形成耐熔融玻璃纖維產品的方法及其相關設備的制作方法

形成耐熔融玻璃纖維產品的方法及其相關設備的制作方法
【專利摘要】提供了一種通過向由絲狀玻璃纖維構成的玻璃纖維產品施涂絕熱材料，從而基本涂覆其中的各個絲狀玻璃纖維，使得經涂覆的絲狀玻璃纖維賦予玻璃纖維產品耐熱性，來形成耐熔融玻璃纖維產品的方法。在一個方面，該方法包括形成包含絲狀玻璃纖維和絕熱材料的濕潤混合物，所述絕熱材料包括阻燃溶液，其中所述濕潤混合物的阻燃溶液的固體含量基本均勻和充分地分布于其中。還提供了相關設備。
【專利說明】形成耐熔融玻璃纖維產品的方法及其相關設備
【背景技術】發明領域
[0001]本發明的一些方面涉及形成改進的玻璃纖維產品的方法，更具體地，涉及形成耐熔融或其他耐熱玻璃纖維產品的方法，及其相關設備。
[0002]相關技術的描述
[0003]有時候可能希望特定的玻璃纖維基產品除了耐火性之外還具有耐熱性，例如對于偶發火所產生的熱量的耐熱性。在一些情況下，此類玻璃纖維基絕熱產品可在形成之后具有施涂的阻燃產品，為其提供一些耐火能力。也就是說，示例性的剛形成的絲狀玻璃纖維基絕熱產品可經過表面處理，例如施涂液態阻燃劑，從而使經過處理的產品至少具有部分耐火性。由于此類絲狀玻璃纖維的無孔特性，此類處理會傾向于留在玻璃纖維的暴露表面上，而不會滲透或變得被玻璃纖維或者絕熱產品本身吸收。但是，在例如建筑結構中使用的此類玻璃纖維基絕熱產品，會是由絲狀玻璃纖維構成的，所述絲狀玻璃纖維會傾向于在存在過量熱量的情況下熔融，其中，熔融的玻璃纖維接著會失去其在原始絕熱產品中所具有的絕熱性質。因而，雖然剛 形成的玻璃纖維基絕熱產品的處理可能對于耐火性是稍微有效的，但是對于液態阻燃劑，可能難以對該產品實現均勻和一致的耐火性處理，或者是低效的，并且此類處理可能不一定賦予產品耐熱性/抗熱性。更具體來說，一些涉及向剛形成的玻璃纖維基絕熱產品施涂液態阻燃劑的阻燃處理過程的結果可能是不均勻的，或者阻燃劑對于產品的覆蓋是不一致的，對于耐熱性/抗熱性的提升是不明顯的。在這些情況中，玻璃纖維產品可能在火災事件中造成危害，在所述火災事件中，所述產品旨在延緩或提供一些耐熱性和/或抗火性。另外，這類處理過程在對于向玻璃纖維基產品施涂阻燃劑方面可能不一定是有效的，可能不包括對阻燃劑產品過量部分進行捕獲或回收的設備，并且可能不具有防止或限制阻燃劑的損失(例如蒸發過程)的能力。
[0004]因此，存在對于向絲狀玻璃纖維基產品(例如玻璃纖維基絕熱產品)的纖維均勻和一致地施涂涂層(例如液態阻燃劑涂層)的方法和相關設備的需求。在一些情況下，可能希望形成相對于現有玻璃纖維產品具有強化的特性和物理性質的整體玻璃纖維產品，同時還提供增加水平的耐熱性和/或耐火性(即不發生熔融或者有限的熔融)并且有效地維持其原始絕熱性質。在一些情況下，可能還希望具有這樣一種玻璃纖維基產品形成方法，該方法在后續玻璃纖維產品制造循環中具有捕獲過量阻燃劑和回收捕獲的過量阻燃劑的能力，無論是以液態或其他形式(如蒸氣)捕獲過量的阻燃劑。
[0005]發明簡述
[0006]本發明的一些方面滿足了上述和其他需求，其中一個所述方面涉及形成耐熔融玻璃纖維產品的方法。該方法包括:向由絲狀玻璃纖維構成的玻璃纖維產品施涂絕熱材料，從而基本涂覆其中的各個絲狀玻璃纖維，使得經涂覆的絲狀玻璃纖維賦予玻璃纖維產品耐熱性。在一個情況下，例如，方法可包括形成包含絲狀玻璃纖維和絕熱材料的濕潤混合物，所述絕熱材料包括阻燃溶液，其中所述濕潤混合物的阻燃溶液的固體含量基本均勻和充分地分布于其中。在一些情況下，形成濕潤混合物可包括使得絲狀玻璃纖維與阻燃溶液相互作用，使得阻燃溶液基本涂覆各個絲狀玻璃纖維。在特定情況下，施涂絕熱材料可包括向僅由絲狀玻璃纖維構成的玻璃纖維產品施涂絕熱材料。在玻璃纖維產品包含絕熱產品的情況下，經涂覆的絲狀玻璃纖維可有助于絕熱產品維持原始絕熱性質或者經受最小的絕熱性質的損失(即防止絲狀玻璃纖維熔融成為固體玻璃并造成原始絕熱產品的絕熱性質的損失)。
[0007]在一些情況下，該方法可進一步包括從經涂覆的玻璃纖維和粘結試劑形成粘合混合物，然后將粘合混合物形成為成形的玻璃纖維產品。在一些情況下，粘合混合物可具有約
。0.1-50重量％的粘結試劑。此類粘結試劑可包括，例如粘結劑，如樹脂、膠、淀粉和/或淀粉基樹脂或粘合劑。在一些情況下，絕熱材料(即阻燃溶液)可以是合適的粘結試劑。在其他情況下，粘結試劑可包括增稠劑，例如瓜兒膠或黃原膠。在其他情況下，粘合混合物可與粘合纖維素纖維混合物相互作用以形成復合產品。在其他情況下，形成粘合混合物可包括與形成經涂覆的絲狀玻璃纖維或濕潤混合物基本同時進行。在其他情況下，該方法可包括對濕潤混合物進行去液化，以形成干的耐熔融絲狀玻璃纖維，從而使得形成粘合混合物涉及從干的耐熔融絲狀玻璃纖維和粘結試劑形成粘合混合物。
[0008]本發明的另一個方面涉及用于形成耐熔融玻璃纖維產品的設備。該設備包括:第一混合裝置，其配置成向由絲狀玻璃纖維構成的玻璃纖維產品施涂絕熱材料，從而基本涂覆其中的各個絲狀玻璃纖維，其中經涂覆的絲狀玻璃纖維賦予玻璃纖維產品耐熱性。在具體情況下，第一混合裝置可配置成從絲狀玻璃纖維和絕熱材料形成濕潤混合物，所述絕熱材料包括阻燃溶液，其中所述濕潤混合物的阻燃溶液的固體含量基本均勻和充分地分布于其中。在一些情況下，第一混合裝置可配置成，使得絲狀玻璃纖維與阻燃溶液相互作用，從而使得阻燃溶液基本涂覆各個絲狀玻璃纖維。在特定情況下，第一混合裝置可配置成向僅由絲狀玻璃纖維構成的玻璃纖維產品施涂絕熱材料。在玻璃纖維產品包含絕熱產品的情況下，經涂覆的絲狀玻璃纖維可有助于絕熱產品維持原始絕熱性質或者經受最小的絕熱性質的損失(即防止絲狀玻璃纖維熔融成為固體玻璃并造成原始絕熱產品的絕熱性質的損失)。
[0009]在一些情況下，所述設備還可包括第二混合裝置和成形裝置，所述第二混合裝置配置成從經涂覆的絲狀玻璃纖維/濕潤混合物和粘結試劑形成粘合混合物，其中所述粘合混合物包含約0.1-50重量％的粘結試劑，所述成形裝置配置成將粘合混合物形成為成形的玻璃纖維產品。合適的粘結試劑可包括，例如粘結劑，如樹脂、膠、淀粉和/或淀粉基樹脂或粘合劑。在一些情況下，絕熱材料(即阻燃溶液)可以是合適的粘結試劑。在其他情況下，粘結試劑可包括增稠劑，例如瓜兒膠或黃原膠。在其他情況下，復合成形裝置可配置成使得粘合混合物與粘合纖維素纖維混合物相互作用以形成復合產品。在其他情況下，第一混合裝置和第二混合裝置配置成基本同時形成經涂覆的絲狀玻璃纖維/濕潤混合物和形成粘合混合物。在其他情況下，第二加工裝置可配置成對濕潤混合物去液化以形成干的耐熔融絲狀玻璃纖維，其中第二混合裝置配置成從干的耐熔融絲狀玻璃纖維和粘結試劑形成粘合混合物。
[0010]在一些方面，阻燃溶液可以是阻燃水溶液。優選的阻燃溶液可以是無毒和/或具有中性PH和/或低變應原性和/或具有任意數量的其他所需性質。在一些方面，阻燃溶液可包括硼化合物、磷化合物、氯化合物、氟化合物、銻化合物、硼酸鹽化合物、鹵素化合物、
硼酸、無機水合物、溴化合物、氫氧化鋁、氫氧化鎂、水合菱鎂礦、三氧化二銻、膦鹽、磷酸銨、磷酸二銨、溴代甲烷、碘代甲烷、溴氯二氟甲烷、二溴四氟乙烷、二溴二氟甲烷、四氯化碳、尿素-碳酸氫鉀及其組合中的任意一種。
[0011]在其他方面，第一混合裝置可配置成，例如，通過用阻燃溶液使得絲狀玻璃纖維基本飽和化和/或從絲狀玻璃纖維和阻燃溶液形成漿料來形成濕潤混合物。在其他方面，加工裝置可配置成對濕潤混合物進行脫水并且對經脫水的濕潤混合物進行干燥，以形成干的耐熔融絲狀玻璃纖維。這樣，濕潤混合物也可加熱以促進干的耐熔融絲狀玻璃纖維的形成。
[0012]在其他方面，設備也可包括回收裝置，其配置成在加工裝置對濕潤混合物進行去液化以形成干的耐熔融絲狀玻璃纖維之后，從加工裝置中回收過量的液態和蒸氣形式中的一種形式的阻燃溶液。此外，回收裝置可配置成為將回收的過量的阻燃溶液導向第一混合裝置，加入到絲狀玻璃纖維中以形成濕潤混合物，例如，在閉合回路中，阻燃溶液循環過程中。
[0013]另外，在其他方面，加工裝置可配置成從經涂覆的絲狀玻璃纖維和粘結試劑形成粘合混合物，所述粘結試劑包括樹脂材料和粘合劑材料中的一種，并且成形裝置可配置成對粘合混合物進行壓制以形成致密的玻璃纖維產品，對粘合混合物進行擠出以形成成形的玻璃纖維產品，或者對粘合混合物進行模塑以形成成形的玻璃纖維產品。這樣，可以將粘合混合物形成玻璃纖維板產品。 [0014]因此，本發明的各方面解決了所確定的需要并提供本文另有詳細描述的其他優點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]以上概括地描述了本發明，下面將結合附圖進行描述，附圖不一定按照比例繪制，其中:
[0016]圖1是根據本發明的一個方面，用于形成耐熔融玻璃纖維產品的設備示意圖；以及
[0017]圖2是根據本發明的一個方面，形成耐熔融玻璃纖維產品的方法示意圖。
【具體實施方式】
[0018]在此將參照附圖更完整地描述本發明，它們顯示了本發明的一些而非全部的方面。實際上，本發明可以以許多不同的形式實施，不應看作僅限于本文所述方面；并且，這些方面用來使得本發明的揭示內容可以滿足法律上的要求。通篇中同樣的數字表示同樣的元件。
[0019]本發明的一些方面一般地涉及用于形成耐熔融絲狀玻璃纖維產品的設備和方法。如上文所述，使得剛形成的絲狀玻璃纖維產品(例如玻璃纖維基絕熱或板產品)具有耐火性的處理，特別是用液態阻燃劑進行處理的可能的限制包括難以實現該玻璃纖維產品的均勻和一致處理，以及難以實現剛形成的產品中的耐熱性/抗熱性。也就是說，一些耐火表面處理過程的結果可能是不均勻的、不均一或者不一致的，或者向玻璃纖維產品施涂阻燃劑是不完全的。在這些情況下，此類不均勻表面處理可能導致經處理的玻璃纖維產品的耐火/耐熱等級的改變，進而在產品旨在延緩或以其他方式提供一些耐火性的火災中遭遇危險。此外，此類阻燃劑表面處理可能對于剛形成的產品的總體耐熱性/抗熱性是幾乎沒有效果的。
[0020]因此，本發明的一個方面涉及用于形成耐熔融絲狀玻璃纖維產品的設備，該設備在圖1顯示為元件100。該設備100可包括，例如，第一混合裝置300，其配置成向由絲狀玻璃纖維225構成的玻璃纖維產品施涂絕熱材料250，從而基本涂覆其中的各個絲狀玻璃纖維，其中經涂覆的絲狀玻璃纖維275賦予玻璃纖維產品耐熱性。具體地，在一些方面，第一混合裝置300可配置成從絲狀玻璃纖維225和絕熱材料形成濕潤混合物275，所述絕熱材料包括阻燃溶液250，使得所述濕潤混合物275的阻燃溶液250的固體含量基本均勻和充分地分布于其中。第二混合裝置400配置為從經涂覆的絲狀玻璃纖維/濕潤混合物275和粘結試劑260形成粘合混合物325，并且成形裝置700配置成將粘合混合物325形成為成形的玻璃纖維產品750。
[0021]絲狀玻璃纖維可以由如下材料構成，例如:E-玻璃(即，具有小于約1% w/w的堿性氧化物的鋁-硼硅酸鹽玻璃)，A-玻璃(即，幾乎沒有或沒有氧化硼的堿石灰玻璃)，E-CR-玻璃(即，具有小于I % w/w的堿性氧化物的鋁-石灰硅酸鹽)，C-玻璃(即，具有高含量氧化硼的堿石灰玻璃)，D-玻璃(即，硼硅酸鹽玻璃)，R-玻璃(即，不含MgO和CaO的鋁硅酸鹽玻璃)和/或S-玻璃(即，不含CaO但是具有高含量MgO的鋁硅酸鹽玻璃)。可以采用例如，直接熔融法或者大理石重熔法來形成此類絲狀玻璃纖維，其中，塊狀玻璃材料熔融然后通過合適的襯套或噴嘴擠出。在連續長絲過程中，可以在纖維纏繞前向拉制的纖維施加膠料 (sizing)。在切斷纖維過程中，可以在離開成形機器之后對玻璃材料進行吹風或鼓風。例如，在旋轉加工成形機器中，熔融玻璃進入旋轉紡絲器中，由于離心力使其被水平/橫向甩出，其中噴氣可推動玻璃垂直向下，同時施加粘合劑，并且其中，所得的纖維墊可抽真空到屏和粘合劑，然后在烘箱中固化形成粘合墊。
[0022]在一些情況下，用于形成所得玻璃纖維產品的玻璃纖維可以僅由或者基本僅由本文揭示類型的絲狀玻璃纖維構成。但是，通過本發明，本領域技術人員應理解，在一些方面，在絲狀玻璃纖維中的合理水平的污染物幾乎不可能會(如果有的話)對所得的剛形成的玻璃纖維產品產生任何有害影響。因此，不一定要考慮(例如絲狀玻璃纖維的)去污過程/設備，但是如果需要或者希望不含污染物的玻璃纖維產品的話，就可以包括去污過程/設備。
[0023]一旦得到了絲狀玻璃纖維，則可以將絲狀玻璃纖維225導向第一混合裝置300，將其與絕熱材料混合，以形成經涂覆的絲狀玻璃纖維/濕潤混合物275，所述絕熱材料包括，例如阻燃溶液250。第一混合裝置300還可配置成混合絲狀玻璃纖維225和阻燃溶液250，使得阻燃溶液250基本均勻分布在絲狀玻璃纖維225中。在一些情況下，阻燃溶液250可以具有特定固體含量，并且第一混合裝置300可進一步配置成混合絲狀玻璃纖維和阻燃溶液250，使得濕潤混合物275具有基本均勻和徹底分散其中的阻燃溶液250的固體含量。在形成經涂覆的絲狀玻璃纖維/濕潤混合物275時，第一混合裝置300可配置成用阻燃溶液250使得絲狀玻璃纖維225基本飽和化，其中阻燃溶液250具有第一濃度的特定固體含量，和/或第一混合裝置300可配置成從絲狀玻璃纖維225和阻燃溶液250形成漿料。在一些情況下，第一混合裝置300也可配置成向絲狀玻璃纖維225和阻燃溶液250加入水和/或其他合適的液體或化學物，以形成漿料。該過程可適用于，例如由絲狀玻璃纖維或者僅由絲狀玻璃纖維構成的剛形成的絕熱產品，例如玻璃纖維絕熱氈。例如，可以用絕熱材料(其包括，例如阻燃溶液)使得此類絕熱氈飽和化或者基本飽和化，然后通過例如長網造紙機(Fourdrinier)型布置排列或壓輥布置排列對氈進行加工，以去除過量的絕熱材料/阻燃劑。
[0024]在特定的方面，絕熱材料可包括阻燃溶液250，其中，所述阻燃溶液可以是阻燃水溶液。阻燃溶液可優選是無毒和/或具有中性PH和/或低變應原性和/或具有任意數量的其他所需的影響人類/動物和/或環境安全的性質，同時在絲狀玻璃纖維和/或玻璃纖維產品與熱和/或火焰實施和接觸之后維持所必需的功效。在一些方面，阻燃溶液250可以包括成分，其中，獨立存在時，可能不必展示一種或多種之前揭示的優選或需要的性質。然而，本領域技術人員會想到阻燃溶液250的其他不同成分可以與所提到的成分相互作用以中和、最小化、或以其他方式消除，化學上的或其他的所提到的成分的非優選或不需要的性質，以至阻燃溶液250整體展現出一種或多種優選的或需要的性質。在一些其他方面，阻燃溶液250可包括含硼化合物、硼酸鹽、無機水合物、含溴化合物、氫氧化鋁、氫氧化鎂、水合菱鎂礦、三氧化二銻、膦鹽、磷酸銨以及磷酸二銨中的任意一種，或者它們的各種組合。就此而言，本領域技術人員應理解，各種阻燃或耐火物質(無論是目前已知或者之后開發或發現的)都可用于本發明范圍內的本文所揭示的方法和設備。
[0025]本領域技術人員還應理解，可通過向液體(例如，水)或其他與絲狀玻璃纖維混合的化學物中加入固體阻燃劑產品來形成阻燃溶液250，使得固體阻燃劑產品形成具有包括絲狀玻璃纖維225的漿料的液體或其他化學物的溶液。在其他情況下，由固體阻燃劑產品和液體或其他化學物形成的溶液可以用于形成具有絲狀玻璃纖維225的濕潤混合物275。在一些方面，第一混合裝置300可配置成攪動漿料或濕潤混合物，從而使得阻燃溶液基本均勻地分布其中(即，使得絕熱材料涂覆或基本涂覆各個絲狀玻璃纖維)。在其他方面，第一混合裝置300可配置成操控濕潤混合物275，使得阻燃溶液的固體含量基本均勻和徹底分散在濕潤混合物中。第一 混合裝置300可以是以各種所述方式，適合從絲狀玻璃纖維和阻燃溶液形成濕潤混合物和/或漿料的任意機器。
[0026]在另一個方面，第一混合裝置300可配置成使得絲狀玻璃纖維225與阻燃溶液250相互作用，從而使得阻燃溶液基本涂覆各個絲狀玻璃纖維。在另一個方面，阻燃溶液250其自身可配置成當與絲狀玻璃纖維相互作用時，基本涂覆各個絲狀玻璃纖維。在該情況下，阻燃溶液250可以與絲狀玻璃纖維相互作用，例如使得阻燃溶液或其組分對玻璃纖維的接觸表面進行蝕刻，從而促進和/或有助于阻燃溶液的特定固體組分與玻璃纖維的接觸表面結合，和/或在接觸表面上形成涂層。
[0027]在一些特定的方面，為了促進阻燃溶液和玻璃纖維之間的相互作用，可以提供加工裝置500，以對濕潤混合物275進行去液化，以形成干的耐熔融絲狀玻璃纖維。從而可根據需要和本領域技術人員應理解的那樣，提供加工裝置500，如干燥器，以對濕潤混合物275進行加工，以形成干的耐熔融絲狀玻璃纖維。在一個方面，加工裝置500可配置成，例如通過加熱的空氣(例如，通過燃燒天然氣或其他合適的能源加熱的空氣)或者通過任意多種加熱/去液化/干燥方法，例如，本領域技術人員會理解的微波或紅外干燥技術，向濕潤混合物275提供熱量。
[0028]在第一混合裝置300配置成從絲狀玻璃纖維和阻燃溶液形成漿料的情況下，加工裝置500可配置成對漿料進行脫水，之后對脫水的漿料進行干燥以形成干的耐熔融絲狀玻璃纖維。該脫水過程可以通過，例如，合適的改良的長網造紙機型機器，壓輥，或其他本領域技術人員會想到的合適方法來完成。也可以例如使用雙絲形成段(twin wire formingsect1n)和/或合適的網印設備(screening devices)對衆料進行脫水。此外，如上文所述，為了對脫水的漿料進行干燥，加工裝置500可配置成例如通過加熱的空氣(例如，通過燃燒的天然氣或其他合適的能源加熱的空氣)或者通過任意多種加熱/去液化/干燥方法，例如，本領域技術人員會理解的微波或紅外干燥技術，向濕潤混合物提供熱量。本領域技術人員也應理解加工裝置500可配置成許多不同的方式。例如，適當配置的屏裝置可被配置為接受漿料，其中所述屏裝置可包括一定數量的穿孔。一旦在屏裝置中沉積，漿料可通過相背的壓板接合，其也可以是穿孔的。穿孔可用于對漿料進行脫水，而壓板和/或屏裝置可以被加熱以提供脫水漿料的干燥。
[0029]在一些方面，設備100也可包括回收裝置600，其配置成在加工裝置500對濕潤混合物275進行去液化/干燥之后，回收液態或蒸氣形式中的一種形式的過量的阻燃溶液。在一些情況下，回收裝置600也可配置成接合第一混合裝置300，以完成過量阻燃溶液的回收。也就是說，回收裝置600可配置成:在通過加工裝置500對濕潤混合物進行去液化之后，將從其中去除的回收的過量阻燃溶液導向混合裝置300，例如，在閉合回路中，阻燃溶液回收過程中。在通過回收裝置600回收包括液體和蒸氣的過量部分之后，回收的過量阻燃溶液可以是經粗濾的、過濾的或其他方式純化的，然后重新引入第一混合裝置300以形成濕潤混合物275的后續部分，從而基本或完全防止阻燃溶液作為廢棄產物離開設備100。
[0030]根據本發明的一些方面，可以通過玻璃纖維的涂層使得干燥的絲狀玻璃纖維具有耐火性和/或耐熔融性，所述玻璃纖維的涂層是通過如下方式形成的:阻燃溶液的特定固體組分留在玻璃纖維上，之后進行加熱/去液化/干燥過程和/或使得所述固體組分與玻璃纖維的接觸表面結合 。如此分類下，干燥(經涂覆的)絲狀玻璃纖維在與熱或火焰接觸之后，可以例如不顯示出或者具有有限的體積損失(即，干燥的絲狀玻璃纖維響應施加的熱或火焰，會展現出有限的(如果有的話)任意的纖維收縮成固體玻璃塊或蒸發的趨勢)。在該情況下，固體涂層可以形成能夠擴散意外熱量的絕熱阻隔(即，為玻璃纖維提供耐熱性/抗熱性/耐熔融性)，同時還阻止意外火焰的燃燒(即，為玻璃纖維提供耐燃燒性/耐火性/耐火焰性)。在此基礎上，根據一些方面，干燥的耐熔融絲狀玻璃纖維(和/或經涂覆的絲狀玻璃纖維)其自身可作為玻璃纖維最終產品。例如，干燥的耐熔融絲狀玻璃纖維可用作氈或卷形式的吹入絕熱或絕熱板。在玻璃纖維產品包含絕熱產品的情況下，經涂覆的絲狀玻璃纖維可有助于絕熱產品維持原始絕熱性質或者經受最小的絕熱性質的損失(即防止絲狀玻璃纖維熔融成為固體玻璃并造成原始絕熱產品的絕熱性質的損失)。
[0031]在其他情況下，一旦通過第一混合裝置300形成經涂覆的絲狀玻璃纖維/濕潤混合物275，第二混合裝置400可配置成接收經涂覆的絲狀玻璃纖維/濕潤混合物275，并從所述經涂覆的絲狀玻璃纖維/濕潤混合物275和其中添加的粘結試劑260形成粘合混合物325。此類粘結試劑260可以包括，例如，樹脂材料或粘合材料。在一個特定的例子中，粘結試劑260可以包括亞甲基二苯基二異氰酸酯(MDI)。但是，本領域技術人員應理解的是，粘結試劑260可適當地明顯變化，并且可包括其他合適的材料，例如脲甲醛(UF)或苯酚甲醛(PF)。在其他例子中，此類粘結試劑可包括粘結劑，如樹脂、膠、淀粉和/或淀粉基樹脂或粘合劑。在其他例子中，絕熱材料(即阻燃溶液)其自身可以是合適的粘結試劑。在其他例子中，粘結試劑可包括增稠劑，例如瓜兒膠或黃原膠。在一些方面，第一混合裝置300可配置成，在第二混合裝置400形成粘合混合物325之前，形成經涂覆的絲狀玻璃纖維/濕潤混合物275。在其他情況下，第一和第二混合裝置300、400可配置成基本同時形成經涂覆的絲狀玻璃纖維/濕潤混合物275和粘合混合物325 ( 即，向絲狀玻璃纖維中基本同時加入絕熱材料/阻燃溶液和粘結試劑)。
[0032]在此類情況下，加工裝置500可配置成對濕潤混合物275進行去液化/干燥，使得水分含量基本為0%。然而，在暴露于大氣之后，現在干的耐熔融絲狀玻璃纖維可從大氣濕度中吸收/保留一些水分。這樣，干的耐熔融絲狀玻璃纖維通常會展示出一些水分含量(例如，約I % -約3% )。在本發明的其他方面，第二混合裝置400可配置成從干燥的耐熔融絲狀玻璃纖維和粘結試劑260形成粘合混合物325。關于這一點，一些粘結試劑，如MDI，可能需要存在特定量的濕度以促使或另外增強其粘結性質。因此，在第二混合裝置400形成粘合混合物之前，第二混合裝置400和/或加工裝置500可配置成向干的阻燃纖維混合物添加水分。從而可根據需要或希望向干燥的耐熔融絲狀玻璃纖維加入足夠的水分，以實現所需的粘結試劑的粘結性質。
[0033]一旦形成粘合混合物325，可采用成形裝置700將粘合混合物形成為成形的玻璃纖維產品750。例如， 成形裝置700可配置成通過如下方式將粘合混合物325形成為成形的玻璃纖維產品750:壓制粘合混合物以形成致密的玻璃纖維產品，擠出粘合混合物以形成成形的玻璃纖維產品，和/或將粘合混合物模塑成成形的玻璃纖維產品。在一些情況下，成形的玻璃纖維產品750可表征為，例如玻璃纖維板產品(即中密度纖維(MDF)板的形式)。但是，通過本發明，本領域技術人員應理解的是，粘合混合物325以及由其生產的玻璃纖維產品，不同于纖維玻璃(也稱作玻璃增強塑料(GRP)、玻璃纖維增強塑料(GFRP)或者纖維增強塑料(FRP))。也就是說，“纖維玻璃”通常表征為由塑料制得的纖維增強聚合物或玻璃的細纖維增加的聚合基質，其中塑料/聚合物基質可以是例如環氧化物、熱固性塑料(即，聚酯或乙烯基酯)或者熱塑性塑料。相反，本發明的一些方面實現了包含約0.1-50重量％的粘結試劑的粘合混合物，從而，所得的玻璃纖維產品可表征為，例如絲狀玻璃纖維網絡，其中，通過粘結試劑將用阻燃溶液處理的玻璃纖維以粘合的方式保持在一起(即通過粘結試劑保持在一起的玻璃纖維基質)。此類粘結試劑可包括，例如粘結劑，如樹脂、膠、淀粉和/或淀粉基樹脂或粘合劑。在一些情況下，絕熱材料(即阻燃溶液)可以是合適的粘結試劑。在其他情況下，粘結試劑可包括增稠劑，例如瓜兒膠或黃原膠。
[0034]本領域技術人員還應理解的是，根據本發明的一些方面，由于玻璃纖維的耐熔融特性，粘合混合物325其自身可能是耐熔融的，其中，在一些情況下，可以通過選定的粘結試劑的耐熱性和/或耐火性來促進該耐熔融性(即，粘合混合物其自身可以提供耐熱性/抗熱性/耐熔融性的保護特性)。粘合混合物也能夠抵抗意外火焰的燃燒(即，提供耐燃燒性/耐火性/耐火焰性特性)。在此基礎上，根據一些方面，粘合混合物其自身可實現作為全部或部分的玻璃纖維最終產品。例如，粘合混合物可通過成形裝置700或者獨立地施涂到各種剛形成的產品作為“涂層”，該“涂層”是在向產品施涂合適的粘合混合物以及粘結試劑起作用之后(或者施涂單獨的合適的粘合劑材料)形成的。例如，在一種情況下，可以將粘合混合物施涂到各種產品以形成其“保護”涂層。例如，可以將粘合混合物施涂到建筑的各種成分，例如地板、內壁或外壁或者甚至是單獨的支撐梁，無論是木基或金屬，或者用作套元件(在任意情況下，在粘結試劑適當起作用或者施涂了單獨的合適的粘合材料之后)。
[0035]本領域技術人員還應理解的是，在一些情況下，可以采用成形裝置700的變化形式，以各種方式對粘合混合物325進行操作，以實現不同的最終產品。例如，在一些情況下，含有與阻燃溶劑相互作用的絲狀玻璃纖維的粘合混合物325可以形成最終產品的一層或多層，所述最終產品可以是復合物或者偽層疊形式。更具體地，在一些情況下，可以將兩層含有與阻燃溶劑相互作用的絲狀玻璃纖維的粘合混合物325與設置在兩層中的合適的纖維素纖維的粘合混合物(例如，2001年I月13日提交的題為“形成耐火纖維素產品的方法及其相關設備”的國際專利申請系列號PCT/CA2011/050013中所揭示的，參見例如圖1中的元件800) —起引入到成形裝置700中。在通過成形裝置700加工之后，所得的最終產品可表征為具有玻璃纖維-纖維素-玻璃纖維復合物或者板或板材構型的偽層疊形式。在一些特定的情況下，玻璃纖維層可僅由或者基本僅由玻璃纖維構成，而纖維素層可僅由或者基本僅由纖維素纖維構成。在此類特定的情況下，本領域技術人員應理解的是，在各個層的界面處可能存在一些玻璃和纖維素纖維的相互混合，但是(由于，例如分別與玻璃纖維和纖維素層相關的粘結試劑之間的相互作用)所得的最終產品會顯示為完全的板或板材。
[0036]在一些方面，玻璃纖維產品750可形成為具有所希望的長度、寬度和厚度的板或板材；或者稍后再細分成具有所希望的長度的區段的連續板。在一些情況下，成形裝置700可配置成使粘合混合物與陰模和陽模中的一種接合，從而形成一種玻璃纖維產品，該玻璃纖維產品的表面被所述陰模和陽模中的一種的負壓痕所限定。也就是說，例如，可以用凸起和/或下凹的圖案來使各個壓盤適當地圖案化，從而使得形成的玻璃纖維產品會具有限定了該圖案的負壓痕的相應表面。本領域技術人員還應理解，在這種方式下處理粘合混合物的能力表明玻璃纖維產品的最終形式不一定必須是平面形式的，而是可以具有除了本文所公開之外的許多不同的 形狀、輪廓和尺寸。
[0037]此外，在一些情況下，根據本發明的一些方面形成的玻璃纖維產品，特別是通過用阻燃溶液對絲狀玻璃纖維進行處理，可以使阻燃溶液更均勻和徹底地分散和分布在成形的玻璃纖維產品中，從而增強耐火性(火焰蔓延)以及隔熱性(耐熱性/絕熱)和/或其他特性。
[0038]通過以上描述和相關圖所示內容中呈現的教導的益處，本發明相關領域技術人員可以想到本發明的許多改良和其它的方法。例如，如圖2所示，本領域技術人員應理解本文所揭示的設備可容易地用于形成耐熔融玻璃纖維產品的相關工藝和方法。更具體地，此類方法可包括:向由絲狀玻璃纖維構成的玻璃纖維產品施涂絕熱材料，從而基本涂覆其中的各個絲狀玻璃纖維，其中經涂覆的絲狀玻璃纖維賦予玻璃纖維產品耐熱性(框1200)。在一個特定的情況下，此類方法可包括:從絲狀玻璃纖維和絕熱材料(包括例如阻燃溶液)形成濕潤混合物，其中所述濕潤混合物具有基本均勻分布其中的阻燃溶液(框1250，虛線表示為任選的或示例性的)。然后從經涂覆的絲狀玻璃纖維/濕潤混合物和粘結試劑形成粘合混合物(框1300)，然后將所述粘合混合物成形為玻璃纖維產品(框1400)。
[0039]另外，在一些情況下，第一混合裝置300可配置成添加和/或接收其他合適的物質/材料/化學物，以加入到絲狀玻璃纖維中。例如，第一混合裝置300可配置成接收防霉劑、據水劑、防水劑和/或其他耐水物質。在任意情況下，可優選絲狀玻璃纖維中接收到的任意額外的物質是適合用第一混合裝置300進行加工的，從而基本均勻和徹底地分布和分散在絲狀玻璃纖維中。
[0040]另外，本領域技術人員會想到，在一些情況下，粘合混合物可能通常地制備，并且然后能夠成形、模塑、或其他操作產生各種最終產品，如，例如，板、復合屋頂瓦、復合屋頂板、復合側墻瓦、復合西班牙型“紅粘土”型屋瓦、電源插座套、門、內墻板材、外罩、家具芯、碗櫥、櫥門面板、地板、強化地板或者單板復合地板等。但是，本文所列出的示例性終端產品并非以任意方式限制各種預期終端產品。因此，通用粘合材料的概念可以延伸為可用許多不同方式，例如塑模、擠出、壓制、壓印或者任意其他合適的生產方法生產終端產品的情況。
[0041]此外，在前述例子中的強化地板和家具芯所示，通用粘合材料/混合物可以作為進一步終端組件中的部件或者其他部分提供。因而本領域技術人員應理解，可以生產根據本發明一些方面的成形的玻璃纖維產品，使得其即使不是均勻和一致地分散有絕熱材料/阻燃溶液的話，至少部分分散有絕熱材料/阻燃溶液。因此，相比于簡單表面處理(該表面處理可能易于去除、洗掉或者隨時間發生降解)，包含耐熱/抗熱和耐火玻璃纖維產品的終端組件的部件可能是在更持久的基礎上是整體耐火的和/或不能點燃和/或耐熱性/抗熱性(即，由于阻燃溶液是有效地結合到玻璃纖維產品中的)。
[0042]在其他方面，可以用本文所揭示的方法和設備執行其他絲狀纖維(無論是天然或者是合成/人造的)。例如，此類合成或人造纖維可通常源自合成材料，例如石油化學品，雖然一些類型的合成纖維可能是有天然纖維素制造的，包括但不限于，人造纖維、模態(modal)和Lyocell?。纖維素基纖維可以是兩種類型，，例如來自銅-銨過程的再生纖維素或純纖維素，和改性纖維素，例如乙酸纖維素。強化塑料中的纖維分類可分成兩種:(i)短纖維，也稱作不連續纖維，縱橫比(定義為纖維長度和直徑之比)通常在20-60 ;和(ii)長纖維，也稱作連續纖維，縱橫比通常為200-500。
[0043]在一些情況下，可執行礦物纖維，例如純的天然石英纖維，由硅酸鈉(水玻璃)制造的二氧化硅纖維和由熔融玄武巖制造的玄武巖纖維。可以由易延展的金屬，例如銅、金或銀拉制或者從更易碎的金屬，例如鎳、鋁或鐵擠出或沉積得到金屬纖維。也可以執行不銹鋼纖維。碳纖維可以基于碳化聚合物，如PAN的氧化和通過高溫分解，但是最終產品會基本是純的碳。可以執行碳化硅纖維，其中基礎聚合物是聚合物不是碳氫化合物，其中約50%的碳原子被硅原子替代(即，聚碳硅烷)。基于合成化學品的聚合物纖維可以由以下物質制造，但是不限于此:聚酰胺尼龍、PET或PBT聚酯、苯酚-甲醛(PF)、聚乙烯醇纖維(PVA)維尼綸、聚氯乙烯纖維(PVC)維尼綸、聚烯烴類(PP和PE)烯烴纖維、丙烯酸聚酯、用于制造碳纖維的純的聚酯PAN纖維、丙烯酸纖維、芳族聚酰胺類(芳族聚酰胺)例如Twar0nTM、KevlarTM和Nomex?以及彈性體例如Spandex?或氨基甲酸酯纖維。在一些方面，所揭示的絲狀玻璃纖維還可包括，微纖維(即拉制成0.5dn(旦尼爾)的亞旦尼爾纖維，如聚酯)。通常，微纖維可以是超細纖維(即玻璃或熔噴熱塑性塑料)，其可以是通過例如擠出纖維，然后分裂成多個更細纖維形成。
[0044]因此，應當理解，本發明不僅限于本發明所述的具體方面，以上各種改良和其它的方面也包括在所附權利要求書限定的范圍之內。盡管在本發明中使用了具體的術語，但是這些術語僅以通用和描述性意義使用，而不用于對本發明構成限制。
【權利要求】
1.一種形成耐熔融玻璃纖維產品的方法，所述方法包括: 向由絲狀玻璃纖維構成的玻璃纖維產品施涂絕熱材料，從而基本涂覆其中的各個絲狀玻璃纖維，經涂覆的絲狀玻璃纖維賦予玻璃纖維產品耐熱性。
2.如權利要求1所述的方法，所述方法還包括: 從經涂覆的絲狀玻璃纖維和粘結試劑形成粘合混合物；以及 將粘合混合物形成為成形的玻璃纖維產品。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，施涂絕熱材料包括: 形成包含絲狀玻璃纖維和包括阻燃溶液的絕熱材料的濕潤混合物，該絕熱材料配置成涂覆各個絲狀玻璃纖維，所述濕潤混合物的阻燃溶液的固體含量基本均勻和充分地分布于其中。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，形成濕潤混合物包括使得絲狀玻璃纖維與阻燃溶液相互作用，使得阻燃溶液基本涂覆各個絲狀玻璃纖維。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，施涂絕熱材料包括向僅由絲狀玻璃纖維構成的玻璃纖維產品施涂絕熱材料。
6.如權利要求2所述的方法，其特征在于，形成粘合混合物與向玻璃纖維產品施涂絕熱材料基本同時進行。
7.如權利要求3所述的方法，所述方法還包括對濕潤混合物進行去液化以形成干的耐熔融絲狀玻璃纖維，其中形成粘合混合物還包括從干的耐熔融絲狀玻璃纖維和粘結試劑形成粘合混合物。
8.如權利要求3所述的方法，其特征在于，形成濕潤混合物還包括用阻燃溶液使得絲狀玻璃纖維基本飽和化，以及從絲狀玻璃纖維和阻燃溶液形成漿料中的一種。
9.如權利要求3所述的方法，其特征在于，形成濕潤混合物還包括從絲狀玻璃纖維和阻燃溶液形成濕潤混合物，所述阻燃溶液包括硼化合物、磷化合物、氯化合物、氟化合物、銻化合物、硼酸鹽化合物、鹵素化合物、硼酸、無機水合物、溴化合物、氫氧化鋁、氫氧化鎂、水合菱鎂礦、三氧化二銻、膦鹽、磷酸銨、磷酸二銨、溴代甲烷、碘代甲烷、溴氯二氟甲烷、二溴四氟乙烷、二溴二氟甲烷、四氯化碳、尿素-碳酸氫鉀及其組合中的一種。
10.如權利要求7所述的方法，其特征在于，對濕潤混合物進行去液化以形成干的耐熔融絲狀玻璃纖維還包括: 對濕潤混合物進行脫水；以及 對經脫水的濕潤混合物進行干燥，以形成干的耐熔融絲狀玻璃纖維。
11.如權利要求7所述的方法，其特征在于，對濕潤混合物進行去液化以形成干的耐熔融絲狀玻璃纖維還包括對濕潤混合物進行加熱以形成干的耐熔融絲狀玻璃纖維。
12.如權利要求7所述的方法，所述方法還包括: 在對濕潤混合物進行去液化以形成干的耐熔融絲狀玻璃纖維之后，回收過量的阻燃溶液；所述阻燃溶液是液態或蒸氣形式中的一種；以及 將回收的過量的阻燃溶液加入到絲狀玻璃纖維中，以形成濕潤混合物。
13.如權利要求3所述的方法，其特征在于，形成濕潤混合物還包括從絲狀玻璃纖維以及阻燃水溶液、無毒液態阻燃溶液和中性PH液態阻燃溶液中的一種形成濕潤混合物。
14.如權利要求2所述的方法，其特征在于，形成粘合混合物還包括從經涂覆的絲狀玻璃纖維和粘結試劑形成粘合混合物，所述粘結試劑包括樹脂材料和粘合材料中的一種。
15.如權利要求2所述的方法，其特征在于，將粘合混合物形成為成形的玻璃纖維產品還包括以下一種:對粘合混合物進行壓制以形成致密的玻璃纖維產品，對粘合混合物進行擠出以形成成形的玻璃纖維產品，以及對粘合混合物進行模塑以形成成形的玻璃纖維產品O
16.如權利要求2所述的方法，其特征在于，將粘合混合物形成為成形的玻璃纖維產品還包括將粘合混合物形成為玻璃纖維板產品。
17.如權利要求2所述的方法，其特征在于，從經涂覆的絲狀玻璃纖維和粘結試劑形成粘合混合物還包括形成具有約0.1-50重量％的粘結試劑的粘合混合物。
18.如權利要求1所述的方法，所述方法還包括: 從經涂覆的絲狀玻璃纖維和粘結試劑形成粘合混合物；以及 使得粘合混合物與粘合纖維素纖維混合物相互作用，以形成復合產品。
19.一種形成耐熔融玻璃纖維產品的設備，所述設備包括: 第一混合裝置，其配置成向由絲狀玻璃纖維構成的玻璃纖維產品施涂絕熱材料，從而基本涂覆其中的各 個絲狀玻璃纖維，經涂覆的絲狀玻璃纖維賦予玻璃纖維產品耐熱性。
20.如權利要求19所述的設備，所述設備還包括: 第二混合裝置，其配置成從經涂覆的絲狀玻璃纖維和粘結試劑形成粘合混合物；以及 成形裝置，其配置成將粘合混合物形成為成形的玻璃纖維產品。
21.如權利要求20所述的設備，其特征在于，第一混合裝置配置成從絲狀玻璃纖維和包括阻燃溶液的絕熱材料形成濕潤混合物，該絕熱材料配置成涂覆各個絲狀玻璃纖維，所述濕潤混合物的阻燃溶液的固體含量基本均勻和充分地分布于其中。
22.如權利要求21所述的設備，其特征在于，第一混合裝置配置成使得絲狀玻璃纖維與阻燃溶液相互作用，以使得阻燃溶液基本涂覆各個絲狀玻璃纖維。
23.如權利要求19所述的設備，其特征在于，所述第一混合裝置配置成向僅由絲狀玻璃纖維構成的玻璃纖維產品施涂絕熱材料。
24.如權利要求20所述的設備，其特征在于，所述第一混合裝置和第二混合裝置配置成基本同時形成經涂覆的絲狀玻璃纖維和形成粘合混合物。
25.如權利要求21所述的設備，所述設備還包括加工裝置，其配置成對濕潤混合物進行去液化以形成干的耐熔融絲狀玻璃纖維，其中第二混合裝置配置成從干的耐熔融絲狀玻璃纖維和粘結試劑形成粘合混合物。
26.如權利要求21所述的設備，其特征在于，所述第一混合裝置配置成通過以下一種來形成濕潤混合物:用阻燃溶液使得絲狀玻璃纖維基本飽和化以及從絲狀玻璃纖維和阻燃溶液形成漿料。
27.如權利要求21所述的設備，其特征在于，所述第一混合裝置配置成從絲狀玻璃纖維和阻燃溶液形成濕潤混合物，所述阻燃溶液包括硼化合物、磷化合物、氯化合物、氟化合物、銻化合物、硼酸鹽化合物、鹵素化合物、硼酸、無機水合物、溴化合物、氫氧化鋁、氫氧化鎂、水合菱鎂礦、三氧化二銻、膦鹽、磷酸銨、磷酸二銨、溴代甲烷、碘代甲烷、溴氯二氟甲烷、二溴四氟乙烷、二溴二氟甲烷、四氯化碳、尿素-碳酸氫鉀及其組合中的一種。
28.如權利要求25所述的設備，其特征在于，所述加工裝置配置成對濕潤混合物進行脫水并且對脫水的濕潤混合物進行干燥，以形成干的耐熔融絲狀玻璃纖維。
29.如權利要求25所述的設備，其特征在于，所述加工裝置配置成對濕潤混合物進行加熱，以形成干的耐熔融絲狀玻璃纖維。
30.如權利要求25所述的設備，所述設備還包括回收裝置，其配置成在加工裝置對濕潤混合物進行去液化以形成干的耐熔融絲狀玻璃纖維之后，以液態或蒸汽形式中的一種回收過量的阻燃溶液，并將回收的過量的阻燃溶液加入到絲狀玻璃纖維中，以形成濕潤混合物。
31.如權利要求21所述的設備，其特征在于，所述第一混合裝置配置成從絲狀玻璃纖維以及阻燃水溶液、無毒液態阻燃溶液和中性pH液態阻燃溶液中的一種形成濕潤混合物。
32.如權利要求20所述的設備，其特征在于，所述第二混合裝置配置成從經涂覆的絲狀玻璃纖維和粘結試劑形成粘合混合物，所述粘結試劑包括樹脂材料和粘合材料中的一種。
33.如權利要求20所述的設備，其特征在于，所述成形裝置配置成通過以下一種方式將粘合混合物形成為成形的玻璃纖維產品:對粘合混合物進行壓制以形成致密的玻璃纖維產品，對粘合混合物進行擠出以形成成形的玻璃纖維產品，以及對粘合混合物進行模塑以形成成形的玻璃纖維產品。
34.如權利要求20所述的設備，其特征在于，所述成形裝置配置成將粘合混合物成形為玻璃纖維板產品。
35.如權利要求20所述的設備，其特征在于，所述第二混合裝置配置成形成具有約.0.1-50重量％的粘結試劑的粘合混合物。
36.如權利要求19所述的設備，所述設備還包括: 第二混合裝置，其配置成從經涂覆的絲狀玻璃纖維和粘結試劑形成粘合混合物；以及合，產品。
【文檔編號】C03C25/42GK104039733SQ201180076246
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2011年11月15日 優先權日:2011年11月15日
【發明者】D·巴魯 申請人:Blh科技股份有限公司