基本介紹
- 中文名：礦物纖維
- 外文名：Mineral fibre
- 化學成份：SiO2、Al2O3等
- 特點：良好的分散性
- 用途：混料機混拌、造紙
- 領域：礦業
化學成份,特點及用途,推薦用量,推薦混拌工具,纖維技術指標,噴塗施工流程,矽酸鋁纖維,玻璃纖維,石膏纖維,碳纖維,海泡石纖維,矽灰石,蛭石,
化學成份
礦物纖維是從纖維狀結構的礦物岩石中獲得的纖維，主要組成物質為各種氧化物，如二氧化矽、氧化鋁、氧化鎂等，其主要來源為各類石棉，如溫石棉，青石棉等。
SiO2:40-60%；Al2O3 :15-25%；Fe2O3:3-7%；
CaO+MgO: 25-30%； Na2O+K2O:3-6%。
特點及用途
具有良好的分散性，適合用各類混料機混拌。用本廠人造岩棉纖維所生產的制動襯片產品，磨削麵無棉團顆粒，產品外觀均勻一致，質感好。 在生產工藝中配有專用分離渣球的設備對渣球進行分離，渣球含量低；<3%,製成制動襯片後，制運噪音小。
推薦用量
客貨車用鼓式制動襯片：15%---35%，
盤式制動襯片：8---25%
推薦混拌工具
梨耙式混料機：6——10分鐘
立軸式高速混料機（配有高速鉸刀）：4——6分鐘
纖維技術指標
技術指標
1 纖維平均長度 1.0~3.5mm
2 纖維平均直徑 3.0~8.0μ m
3 纖維分布 40# 30~40% 60# 40~60%
4 纖維燒矢量（根據客戶需要調整） <1% (800℃/h)
5 渣球含量 <3%
6 纖維含水量 <1.5%
7 纖維容量 0.10~0.25g/cm3
8 石棉成份 0
噴塗施工流程
施工前的準備
1、基層
基層應牢固、不開裂、不掉粉、不起砂、不空鼓、無剝離、無石灰爆裂點和無附著力不良的舊塗層、金屬材料表面無鏽蝕起皮等；基層應清潔，表面無灰塵、無浮漿、無油跡、無銹斑、無霉點、無鹽類折出物和無青苔等雜物；噴塗前應對基層進行查驗，合格後方可進行噴塗施工。安裝各種管線的吊掛件位置尺寸經過驗收達到設計和質量要求，預留管線口應進行標註。
2、氣候條件
施工環境溫度和噴塗基層溫度應不低於4℃，施工環境內的風力不大於3級的條件下才可正常施工。在不影響噴塗施工環境溫度最低要求的前提下，施工現場應保持通風條件，以加快噴塗材料的乾燥固化。
3、噴塗設備及材料
纖維噴塗棉數包，噴塗膠粘劑數桶，疏理噴吹一體式專用噴棉機、高壓膠泵、專用噴槍和電動攪拌器、厚度標尺、測厚針尺、放線工具、模具壓板、水桶和液體量筒等、電源設備和噴塗施工腳手架。
纖維噴塗棉數包，噴塗膠粘劑數桶，疏理噴吹一體式專用噴棉機、高壓膠泵、專用噴槍和電動攪拌器、厚度標尺、測厚針尺、放線工具、模具壓板、水桶和液體量筒等、電源設備和噴塗施工腳手架。
噴塗施工
1、基層處理
用壓縮空氣或清水清理噴塗基面灰塵和污垢；檢查吊掛件及預埋件是否牢靠，應將鬆動部件緊固，如原基面已經損壞或有嚴重裂縫，應先進行修補。對門窗及各種設備、管線和非噴塗部位用塑膠薄膜進行防護遮擋，堵塞非噴塗部位及通風管線通孔。清理工作面的障礙物，保證噴塗手的順暢移動空間及其安全性，保持最佳噴射距離和噴塗角度。
2、噴塗底塗層
膠粘劑調配，使用前，膠粘劑必須用潔淨的水,嚴格按照質量比膠：水=10:1進行配比，不得隨意加水稀釋，使用約160升塑膠桶混合，利用攪拌器充分攪拌以確保粘結劑和水完全均勻混合，如果使用量小於整桶，須攪拌均勻再按照用量量取。
調試纖維噴塗機，應嚴格按照設備操作說明調驗噴塗主機風壓、膠泵壓力和給料裝置，通過樣板試噴、膠液流量和出棉量的測量，逐步調整風壓範圍和進料攪拌速度，直到纖維噴塗狀態穩定，達到噴塗工藝的要求。保證膠粘劑保持霧化狀態，噴槍嘴噴塗連續穩定。噴塗角度應確保在噴槍前20-30厘米距離處膠粘劑和纖維棉相遇。噴塗主機風壓控制在20～30KPa，要保持穩定，噴塗膠粘劑泵的壓力控制在1～2KPa，噴棉量宜為0.8㎏/min～1.25㎏/min，膠水混合液應保證與噴棉量保持一致，已達到良好的粘結效果。
按測量的分區放置厚度標尺，以每5㎡面積設定一個，作為噴塗厚度參照，標尺高度應高於設計噴塗厚度的20%，保證整形後達到設計要求。
基層表面清潔後，即可用已配好的噴塗膠粘劑水溶液對基面預噴膠處理，膠量適當和均勻，不得露底、不流淌。
3、噴塗保溫層
噴塗絕熱層施工，調整好工作風壓、給料裝置，保證纖維進料均勻，攪拌速度為25～30r/min；調節好用水量和膠量比例，攪合均勻，隨用隨拌，一起噴到基面。噴槍距基面宜為400㎜-600㎜，保證連續均勻噴在基層上，噴塗角度60-75°不得露底，不得直噴，噴塗至標尺厚度再勻速移動噴槍，保證最低的噴塗回彈量。
4、表面整形
待噴塗絕熱層表面乾燥約半小時後，根據保溫或吸聲工程的不同要求，使用專用壓板整形工具進行表面加工，將壓板整平時，宜向下壓至設計要求厚度，陰陽角處應整理齊整，保持直角狀態。
5、噴塗面塗層
5、噴塗面塗層
在整形後的產品表面再次均勻噴塗膠粘劑面塗層，以增強表面強度。如設計要求表面著色，可在面塗層完工後噴塗色漿著色。噴塗後的施工現場應及時清理，將回彈料清除現場，並拆除噴塗防護圍擋、腳手架等。
矽酸鋁纖維
矽酸鋁纖維又稱“耐火纖維”和“陶瓷纖維”，是用高嶺土或黏土等為原料經1 700 ℃以上高溫煅燒而成，見圖1。
目前矽酸鋁纖維及其製品的生產方法有兩種：一是電弧爐熔噴吹濕法生產工藝，二是電阻爐熔融噴吹乾法生產工藝。我國生產矽酸鋁纖維及其製品的主要方法是電弧爐熔噴吹濕法生產工藝，主要以生產氈、板製品為主。
矽酸鋁纖維可以與植物纖維配抄，李翠珍等採用植物纖維提高陶瓷纖維紙強度的試驗，通過添加不同木漿的含量，提高耐火紙張的強度。除此之外，矽酸鋁纖維還可以代替部分造紙填料。逄錦江等將矽酸鋁纖維作為填料在紙張中套用，並與輕質碳酸鈣( PCC) 填料，探討矽酸鋁纖維作為填料的最佳加入量及與PCC混合後對紙張性能的影響。通過試驗得出, 添加矽酸鋁纖維後, 紙張的灰分和填料留著率都有不同程度的提高, 紙張的抗張強度、耐折度有所降低，撕裂指數基本上保持不變; 填料加入量控制在10%以內, 基本上能夠達到強度要求; 且撕裂指數基本上保持不變; 紙張的白度、不透明度等光學性能有不同程度的提高。
矽酸鋁纖維可以與植物纖維配抄，李翠珍等採用植物纖維提高陶瓷纖維紙強度的試驗，通過添加不同木漿的含量，提高耐火紙張的強度。除此之外，矽酸鋁纖維還可以代替部分造紙填料。逄錦江等將矽酸鋁纖維作為填料在紙張中套用，並與輕質碳酸鈣( PCC) 填料，探討矽酸鋁纖維作為填料的最佳加入量及與PCC混合後對紙張性能的影響。通過試驗得出, 添加矽酸鋁纖維後, 紙張的灰分和填料留著率都有不同程度的提高, 紙張的抗張強度、耐折度有所降低，撕裂指數基本上保持不變; 填料加入量控制在10%以內, 基本上能夠達到強度要求; 且撕裂指數基本上保持不變; 紙張的白度、不透明度等光學性能有不同程度的提高。
玻璃纖維
玻璃纖維與天然生成的纖維素纖維不同之處在於其截面呈圓形，筆直且直徑不變，能製得很微細,密度比纖維素纖維和大多數人造纖維高得多，可用的溫度範圍也大得多。玻璃纖維毫無天然纖維那樣的潤脹或帚化現象，以及不算太優異的耐化學性和非吸濕性， 因此玻璃纖維是一種良好的過濾材料。但是由於玻璃纖維成紙強度不好，所以，可以與其他強度好的植物纖維進行配抄來獲得性能很好的過濾材料。羅果等對玻璃纖維與植物纖維的配抄性能研究，試驗發現：用25%的玻璃纖維和75%的劍麻纖維，打漿度為36 ○SR時進行配抄，其強度和松厚度能達到過濾材料的要求。
石膏纖維
石膏微纖維又名纖維硫酸鈣，也稱石膏晶須。其化學性能穩定，水溶性低。它具有正交斜方晶系，有白色光澤，在特定條件下形成的纖維狀結晶具有高強度和較大的長徑比（約100∶1），長度數10至數100 μm，最長約250μm,纖維直徑基本一致。它是一種性能優良、價格低廉的礦物纖維。石膏微纖維主要用於樹脂、橡膠、塗料，造紙中的增強劑或功能型填料， 也可用於摩擦材料、建築材料、密封材料、保溫及阻燃材料等。石膏微纖維具有優良的性能，作為增強劑可使製品強度提高30%左右。在造紙方面套用的石膏纖維長徑比≥100，可代替部分或大部分紙漿（50%~70%）作為製造特種石膏紙，長徑比≤50的可作紙張的高級填料（加填量15%~ 20 % ），這樣可以大大增加紙的產量，降低木材（木漿）消耗，既保護了環境，又減少造紙廠中的廢水排放，減少污染。
石膏微纖維資源豐富，如能在造紙工業中推廣使用，將帶來可觀的經濟效益。李鴻魁等將石膏纖維加入到植物纖維進行抄紙，結果發現，在針葉木漿中添加38%的石膏微纖維，成紙物理強度性能最好；裂斷長、耐折度、撕裂指數和耐破指數分別比空白樣提高了22.8%、60.6%、39.9%和25.4%。在闊葉木漿中添加22%的石膏微纖維，成紙物理強度性能最好；裂斷長、耐折度、撕裂指數和耐破指數分別比空白樣提高了19.6%、46.9%、19.1%和44.1%。
碳纖維
碳纖維紙是使用碳纖維或活性碳纖維及碳纖維或活性碳纖維與其它植物或非植物纖維混合生產的具有特殊性能的功能紙。碳纖維自身之間不具有像植物纖維一樣的萬相交織和氫鍵結合的性質， 必須使用黏合劑。具有一定碳纖維含量的功能紙，濕法造紙中，開始碳纖維的含量可在5%～60%之間調節。
隨著現代造紙技術發展，特別是乾法造紙技術和斜網紙機在功能紙生產領域的套用，碳纖維紙的碳纖維的含量理論上可以在0%～100%之間變化。
一定量的碳纖維配以相應含量的紙漿纖維（植物纖維、礦物纖維、合成纖維）抄造得到具有特殊性能的碳纖維紙的工藝越來越引起人們重視。作為功能材料碳纖維具有的性能，碳纖維紙作為其複合材料也具有，而且在碳纖維紙中碳纖維是以短纖維無規則的形式存在，各向同性。在一些領域是利用長纖維複合成型難得材料無法比
擬的，碳纖維紙具有以下性能。
擬的，碳纖維紙具有以下性能。
（1）優異的電熱性能，作為發熱裝置。
（2）導電性能，碳纖維紙的自身電阻、密度、厚度以及加工工藝會影響碳纖維紙的導電性使碳纖維電阻發生變化。通過控制生產工藝可以得到不同電導率的碳纖維紙，套用於不同領域。
（3）多孔性，碳纖維是均勻的多孔性材料，加之碳纖維自身的比表面積大，故碳纖維紙是重要的過濾材料。
另外，碳纖維紙還具有輕量化、耐高溫、耐腐蝕等性能。總的來說，從原料碳纖維的功能特點來看，其用途廣泛，有利用其導電性的面狀發熱體，耐藥品性製造的FRP基材，機械特性製造的土木用基材，吸附性製造的過濾材料、電池電極等。
海泡石纖維
海泡石（Sepiolite）又名坡縷石, 是一種非金屬礦,具有較好的膠體流變性、穩定性和吸附性。其顆粒呈纖維狀或毛髮針狀, 莫氏硬度一般在2～2.5之間，體質輕，密度為1～2.2 g/m3。它的化學成分較為簡單, 主要為矽和鎂, 其中SiO2含量一般為54%～60%, MgO含量多為21%～25%。海泡石熱穩定性能極高, 耐高溫性能極好，可達到1 500～1 700 ℃ , 其製品可用作耐高溫材料, 如防火器材料、絕熱保溫材料等。高玉傑等利用海泡石配抄其他纖維作原料進行造紙研究，濕法抄造不同用途的紙頁。對海泡石的打漿特性進行了初步探討，嘗試了用不同黏合劑來提高海泡石的成紙強度。通過海泡石與針葉木漿、玻璃棉漿等其他纖維配抄，製備吸附類用紙、阻燃紙等。海泡石纖維具有較好的抄紙性能，若條件掌握適當，完全可以採用濕法造紙。晏全香等對海泡石與植物纖維複合使用，發現添加海泡石後，紙張的耐折度、撕裂度、抗張指數、耐破度等強度有稍微的下降，但幅度不大，而白度增加，海泡石留著率高，顯示出特種紙、阻燃紙的功能特性。
矽灰石
矽灰石是一種天然產出的偏矽酸鈣（Ca3(SiO9)）。矽灰石具有三種同質多象變體, 即主要為低溫的三斜晶系變體、低溫的單斜變體（副矽灰石）和高溫的三斜變體（又稱為假矽灰石、B2矽灰石）。由於矽灰石的矽氧四面體呈鏈狀結構，鈣氧八面體也呈鏈狀分布，均平行於b軸，且發育有平行於[010] 晶帶的{100}、001}、{002}三組解離，使之能通過適當的機械破碎方法加工成具有較高長徑比的礦物纖維。孫傳敏等利用改性矽灰石在新聞紙中的套用。經化學改性處理，添加到脫墨紙漿中製作新聞紙。結果表明，改性矽灰石能極大地改善再生新聞紙的白度、不透明度和適印性。加入有10%～15% 改性矽灰石的新聞紙（定量44～47 g/m2）具有高白度（58%～60%）、高強度（裂斷長3 800～4 000 m）和高不透明度（95%～97%），屬高質量新聞紙。另一方，由於改性矽灰石具有對油墨粒子、細小纖維和有機物的良好吸附性，添加改性矽灰石的新聞紙在造紙過程中排出的廢水易於處理，廢水經簡單沉澱後所含BOD、COD以及重金屬元素含量極低，達到綜合排放國家一級標準。改性矽灰石在造紙業方面顯現出保護森林和水體的雙重環境效應，是造紙行業中一種性能優秀的新型功能填料。
蛭石
蛭石（又名水雲母）是一種鐵鎂質鋁矽酸鹽礦物，化學成分為(Mg,Fe,A1)3 [(Si·Al)4O10](OH)2·4H2O。蛭石在天然狀態下具有雲母的某些特徵，呈現出鱗片狀、片狀，易於劈分成小片，並且具有撓性。當加熱到150～950 ℃時，將失水膨脹，體積增大18～25倍。膨脹後的蛭石具有鬆散、密度低、化學性質穩定、隔熱、隔音、抗菌、耐火、耐冷等優良性能。在造紙工業中人們充分利用了蛭石的熱膨脹性、隔熱、耐火及離子交換性和吸附性等性能來生產特種紙及處理造紙廢水。
蛭石表面色彩斑斕,有淡綠、深綠、黃銅、青銅、銀灰、金黃等不同顏色，並閃爍珍珠光澤。由於本身具有美麗色澤和特殊質感，在紙頁抄造中加入蛭石，即可製成獨具特色的紙頁，如裝飾用紙。目前，國內外都有研究以紙或其他材料為基材，填加蛭石來生產壁紙，其簡單生產工藝為：蛭石原礦經烘乾、碎解和篩選後與膠黏劑混合塗於紙基上，再進行壓花和復卷。經以上工藝生產出的壁紙色彩華麗、耀眼，既具有原始粗獷感、又具有現代典雅感，同時還具有一定的保溫、吸音、吸濕和防火性能。另外，由於蛭石本身具有抗菌性，所以添加蛭石生產的壁紙也具有一定的抗菌性能，也就是說，在紙料中加入蛭石可生產出各種集裝飾性與功能性為一體的特種紙[13]。
