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耐高温玻璃棉与普通玻璃棉的区别

作者:亿派声学   更新时间:2024-12-16   点击数:

玻璃棉作为一种常用的保温材料,在当今的建筑、工业等众多领域都有着举足轻重的地位。它是将熔融玻璃纤维化,进而形成棉状的绝热隔热材料,属于人造无机纤维。凭借着成型好、体积密度小、热导率低、保温绝热、吸音性能好、耐腐蚀、化学性能稳定等诸多优势,玻璃棉被广泛应用于各类场景之中。

耐高温玻璃棉

在建筑领域,无论是外墙、隔离墙、天花板、内墙、吊顶,还是水管的保温和隔音减震,都能看到玻璃棉的身影。比如在建筑外墙保温系统中,它能够有效减少热量的传递,帮助建筑物维持舒适的室内温度,同时降低能源消耗;在室内的隔墙应用上,它不仅可以吸收环境中的声音,还具备良好的防火性能,以更小的壁厚替代传统砖块,实现高效的隔音降噪。

工业方面,玻璃棉同样是不可或缺的存在。对于一些复杂且广泛的工业绝缘需求,玻璃棉展现出了绝佳的适用性。像在电力、冶金、石油精炼和化学工业等领域,诸如锅炉、烟道、热风道、除尘器、反应器等设备的保温、隔热和降噪工作,玻璃棉都能出色胜任,为企业的安全稳定运营提供有力保障。

此外,在诸如暖通空调、钢结构、声学用、汽车绝缘等领域,玻璃棉也发挥着节能保温、吸音隔音等重要作用,已然成为了众多行业发展中得力的 “帮手”。而今天,我们要重点探讨的便是玻璃棉大家族中的耐高温玻璃棉和普通玻璃棉,来看看它们之间究竟有着怎样的区别。

二、原材料与生产工艺对比

(一)原材料方面

普通玻璃棉的主要原材料通常为玻璃,比如石英砂、长石、白云石、石灰石等,会配合一些纯碱、硼砂等化工原料熔成玻璃,这些原料经过高温熔炉,在 1400℃至 1600℃的高温条件下熔化形成熔融玻璃,后续再通过相关工艺制成玻璃棉。其成分中二氧化硅(SiO₂)约占 50% 至 70%,能赋予良好的热稳定性和抗化学腐蚀性能;三氧化铝(Al₂O₃)占比在 10% 至 30% 之间,有助于提高耐热性能,使其在一定高温环境下保持绝热性能;氧化钙(CaO)约占 5% 至 15%,可改善加工性能并提高材料强度,另外还含有如氧化钠(Na₂O)、氧化镁(MgO)等其他可按需调整的元素。

而耐高温玻璃棉则是在普通玻璃棉原材料基础上,额外添加了一些特殊的耐高温材料来提升其耐高温性能。例如有的耐高温玻璃棉制品会添加阻燃剂(像聚硅硼氧烷阻燃剂和硅树脂阻燃剂等)、阻燃协同剂(如协效剂 fr-18),使得产品的阻燃性能更好,能在高温环境下有效阻止火势蔓延。同时,还会加入胚体增强粉末(由碳化硅、膨润土按一定比例制备而成),可以提高玻璃棉制品的抗折强度,避免因外界因素影响导致强度下降。此外,像耐老化助剂(由纳米氧化锌和聚酯型紫外线吸收剂按一定比例混合)的加入,能增强其抗老化效果,使其在长期使用以及面对紫外线照射等情况时,依然可以保持较好的性能,延长使用寿命。这些特殊原材料的添加,让耐高温玻璃棉能够适应更高的温度环境,比如可以满足热阻值标准(高温抗性>350℃),而普通玻璃棉在这样的高温环境下,其性能可能就会大打折扣,无法保证良好的保温、隔热等功能。

耐高温玻璃棉与普通玻璃棉的区别

(二)生产工艺方面

普通玻璃棉的生产工艺相对较为简单且能耗较低。先是进行原料准备,筛选好诸如石英砂等各类主要原料后,将其按比例配好送入高温熔炉中熔化形成玻璃液,接着利用风或离心力把熔融玻璃拉成细丝,也就是玻璃纤维,常见的是采用离心法,例如通过玻璃棉离心机进行离心喷吹得到玻璃纤维,之后纤维堆积形成玻璃棉毡或板材,再加入像酚醛树脂等作为胶粘剂,最后放入烘箱中固化成型,整个过程中对温度、时间等参数的控制要求相对没那么严苛,并且设备和工艺的复杂程度较低,所以相应的能耗也比较低,这也使得普通玻璃棉在成本方面具备一定优势,能够以较高的性价比被广泛应用于各类对温度要求不是特别高的保温、隔音场景中。

耐高温玻璃棉的生产工艺就复杂许多,能耗也相对较高。以一种耐高温玻璃棉制品为例,首先要按精确的重量比例准备好众多原料,像玻璃纤维、胶黏剂(如硼改性酚醛树脂)、阻燃剂、阻燃协同剂以及水等,先将部分原料倒入混合机中充分搅拌混合,混匀后再加入其余原料再次搅拌至混匀;接着待原料混匀后,要经过自然升温至 45℃~50℃,随后再冷却至 10℃~12℃,确保液体充分反应后,放置 3~4 小时,得到液态的中间料;随后将中间料输送至成纤机内,在 400±50℃的流股温度下,开始进行纤维的生产,并且还要经过计算后将纤维进行均匀喷洒,使纤维交错形成白棉;最后令形成的白棉通过温度为 190℃~230℃的热风机,均匀地上下穿透并对其加热,频率为 8~20hz,固化后进行冷却裁剪,才能得到成品。在这个过程中,对于各个环节的温度、时间、原料配比以及操作顺序等都有着严格要求,稍有偏差就可能影响最终产品的耐高温等性能,而且复杂的工艺和较高的温度需求等因素,使得其生产能耗较高,成本也随之上升,不过也正因如此,耐高温玻璃棉才能具备优良的耐高温、阻燃、抗老化以及抗弯折等性能,满足如电力、冶金、石油精炼等高温工业领域苛刻的使用需求。

三、性能特点对比

(一)耐温性能

普通玻璃棉的耐温能力一般在 250℃左右,例如在一些普通的建筑外墙保温场景中,当环境温度长时间处于 200℃以内时,它能够较好地维持自身的保温、隔热以及结构稳定等性能,保障建筑物内部温度的相对恒定,发挥正常的保温作用。然而,一旦所处环境温度接近或超过其耐温极限,比如在一些工业高温管道附近,温度达到 300℃以上时,普通玻璃棉就可能出现纤维软化、结构强度下降等情况,进而导致保温效果大打折扣,甚至可能出现损坏,无法继续正常使用。

而耐高温玻璃棉通常可达 500℃以上甚至更高的耐温性能,像在电力行业的一些发电设备周边,温度常常处于较高水平,耐高温玻璃棉能够在 500℃左右的高温环境下,依然保持良好的纤维状态,有效地阻止热量传递,维持稳定的隔热性能,为设备提供可靠的保温防护,确保设备的正常运行以及减少热量散失带来的能源损耗,更好地适应高温工业环境等严苛使用条件。

玻璃棉的耐温能力

(二)化学稳定性

普通玻璃棉的化学稳定性一般,比较容易受到酸碱物质的侵蚀。在一些存在化学物质挥发、酸碱环境较为明显的场所,例如化工车间的部分区域,如果使用普通玻璃棉作为保温材料,长时间接触这些化学物质后,其内部的纤维结构可能会被破坏,出现腐蚀、变质的现象,使得玻璃棉原本的保温、隔热以及吸音等性能逐渐丧失,影响其使用寿命,甚至可能因结构损坏而产生安全隐患,需要更频繁地进行更换维护。

耐高温玻璃棉则能更好地抵抗高温环境中的化学侵蚀,这得益于其特殊的原材料及生产工艺。在同样的化工高温环境中,耐高温玻璃棉凭借其优秀的化学稳定性,纤维结构可以保持相对完整,继续发挥良好的保温绝热作用,不会轻易因化学物质的影响而性能下降,从而保障了在相应使用场景中的长期稳定使用,减少了因材料受损而带来的诸如设备运行不稳定、能源浪费等问题,为工业生产等应用场景提供了可靠的保障。

(三)抗拉性

普通玻璃棉的纤维之间结合相对较为松散,在受到外力拉扯时,其抗拉表现相对较弱。比如在安装过程中,如果施工人员用力不当或者在后续使用中遭遇一些轻微的外力拉扯、震动等情况,普通玻璃棉的纤维容易出现断裂、脱节的现象,导致局部的结构变形,影响其整体的保温、隔热效果,严重时还可能出现下垂、散落等问题,影响美观以及正常使用功能。

耐高温玻璃棉则不同,它的纤维更加柔韧,且彼此之间的结合更为紧密。在面对外力拉扯时,能够凭借其较强的抗拉性能,更好地维持自身结构的完整性。像在一些需要经常进行设备维护、人员走动频繁等可能产生外力干扰的工业场所,耐高温玻璃棉安装使用后,即便受到一定的拉扯、震动,依然可以保持良好的状态,不会轻易出现纤维断裂、结构破坏等情况,保障了保温隔热功能的持续有效发挥,也减少了因材料损坏而需要进行修复、更换的成本和工作量。

(四)防火性能

普通玻璃棉属于 A 级不燃材料,本身具备良好的防火性能。在建筑物发生火灾等紧急情况时,普通玻璃棉能够有效地阻止火势蔓延,为人员疏散、消防救援等争取时间,保障生命财产安全。例如在一些普通的居民楼、写字楼等建筑的墙体、天花板保温隔音应用中,一旦有火源出现,普通玻璃棉不会燃烧,可在一定程度上延缓火势的扩散速度。

耐高温玻璃棉同样有着优秀的防火性能,它在高温环境下不仅不会燃烧,而且能够继续维持自身的结构稳定以及保温隔热等功能。在诸如石油精炼、冶金等高温且防火要求极高的工业领域,耐高温玻璃棉即便处于高温火焰威胁之下,依然可以凭借其出色的防火性能,防止火灾对设备、管道等造成更大破坏,保障工业生产的安全进行,与普通玻璃棉一起,在不同的应用场景中,为消防安全贡献重要力量。

(五)憎水性

普通玻璃棉具有一定的憎水特点,这使得它在受潮后能在一定程度上避免因水分大量吸收而导致的保温性能急剧下降等问题。比如在一些普通的室内管道保温场景中,偶尔出现的少量水汽接触,普通玻璃棉可以依靠自身的憎水性能,维持基本的保温绝热功能,保障管道内介质的温度相对稳定,减少热量散失。

不过,耐高温玻璃棉有着更高的憎水性,其能够更好地抵御水分的侵入。在一些湿度较大的环境或者可能遭遇雨水等情况的室外工业保温场景中,耐高温玻璃棉即便表面接触到较多水分,也能快速将水分排出或者阻止水分深入内部纤维结构,从而更好地保持自身的保温绝热性能,延长使用寿命。相比之下,普通玻璃棉在长时间处于高湿度或者频繁接触水分的情况下,保温性能和结构稳定性会受到更大影响,而耐高温玻璃棉则能凭借其高憎水性优势,更稳定地发挥作用。

(六)环保健康性

普通玻璃棉和耐高温玻璃棉对人体都是无毒无害的。普通玻璃棉在生产过程中使用的原材料以及添加的胶粘剂等物质,经过严格的工艺处理后,不会释放出对人体有害的甲醛、苯等物质,在建筑、工业等领域使用时,不会对操作人员以及周边环境中的人员健康造成威胁,符合环保健康方面的使用要求。

耐高温玻璃棉同样如此,尽管其生产工艺更为复杂,添加了诸如阻燃剂、胚体增强粉末等多种特殊成分,但这些成分在合理的配比和工艺控制下,同样不会产生有害人体健康的物质,并且在使用过程中,无论是在高温工业环境还是其他应用场景,都能保障环境的安全性,满足人们对于环保健康的期望,让使用者可以放心地将它们应用在各类保温、隔热等相关项目之中。

四、应用领域对比

(一)普通玻璃棉应用领域

普通玻璃棉凭借其良好的保温隔热以及吸音等性能,适用于众多一般温度环境下的领域。在建筑领域应用十分广泛,比如在建筑物的外墙保温方面,像住宅、写字楼、商场等各类建筑的外墙,使用普通玻璃棉能够有效减少室内外热量的传递,在冬季阻止室内热量散失,让室内保持温暖舒适,在夏季阻挡外界高温进入室内,维持凉爽的室内环境,同时降低空调等制冷制热设备的能源消耗。在内墙方面,它可以起到隔音降噪的作用,减少房间与房间之间声音的传播,提升居住或办公的安静程度。在天花板、吊顶位置,普通玻璃棉有助于控制室内温度,并且能够吸收来自上方的声音,像一些大型商场、展厅等场所,能有效改善声学环境。对于建筑物中的水管,普通玻璃棉包裹在其外部,可以防止水管内的热水热量过快散失,也能避免冬季水管被冻裂等情况发生。

船舶上普通玻璃棉也有着重要应用,像船舱内的舱壁、管道等部位,使用普通玻璃棉进行保温隔热处理后,能提升船舶内部的舒适度,让船员和乘客所处环境温度适宜,并且可以减少船舶发动机等设备产生的噪音传播,营造相对安静的空间。

玻璃棉应用领域

在空调系统中,普通玻璃棉常被用作风管等部件的保温材料,它可以保证空调输送的冷热风在管道内温度相对稳定,减少热量的损耗,提升空调的运行效率,并且有助于降低运行能耗,广泛应用于各类商业场所、工业厂房以及居民住宅等配备空调系统的地方。

总之,普通玻璃棉在这些一般温度环境下的应用场景中,充分发挥着保温隔热、吸音降噪等优势,为相关领域的良好运行和人们的舒适生活提供保障。

(二)耐高温玻璃棉应用领域

耐高温玻璃棉因其出色的耐高温性能,在高温环境为主的诸多领域有着不可替代的作用。在钢铁行业,例如炼钢炉、炼铁高炉等高温设备的外层保温隔热,耐高温玻璃棉能够承受极高的温度,有效阻止热量向外散发,减少热量损失,一方面可以降低能源消耗,另一方面也有助于维持设备周边合适的工作温度环境,保障操作人员的安全以及周边其他设备不受高温影响。

石油行业中,像炼油装置、输油管道等,这些地方常常处于高温状态,而且对防火、保温等要求严格,耐高温玻璃棉包裹在其外,即便周围温度很高,也能维持自身性能稳定,继续发挥保温隔热的作用,防止热量散失导致油品温度变化影响品质,同时避免高温可能引发的安全隐患,比如因高温引发周边易燃物起火等情况。

化工行业里,各类化学反应釜、高温蒸汽管道等,通常需要在特定的高温条件下运行,耐高温玻璃棉的应用可以确保这些设备和管道的热量稳定,避免热量过度散失影响化学反应的进行以及物料的输送,并且其良好的化学稳定性还能抵御化工环境中可能存在的腐蚀性物质侵蚀,保障长期稳定使用,契合化工生产对于高温、安全、稳定等多方面的严苛需求。

所以,耐高温玻璃棉凭借自身耐高温、保温隔热以及化学稳定性等优势,在钢铁、石油、化工等高温工业领域成为保障生产安全、高效运行的关键材料之一。

五、性价比考量

在考虑耐高温玻璃棉和普通玻璃棉的性价比时,需要综合多方面因素,并依据实际需求来做出权衡。

从价格方面来看,普通玻璃棉由于原材料常见、生产工艺相对简单且能耗低,成本往往更低,价格也就相对亲民。市场上普通品质的普通玻璃棉价格一般在 30-50 元 / 平米左右,即使是高品质的,通常也在 100 元 / 平米以内,像在建筑外墙保温、室内隔音等常规应用场景中,大量使用普通玻璃棉在成本预算上更容易被接受,能以较低的花费实现保温、隔热、吸音等基础功能,满足一般环境下的使用要求。

而耐高温玻璃棉,因其添加了特殊的耐高温材料,生产工艺复杂且能耗高,导致其成本上升,价格通常要比普通玻璃棉贵。例如高温玻璃棉板的密度(容重)48K-64K,厚度在 30-50,价格在 7 元 - 17 元 / 平米之间;高温玻璃棉毡密度在 32K-48K 之间,厚度 50-100,价格在 7.8 元 - 13 元 / 平米之间,并且其价格还受品牌、规格、发货地等诸多因素影响。

不过,仅看价格是不够的,还得结合使用场景和性能需求来考量性价比。如果是在普通的建筑领域,像住宅、写字楼、商场等建筑的外墙保温、内墙隔音、天花板吊顶保温吸音以及普通的室内外管道保温等场景,环境温度一般不会过高,普通玻璃棉凭借其良好的基础性能完全可以胜任,此时选择普通玻璃棉就是性价比很高的方案,没必要花费更高成本去使用耐高温玻璃棉。

但要是在钢铁、石油、化工等高温工业领域,例如炼钢炉、炼油装置、化学反应釜等高温设备和高温管道的保温隔热,对材料的耐温性能、化学稳定性、抗拉性等都有较高要求,普通玻璃棉在这样的高温环境下无法保证良好性能甚至可能损坏,而耐高温玻璃棉能够稳定发挥作用,保障生产安全和设备正常运行,虽然其初始采购成本高,但从长期使用以及保障生产效益的角度来看,耐高温玻璃棉在这些高温关键场景下的性价比优势就凸显出来了。

总之,在选择耐高温玻璃棉和普通玻璃棉时,要充分考虑具体的应用场景、对材料性能的期望以及预算等因素,权衡二者的利弊,从而做出更符合实际需求、性价比更高的选择。

六、结语

耐高温玻璃棉和普通玻璃棉在多个方面存在明显区别。原材料上,普通玻璃棉主要采用常见玻璃原料,而耐高温玻璃棉额外添加了如阻燃剂、胚体增强粉末等特殊耐高温材料。生产工艺方面,普通玻璃棉相对简单、能耗低,耐高温玻璃棉则复杂且能耗高。性能特点来看,耐高温玻璃棉在耐温性能、化学稳定性、抗拉性、憎水性等方面往往优于普通玻璃棉,不过二者在防火性能上都表现良好,且均对人体无毒无害,符合环保健康要求。应用领域方面,普通玻璃棉适用于一般温度环境下的建筑、船舶、空调系统等领域,耐高温玻璃棉则在钢铁、石油、化工等高温工业领域发挥关键作用。性价比上,普通玻璃棉价格亲民,适合常规场景;耐高温玻璃棉虽价格较高,但在高温关键场景能保障生产安全和设备运行,长期来看有其性价比优势。

总之,选择时要依据具体使用环境、对材料性能的要求以及预算等因素综合考量。如果使用环境温度不高、性能要求常规,普通玻璃棉就是不错的选择;而面对高温、化学腐蚀等严苛条件。