 实施例1

[0092] 一种用于建筑外墙的保温板的生产线，包括上料、开包、开松、梳理、铺网、针刺、裁切、喷淋、挤胶、和固化成型工序。保温板的原料为：玻璃纤维和水溶性酚醛树脂，其中，玻璃
纤维备料：无碱玻璃纤维4860kg，中碱玻璃纤维14580kg，丝径均为10μm，长度75mm。水溶性
酚醛树脂备料3240kg，25℃的粘度为13cp，固含量为49wt％，pH10.0。

[0093] 玻璃纤维经过自动上料机(每小时上料122kg无碱玻璃纤维和365kg中碱玻璃纤维)、开包机、开松机、梳理机、铺网机、针刺机、传送机到达喷淋机(喷淋水溶性树脂量99kg/
h)、一次固化用微波固化设备、二次固化用微波固化设备，1小时候后制备得到宽度2m，厚度
28mm，长度30m的新型防火保温板，A1级不燃，AQ2级无毒材料。具体性能数据如下表1。

[0094] 表1性能数据

[0095]

[0096]

[0097] 其中，开松机的开松室侧壁上2/3高度处安装固定有桥型磁铁架。

[0098] 其中，梳理机的喂入辊401和梳理辊组合402中辊的长度为2500mm，喂入辊401的辊轴与除静电装置的导线连接，导线另一端伸入地下连接铜棒；其中，铜棒直径为Φ50mm，长
度为500mm，埋入地下深度为2000mm。梳理机的喂入辊401和梳理辊组合402上铺撒薄薄的滑
石粉，避免辊粘附纤维。

[0099] 其中，铺网机中辊长度为2500mm，小车503与底帘504之间的落差增大为2.2m。铺网机的传送带501上方安装雾化装置，通过雾化装置的雾化喷头505向其上方空气中喷出除静
电剂，降低纤维静电产生。

[0100] 其中，喷淋管长2.5m，锥角0.5度的PVC管，进胶端(大口端)35mm内径，下边缘间隔2cm开设1mm喷淋孔；

[0101] 其中，一次固化用微波固化设备箱体40×2.4×1.6m，内腔许用有效宽度为2.1m；设备总功率440kW，预热区220kW，固化区176kW，后处理区44kW；在微波固化设备启用，各区
微波随物料进程开启；传送带速度为0.31m/min，当物料走过预热区后，打开出风系统，出风
3 3 3
流量总数为5000m /h，预热区出风流量为3500m /h，固化区出风流量为1500m /h；当物料走
3
过固化区后，打开热风系统，热气200～220℃，热气流量为1200m/h；物料头料出设备后，关
闭预热区1/4功率，关闭后处理区全部功率，炉内建立反应平衡的相对稳态。

[0102] 一次固化后进行空冷，降温至70℃，进入二次固化用微波固化设备，二次固化在微波功率为一次固化时全功率，前进速度为一次固化时的3.5倍。

[0103] 以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，
可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明
的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

[0104] 本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。