本發(fā)明涉及建材、建筑保溫以及設(shè)備隔熱領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種多孔巖棉板及其制作方法。

背景技術(shù)：

巖棉板是一種新型保溫材料，具有導(dǎo)熱系數(shù)小、隔音性能好、阻燃等優(yōu)點(diǎn)。目前，巖棉板被廣泛應(yīng)用于建筑外墻保溫以及墻體隔音等領(lǐng)域，獲得了顯著的節(jié)能效果。

巖棉板的制作原料通常為玄武巖，制作過(guò)程是首先將玄武巖在高溫下熔化成巖漿，然后將巖漿滴澆在快速旋轉(zhuǎn)的飛輪上，結(jié)合風(fēng)環(huán)的作用，將巖棉制成巖棉絲。在成絲室內(nèi)，巖棉在吹離風(fēng)、誘導(dǎo)風(fēng)和被壓抽氣的共同作用下，巖棉絲飛向集棉輪的表面并被捕集。為了增加棉絲間的粘合性，在巖棉成絲后還需要向棉絲表面噴粘結(jié)劑。制絲過(guò)程中集棉輪緩慢勻速旋轉(zhuǎn)，輪上所收集到的薄薄棉絮經(jīng)過(guò)后續(xù)擺錘機(jī)械進(jìn)行多層覆蓋折疊而形成一定厚度的巖棉層，再通過(guò)輥壓、固化、切割等工序，最終制成巖棉板。如何進(jìn)一步提高巖棉保溫性能，是本領(lǐng)域技術(shù)人員面臨的一技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種多孔巖棉板及其制作方法，可以進(jìn)一步提高巖棉保溫性能，同時(shí)還可以降低制作巖棉板的原料消耗和生產(chǎn)能耗，降低成本。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例采用的技術(shù)方案是：

一方面，本實(shí)施例提供一種多孔巖棉板，包括巖棉板本體和空心體，空心體位于巖棉板本體中，且空心體與巖棉板本體固定連接呈一體結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選例，所述的空心體為內(nèi)部封有空氣的塑料制殼體。

作為優(yōu)選例，所述的空心體為空心球體、空心橢圓球體或空心柱體。

另一方面，本實(shí)施例還提供一種多孔巖棉板的制作方法，該方法包括：在疊棉過(guò)程中，將空心體置于棉絮層間，然后通過(guò)壓棉固化成型工藝，使棉絮層和空心體呈一體，制成多孔巖棉板。

作為優(yōu)選例，所述的空心體均勻布設(shè)在相鄰的棉絮層間。

作為優(yōu)選例，所述的空心體為內(nèi)部封有空氣的塑料制殼體。

作為優(yōu)選例，所述的空心體為空心球體、空心橢圓球體或者空心柱體。

作為優(yōu)選例，所述的空心體為空心球體時(shí)，空心體的球徑為5～10毫米；所述的空心體為空心柱體時(shí)，空心柱體的端面直徑為5～10毫米。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的多孔巖棉板及其制作方法，可以進(jìn)一步提高棉層中空氣的鎖定量，從而增加了巖棉板的保溫性能。同時(shí)，降低了巖棉板單位面積的巖棉消耗量，降低了原料消耗和生產(chǎn)過(guò)程的能耗。另外，也降低了單位面積巖棉板的重量，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。巖棉板的制作原料是玄武巖，其之所以有很好的保溫、隔音等性能，主要是由于棉層中鎖定了大量不流動(dòng)的空氣，例如在30℃時(shí)，空氣的導(dǎo)熱系數(shù)僅有2.67×10^-2W/(m·K)，因此，空氣是一種非常理想的保溫材料。本實(shí)施例，通過(guò)在巖棉板中添加空心體，空心體為內(nèi)部封有空氣的塑料制殼體。這就增加巖棉板中所鎖定的空氣量，將能夠進(jìn)一步提高巖棉保溫性能。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的巖棉板剖面示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的空心體示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例方法中鋪設(shè)空心球體疊棉示意圖；

圖4為本發(fā)明仿真實(shí)驗(yàn)中仿真模型1的溫度分布云圖；

圖5為本發(fā)明仿真實(shí)驗(yàn)中仿真模型2的溫度分布云圖。

圖中有：1、傳送帶，2、巖棉初層，3、曲柄，4、連桿，5、擺錘，6、主傳送帶，7、空心球體，8、折疊后的棉層，11、巖棉板本體，12、空心體，21、殼體；22、空氣。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用來(lái)限定本發(fā)明。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的一種多孔巖棉板，包括巖棉板本體11和空心體12，空心體12位于巖棉板本體11中，且空心體12與巖棉板本體11固定連接呈一體結(jié)構(gòu)。

在巖棉板本體11中設(shè)置空心體12，利用空心體12來(lái)提高巖棉板的保溫性能。

在上述實(shí)施例中，作為優(yōu)選，如圖2所示，所述的空心體12為內(nèi)部封有空氣22的塑料制殼體21。通過(guò)在空心體12中封裝空氣22，利用空心體12進(jìn)一步提高巖棉板中空氣含量，從而提高巖棉板的保溫性能。同時(shí)空心體12會(huì)占用原先的巖棉空間，進(jìn)而減少巖棉用料，降低成本。空心體12可以為多種不同形狀或結(jié)構(gòu)。例如，所述的空心體12為空心球體、空心橢圓球體或空心柱體。

上述多孔巖棉板的制作方法，包括：在疊棉過(guò)程中，將空心體12置于棉絮層間，然后通過(guò)壓棉固化成型工藝，使棉絮層和空心體12呈一體，制成多孔巖棉板。

在上述多孔巖棉板的制作方法中，在疊棉過(guò)程中，添加空心體12，然后利用固化成型工藝，使得棉絮層和空心體12呈一體結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選方案，所述的空心體12均勻布設(shè)在相鄰的棉絮層間。這樣有利于提高巖棉板各部分的保溫性能均勻性。所述的空心體12為內(nèi)部封有空氣的塑料制殼體。由于在空心體中封裝空氣，利用空心體進(jìn)一步提高巖棉板中空氣含量，從而提高巖棉板的保溫性能。所述的空心體為空心球體、空心橢圓球體或者空心柱體。

在上述實(shí)施例中，空心體的大小通常取決于巖棉板的厚度?？招捏w的直徑較大，能夠增加巖棉板中的空氣鎖定量，但空心體內(nèi)部的對(duì)流傳熱因素增加，對(duì)保溫不利；空心體直徑較小，對(duì)提高巖棉板的強(qiáng)度有利，也可削弱空心體內(nèi)部的水流傳熱因素，但不利之處是空心體外殼的導(dǎo)熱影響增加。作為優(yōu)選，所述的空心體為空心球體時(shí)，空心體的球徑為5～10毫米；所述的空心體為空心柱體時(shí)，空心柱體的端面直徑為5～10毫米。

為解決巖棉板普遍存在的導(dǎo)熱系數(shù)與其它類(lèi)型保溫材料相比偏高等缺陷，上述實(shí)施例的多孔巖棉板的制作方法，在疊棉過(guò)程中在棉絮層間均勻摻入空心體，空心體是預(yù)先制備的內(nèi)部封有空氣的塑料外殼球(如同乒乓球)。通過(guò)隨后的壓棉固化成型等工藝，最終獲得內(nèi)部具有多孔的巖棉板。需要說(shuō)明的是，此處空心體尺寸可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，可以是單一尺寸，也可以是多種尺寸的混合；其形狀不限定為球體，也可以為其他形狀，如橢球，圓柱等。

參見(jiàn)圖3，本發(fā)明實(shí)施例的多孔巖棉板的制作方法，主要?jiǎng)?chuàng)新體現(xiàn)在巖棉在打摺機(jī)里通過(guò)擺錘法疊成多層的過(guò)程中。所示過(guò)程中包含了傳送帶1，巖棉初層2，曲柄3，連桿4，擺錘5，主傳送帶6，空心體7和折疊后的棉層8。如圖3所示，巖棉初層2經(jīng)過(guò)傳送帶1，向前運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)擺錘5兩側(cè)的傳送帶夾層，向下落于主傳送帶6上。擺錘5在曲柄3和連桿4的帶動(dòng)下，做來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將巖棉初層2均勻?qū)盈B在主傳送帶6上。在巖棉初層2層疊前，將空心體7均勻布置在巖棉初層2上，經(jīng)過(guò)折疊和主傳送帶的運(yùn)動(dòng)，形成折疊后的棉層8。所述的折疊后的棉層8經(jīng)過(guò)壓制和固化成型后，形成中間帶有多孔結(jié)構(gòu)的巖棉板，

下面通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證本發(fā)明實(shí)施例制備的多孔巖棉板具有良好的保溫性能。

仿真模型1：采用了長(zhǎng)寬100mm*100mm厚度40mm的多孔巖棉板物理模型。該模型中，空心球體的直徑為5mm，數(shù)量分布按照12*12*4的順排分布，即在長(zhǎng)度方向，每行布設(shè)12個(gè)；在寬度方向，每行布設(shè)12個(gè)；在高度方向，每列布設(shè)4個(gè)?？偪招那蝮w體積占多孔巖棉板體積的9.42％。

仿真模型2：采用了長(zhǎng)寬100mm*100mm厚度40mm的巖棉板物理模型，其內(nèi)部沒(méi)有設(shè)置空心球體。

數(shù)值模擬：采用fluent14.5(計(jì)算流體力學(xué)CFD商用軟件)進(jìn)行模型傳熱計(jì)算。

其中，材料的物性參數(shù)為：

巖棉板物性參數(shù)：密度：150kg/m³，比熱：750J/kg*k，導(dǎo)熱系數(shù)：0.045w/m*k；

空氣物性參數(shù)：密度：1.24kg/m³，比熱：1005J/kg*k，導(dǎo)熱系數(shù)：0.023w/m*k；

計(jì)算邊界條件：巖棉板上壁面采取定溫邊界條件，溫度設(shè)定為275k，巖棉板下壁面則設(shè)為定熱流密度邊界條件，熱流密度設(shè)定為12w/m²，巖棉板側(cè)壁邊緣壁面定為絕熱條件。

模擬計(jì)算結(jié)果，仿真模型1的溫度分布云圖如圖4所示。從圖4可以看出：12w/m²的熱流密度下，上下壁面溫差為12.3k。根據(jù)導(dǎo)熱公式可以換算出熱阻為1.025k*m²/w，整體導(dǎo)熱系數(shù)為0.039w/m*k。

仿真模型2的溫度分布云圖如圖5所示。從圖5可以看出：12w/m²的熱流密度下，上下壁面溫差為10.8度。根據(jù)導(dǎo)熱公式可以換算出熱阻為0.9k*m²/w，整體導(dǎo)熱系數(shù)為0.044w/m*k。

由此，相比仿真模型2，仿真模型1的導(dǎo)熱系數(shù)下降了11.4％。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種多孔結(jié)構(gòu)的巖棉板進(jìn)行詳細(xì)介紹。以上說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。