摘要：通過增加60%的無機粘結劑、引入0.5%無機纖維、增加0.25%絮凝劑、減少33%有機粘結劑和增加0.45%防潮劑對純棉體系輕質礦棉吸聲板進行改進,改進后的板材性能較同類板材有較大的改善。同時分析了各改進措施對板材銷售市場的影響。
關鍵詞：純棉體系;輕質礦棉板;銷售市場;影響;
礦棉吸聲板在我國出現的歷史并不長，由于這種新型吊頂材料具有良好的裝飾性能、吸聲和防火性能，能夠滿足現代室內裝飾對材料的要求，因而得到廣泛應用目前，世界上礦棉吸聲板主要分為加輕骨料體系輕質礦棉吸聲板和純棉體系礦棉吸聲板，二者的性能對比見表1。
表1加輕骨料體系和純棉體系礦棉吸聲板性能對比加輕骨料體系礦棉吸聲板的特點是板輕、降噪性能好，但彎曲破壞載荷低、吸水率及有機物含量高、受潮撓度大。其原料配比中膨脹珍珠巖約占50%、礦物棉約30%、有機物約，內部結構見圖1。加輕骨料體系礦棉吸聲板的蜂窩狀內部結構使板材的深加工性能較差。
圖1加輕骨料體系礦棉吸聲板電鏡照片純棉體系礦棉吸聲板的特點是彎曲破壞載荷高、有機物含量低，但板的自重大、降噪性能不理想。其原料配比中礦物棉約占82%、有機物約8.2%、無機物輔料約10%，其內部結構見圖2。純棉體系礦棉吸聲板纖維交錯層狀內部結構使板材的深加工性能好。
通過對這2種體系礦棉吸聲板性能的比較，希望采用純棉體系研制并生產出結合2種體系礦棉吸聲板的優點，即板輕、降噪性能好、彎曲破壞載荷高、有機物含量低及深加工性能又好的產品。純棉體系輕質板材的研制成功將對礦棉板的銷售市場產生深遠的影響。
研究工作采取的技術路線及對
銷售市場的影響項目組的工作目標是把板材的密度從390kg/m3降到，為此采取了如下措施。
增加無機粘結劑及無機礦物纖維
方案降低板材密度，板材的強度會下降。要提高板材的強度、減少產品的變形，可采取2種方法：一是增加有機粘結劑或無機粘結劑；二是加入纖維材料。增加有機粘結劑一方面成本高，另一方面防火性能變差。項目組通過分析、比較，決定在原配方的基礎上增加無機粘結劑。
試驗采用鏈狀結構的含水富鎂鋁硅酸黏土礦物的無機粘結劑，其基本構造單元是由平行于碳軸的硅氧四面體雙鏈組成，各個鏈間通過氧原子連接，每個雙鏈的上下層間通過一層鎂原子的六價配位連接，這種結構可以很好的與粒狀棉纖維搭接。由于在原配方的基礎上增加60%的無機粘結劑，改變了無機粘結劑在原料總量中的比例，同時為了提高板材的防火性能引入無機礦物纖維增強劑，使得粒狀棉和無機礦物纖維能大量搭織在無機粘結劑的層鏈狀結構中，提高了各原料間的結合力。使板材密度降低后，整體性能卻能得到很大的提高。
純棉體系原配方板材與增加無機粘結劑及添加0.5%無機礦物纖維降低密度后板材的性能比較見表2。
表2增加無機粘結劑及無機礦物纖維后產品的性能該措施對礦棉板銷售市場的影響（1）該措施保證了密度降低這一目標的實現。密度降低后板材的降噪系數從0.45提高到0.55，和摻加輕骨料的板材數據相當，市場競爭短板得以彌補，可以應用到高吸聲場所。
（2）歐美市場要求降噪系數0.55以上，密度降低后，產品出口歐美市場得以實現。
（3）密度降低減少了產品的物流成本和安裝成本，提高了經銷商的利潤率，增強了銷售動力。
增加絮凝劑、減少有機粘結劑
方案從表2可以看出，增加60%無機粘結劑后，產品的彎曲破壞載荷已達到185N，但由于無機粘結劑的增加，料漿的濾水性能變差，使料漿成型困難。本研究采用4號配方并增加絮凝劑，以解決濾水性能差的問題。在原配方的基礎上增加絮凝劑，使凹凸棒黏土晶體中的Si4+、Mg2+可以被絮凝劑中的Fe3+及離子替代。使之與黏土間的離子交換達到平衡，從而最大限度的提高它們之間的離子絡合力，使物料間形成緊密的聚集狀態。很好的解決了料漿濾水性能差的工藝難點，通過調整與無機粘結劑的用量配比，極大提高了礦棉板材強度和硬度。
降低密度增加絮凝劑后板材的性能見表3。
表3增加絮凝劑后產品的性能由表3可以看出，7號和8號配方的產品性能相當，濾水性能都不錯，考慮到成本因素，項目組決定采用7號配方。
由于彎曲破壞載荷遠高于標準要求，為了提高產品的防火性能，同時節約成本，決定減少有機粘結劑的用量。試驗采用7號配方，并減少有機粘結劑，降低密度后板材的性能見表。
該措施對礦棉板銷售市場的影響（1）增加絮凝劑后，使無機粘結劑與棉纖維充分有效的結合，使純棉體系板材高強度、后加工性好的優勢得以延續。豐富的品種，多樣的安裝方法，使得銷售市場選擇的機會加大。
（2）減少有機粘結劑后，板材的有機物含量由原來的減少到6%，防火性能進一步提高，而加入輕骨料的板材有機物含量在20%以上。兩者的防火性能通過燃燒試驗等體驗式營銷方式，用戶可以直接感到兩者的差別，產品市場競爭力大幅提高。
增加防潮劑
方案由表4可看出，10號配方的有機粘結劑用量小于9號配方，其它性能仍符合標準要求，但產品吸水率和受潮撓度增大。分析原因可能是密度降低、濕板相對含水率增加。有機粘結劑減少后，為了降低產品吸水率，減小變形，應增加防潮劑。
采用10號配方，增加防潮劑，降低密度后板材的性能見表5。
由表5可以看出，12號配方的產品性能符合生產要求。
該措施對礦棉板銷售市場的影響（1）板材吸水率的降低，減緩了濕氣對板材的侵蝕速度，增加了板材的使用范圍，擴大了產品的銷售市場。
（2）板材受潮撓度的減小，提高了礦棉板的市場美譽度，增強了用戶的信心。
改進配方后板材的性能綜上所述，最終確定純棉體系輕質礦棉板的合理配方為：
在原配方的基礎上增加60%無機粘結劑，加入0.25%的絮凝劑，減少33%的有機粘結劑，加入0.45%的防潮劑及0.5%的無機礦物纖維。產品經過規模生產后，根據產品配方組分的變化，工藝制度也相應進行了調整。改進配方后純棉體系輕質礦棉板的性能見表6。
表6改進配方后純棉體系輕質礦棉板的性能注：①相對濕度70%；②相對濕度90%。
對比表1和表6可以看出，改進后純棉體系輕質礦棉板的性能較同類板材有較大的改善，純棉體系礦棉吸聲板密度降低，產品的抗彎強度提高，吸水率和受潮撓度降低，不燃性等級、降噪系數提高，對礦棉板的銷售市場會產生積極的影響，對本行業的技術發展有指導意義。
結語
純棉體系輕質礦棉吸聲板推向市場后，以其良好的基材性能，獲得裝飾行業的一致首肯。高強度的基板保證了功能性與裝飾性兼具。
隨著我國經濟建設的發展和人民生活水平及審美觀的不斷提高，純棉體系輕質礦棉裝飾吸聲板產品的需求將不斷增加，市場前景十分廣闊。
本文由 合肥礦棉板價格 整理編輯。