制备含有矿物纤维的部件的方法以及通过该方法制备的部件技术

本发明专利技术涉及一种制备含有矿物纤维的复合材料的方法以及通过该方法制备的新的含有矿物纤维的部件。本发明专利技术还涉及适于实施本发明专利技术方法的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种制备含有矿物纤维的复合材料的方法以及通过该方法制备的新的含有矿物纤维的部件。本专利技术还涉及适于实施本专利技术的方法的装置。本专利技术特别涉及含有矿物纤维的部件，该部件是通过以下方法制备的将矿物纤维和粘结剂的混合物压制和固化，从而制备压制板，其厚度通常为4mm至25mm。这些板的密度通常为120kg/m3至1000kg/m3，例如170kg/m3至1000kg/m3，并且这些板可以用作建筑物外侧上的保护覆层或用作隔音/吸音的顶蓬或墙板。
技术介绍
以前，这些产品已经通过以下方法来制备对矿棉和粘合剂的组合进行混合和成形处理，接着将形成的混合物压制和固化至所需的密度。通常，要么将粘结剂以干态粘结剂的形式加到矿棉中；要么使用未固化的矿棉，其中在纤维形成和收集过程中已经引入了粘结剂。这样的产品在技术和商业上都是成功的，但我们发现，还存在改进的空间。具体而言，我们发现，现有方法中存在的一个问题是，所用的混合和成形工艺往往会在混合物中产生一些致密的矿棉球，或者至少不会将压实的矿棉开松。另外，现有技术所用的方法不包括从混合物中除去压实矿棉的任何机构，因此，分布不均勻的状况会被带到最终的产品中。如果在产品的某些区域具有较高密度的矿物纤维，则会导致在这些区域中具有较高的粘结剂浓度。由于多种原因的存在，在产品中矿棉和粘结剂分布不均勻会成为问题。首先，产品中会具有这样的区域，在这些区域中，粘结剂未被彻底固化。这将降低板材的整体强度和刚性。其次，如果组分分布不均勻，则有可能损害声学顶蓬或壁板的声学特性。第三，由于这种类型的板材通常被用于板材的表面能被看见的应用场合，因此，面板具有令人愉悦的美感是重要的。在板材中具有不均勻的分布会导致表面上具有不希望的不一致性。如果高含量的粘结剂富集在一小块区域中，则会导致产品的表面上具有斑点。在一些情况中，要对板材的表面进行涂漆，而组分分布不均勻或粘结剂未彻底固化的区域会导致油漆不能以均勻的方式涂布在整个表面上。此外，在一些产品中，尤其是在那些用作建筑物外侧覆层的产品中，到目前为止还必须使用相对较高含量的粘结剂，从而使产品具有足够的强度和刚性。需要使用高含量的粘结剂的部分原因是一些粘结剂被浪费掉了，这是因为在板材中那些在压制之前混合物就含有压实的矿棉的区域中，粘结剂不必要地以高浓度存在。如以上提及的那样，该粘结剂的益处并没有全部转移到产品中，其部分原因是粘结剂倾向于不完全固化。产品中含有高含量的粘结剂会使费用昂贵，并且这会降低产品的防火特性。因此， 希望使用较少的粘结剂使板材具有同等的强度和刚性。因此，本专利技术的一个目的是提供一种形成上述类型的含有矿物纤维的部件的方法，所述部件具有改进的强度和刚性或具有含量降低的粘结剂，或这两种特性都有。本专利技术的另一个目的是提供一种形成上述类型的含有矿物纤维的部件的方法，所述部件是均质的，并且具有更均勻的组分分布。此外，本专利技术的一个目的是提供一种制备含有矿物纤维的部件的方法，所述部件的表面具有更好的一致性和均勻的外观。美国专利No. 2，682，085公开了一种用于清洁和开松脆性纤维(例如矿棉纤维) 的设备。这是相当久远的现有技术(于1949年提交)，其提出了一种用于开松和清洁纤维以从中除去颗粒和灰尘的相对复杂的方法和设备。该方法是将成捆或成团的纤维装填到该设备中。在开松和清洁后，以轻质、蓬松、低密度毡状的层或网的形式收集纤维。US 2，682，085的目的是清洁和开松用于形成轻质、蓬松、低密度的网的纤维。该文献没有讨论刚性板材的形成，也未指出将纤维解缠结并将其悬浮在气流中，对于用作建筑物的覆层或用作顶蓬或壁板的压制和固化型板材的强度、刚度或任何其他特性所产生的有益效果。
技术实现思路
根据本专利技术，以上讨论的目的是通过一种制备含有矿物纤维的部件的方法来实现的，所述方法包括以下步骤提供聚集网(collected web)形式的矿物纤维，其量为起始物料总重量的90重量％至99重量％，提供粘结剂，其量为起始物料总重量的1重量％至10重量％，对所述纤维的聚集网进行解缠结处理，使所述纤维悬浮在主气流(primary air flow)中，在进行所述解缠结处理之前、期间或之后，将所述粘结剂与所述矿物纤维混合，从而形成矿物纤维与粘结剂的混合物，收集所述的矿物纤维与粘结剂的混合物，并对所述混合物进行压制和固化，从而得到固结(consolidated)的复合材料，其密度为120kg/m3至1000kg/m3，例如是170kg/m3 至 1000kg/m3。该方法可以用于制备新的含有矿物纤维的部件。所提及的百分数是基于起始物料的干重计算的。通过以上限定的本专利技术的方法，获得了应用广泛并且成本有效的制备含有矿物纤维的复合材料的方法。通过调整部件被压制而达到的密度，可以制备为了特定目的而定制的各种不同的复合材料。此外，已经发现，对矿物纤维进行纤维解缠结处理，压实的矿物纤维能够被开松， 并且矿物纤维和粘结剂能够更均勻地分布在所制备的部件中。部件均勻性的提高总体上使得其机械强度水平相对于现有技术的部件而提高。纤维和粘结剂在部件中均勻分布还对部件的隔音特性具有有利作用。此外，就整个单一部件的美学要求和特性一致性而言，通过本专利技术方法制备的部件是有利的。还发现，由于本专利技术的复合材料具有均质性，因此该复合材料能够以与木材相似的方式进行机械加工。“能够机械加工”应当理解为该复合材料可以在普通的木材成形机械(例如锯和成型机，如开槽机、面铣刀等)中进行机械加工。通过本专利技术方法制备的部件具有各种用途，主要是用作建筑部件。特别是，产品可以是板材的形式。总体上，所述产品被用于机械稳定性和均勻的表面光洁度以及阻隔 (insulating)性能很重要的应用场合中。在一些应用中，板材可以用作吸音的顶蓬或壁板。 在其他应用中，该板材可以用作建筑物的隔离外覆层。优选的是，该复合材料是板材形式。优选板材的厚度为4mm至25mm。在一些实施方案中，尤其是在板材用作建筑物上的覆层的实施方案中，板材的厚度优选为4mm至12mm， 更优选为5mm至10mm，最优选为6mm至8mm。在可供选择的其它实施方案中，尤其是在板材用作顶蓬壁的阻隔板的实施方案中，板材的厚度优选为12mm至25mm，更优选为15mm至 23mm,最优选为18mm至21mm。根据合适的应用来选择本专利技术方法中矿物纤维的精确用量，以保持合适的防火特性和合适的隔热和/或隔音值以及有限的成本，同时保持合适的内聚力水平。使用大量的纤维能够提高部件的防火性、提高其隔音和隔热特性并且使其成本得到限制，但是这会降低部件中的内聚力。这意味着90重量％的下限会使部件具有良好的内聚性和强度、以及刚刚够用的阻隔特性和防火性，这对阻隔特性和防火性不太重要的场合中的一些复合材料来说可能是有利的。如果阻隔特性和防火性是特别重要的，则纤维的量可以提高到上限99重量％，但这将导致刚刚够用的内聚性。对于大多数应用，合适的组成包含90重量％至97重量％或91重量％至95重量％的纤维量。最通常的是，合适的纤维量为92重量％至94重量％。还可以根据所需的内聚性、强度和成本、以及诸如对火的反应和隔热值等特性来选择粘结剂的量。下限1重量％会使复合材料具有较低的强度和内聚性，而这对于某些应用来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈姆·罗森贝赫，肯·克里斯坦森，
申请(专利权)人：罗克伍尔国际公司，
类型：发明
国别省市：