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高爐渣纖維管道保溫材料制備工藝流程如圖1所示。
1) 高爐渣棉纖維松棉處理
研究表明：若高爐渣纖維平均纖維直徑小于7μm，直徑在0.2mm以上的渣球含量不超過(guò)10%，密度不超過(guò)150kg/m3就可以作為制備管道保溫材料的原料。實(shí)驗(yàn)所采用的高爐渣棉纖維各項(xiàng)指標(biāo)基本達(dá)到試驗(yàn)所指要求，但是纖維在制備過(guò)程中，為了改善車(chē)間的工作環(huán)境，在噴吹纖維的同時(shí)向纖維中噴加了少量的防塵油等保濕樹(shù)脂，所以實(shí)驗(yàn)前需要對(duì)高爐渣纖維進(jìn)行預(yù)處理，主要包括：超聲清洗、離心甩干、烘干等工序，同時(shí)可以進(jìn)一步減少高爐渣纖維中的渣球含量。
2)粘結(jié)劑溶液的配制
(1)磷酸鹽溶液
①制備磷酸鹽粘結(jié)劑
稱(chēng)取一定量的Al(OH)3和適量蒸餾水，在水溶鍋中加熱并攪拌升溫至沸騰(約100℃)，將濃度為85%的磷酸溶液加入適量蒸餾水稀釋成濃度為75%的溶液(因?yàn)榱姿釢舛葹?5%時(shí)，與氫氧化鋁的反應(yīng)速度最快)后緩慢加入到Al(OH)3溶液中，攪拌充分反應(yīng)10分鐘左右，直至溶液變澄清則認(rèn)為二者反應(yīng)完全生成磷酸鋁鹽溶液。
②固化劑和改性劑的加入
取適量預(yù)先配置好的磷酸鹽溶液加入到燒杯中，放入恒溫電磁攪拌器的水浴鍋中，加熱溫度設(shè)置為95℃，再逐步加入Fe2O3固化劑和含硼、鎂離子改性劑，用溫控磁力攪拌器攪拌，待其透明后，冷卻到85℃以下，加入適量蒸餾水制成均勻無(wú)色透明的溶液。
(2)聚乙烯醇溶液的配制
先將一定質(zhì)量的片狀聚乙烯醇加蒸餾水浸泡12h左右，使其充分溶脹、分散。然后放入85~95℃熱水水浴中溶脹并逐步提高溫度，并用電磁攪拌器不斷攪拌，速度為60~100r/min，為了避免攪拌過(guò)程中產(chǎn)生劇烈的發(fā)泡現(xiàn)象，升溫速度不宜過(guò)快，一般不應(yīng)超過(guò)150℃/h溶解溫度為95~100℃，保溫時(shí)間2~2.5h。
(3)聚乙烯醇縮丁醛溶液
將一定質(zhì)量粉末狀的聚乙烯醇縮丁醛置于95%乙醇溶液中靜置24h以上，待其充分溶脹、溶解后，放入50~60℃熱水浴中逐步提高溫度，并用恒溫電磁攪拌器不斷攪拌，直至溶液澄清無(wú)懸浮物，冷卻至室溫待用。
3)注模
實(shí)驗(yàn)采用半干法方式制備高爐渣纖維管道保溫材料，即將經(jīng)過(guò)超聲清洗機(jī)洗過(guò)的潔棉烘干后以層鋪噴施粘結(jié)劑的方式注入模具(100mm×100mm×50mm)中，每層的高爐渣纖維越薄越好，每層盡量噴加等量的粘結(jié)劑。
4)壓力成型
為了保證所制備的保溫材料具有較好的外觀，在制備過(guò)程中需要對(duì)其施加一定的壓力。由于在壓制過(guò)程中部分粘結(jié)劑可能會(huì)被擠出，并且高爐渣纖維本身質(zhì)脆，若壓力過(guò)大則會(huì)導(dǎo)致纖維折斷、粘結(jié)劑流失，所以壓力不宜過(guò)大。實(shí)驗(yàn)中采用的成型壓力為4500N。
5)脫模及烘干處理
在制備過(guò)程中，由于粘結(jié)劑的粘度較大，導(dǎo)致部分帶有粘結(jié)劑的纖維附著在模具的內(nèi)表面，若脫模處理不當(dāng)，將會(huì)影響高爐渣纖維保溫材料制品的外觀，故實(shí)驗(yàn)中采用先脫模后干燥的順序：即將脫模后含水的保溫材料濕坯豎立放置于鋪有紙板的托板上，以免干燥后的保溫材料與托板粘在一起。將濕坯和托板一同放入預(yù)熱溫度的電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，烘干時(shí)間為6小時(shí)。
6)成品
將干燥后的高爐渣纖維保溫材料取出，即得高爐渣纖維保溫制品。
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