[發明專利]生產連續的玄武巖纖維的組合物及方法

無效

• 申請號: 200680028385.6
• 申請日: 2006-12-25
• 公開（公告）號: CN101263090A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 維克托·F·凱伯;中野川直;亞歷山大·B·拜蘭得;羅馬·V·凱伯
• 申請（專利權）人: 維克托·F·凱伯;中野川直;亞歷山大·B·拜蘭得;羅馬·V·凱伯
• 主分類號: C03C13/06
• 分類號: C03C13/06;C03B37/06
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司
• 代理人: 黃威

本發明涉及連續無機纖維的生產工藝，主要是指通過拉伸融化礦物的方法制得纖維。這種連續無機纖維可用于制造耐熱線、多股粗紗、采掘纖維、紡織品、合成材料以及在上述材料基礎上加工成的產品。

在獨聯體國家及其他國家，在礦物纖維、玻璃纖維和其他纖維基礎上進行的纖維材料生產活動的發展極其迅猛。但是，對此類材料的技術要求的增長以及原料的缺陷卻限制了生產容量的增長。

對纖維材料不斷增長的需求的保障決定了纖維材料的質量也將有大幅提高。因此，在獨聯體國家，玄武巖纖維以及在其基礎上所獲得的材料的工業生產方法得到了廣泛普及，這種材料的原始單組分原料采用的是巖石，包括玄武巖、輝長巖和輝綠巖、玢巖等等。

采用玄武巖纖維為原料可以生產出能夠替代石棉、金屬、木材等等材料的產品。

就其本質特征的數量來講，同本發明最為接近的生產連續玄武巖纖維時的生產組合物為：硅的氧化物(SiO2)、鋁的氧化物(Al2O3)、鈦的氧化物(TiO2)、鐵的氧化物(Fe2O3?И?FeO)、鈣的氧化物(CaO)、鎂的氧化物(MgO)、錳的氧化物(MnO)的混合物，以及其他的添加劑(俄羅斯聯邦專利第02118300號，國際專利分類6?C?03?B?37/02，1998年)。原始組合物的混合元素見表1.

表1

上述組合物的缺點在于用這些組合物生產出的連續纖維的強度不夠，因為組合物的結晶上限的最高點為1245-1290℃，這就影響了連續玄武巖纖維的穩定成型過程。

就其本質特征的數量來講，同本發明最為接近的生產連續玄武巖纖維的生產方法包括：粉碎組合物的熔爐裝爐作業、組合物的熔化、熔融體的均勻化、熔融體在熔爐供料器中的后續穩定化處理、纖維拉絲、纖維浸油和卷線(俄羅斯聯邦專利第02118300號，國際專利分類6?C?03?B?37/02，1998年)。

上述方法的缺點在于采用所述方法生產出的連續纖維的強度和化學穩定性不夠，因為加工纖維的溫度區間太窄。纖維加工溫度同結晶上限的平均差值為70-100℃，這將導致連續纖維的拉絲過程變得不穩定，因為在該溫度模式下熔融體會發生初期結晶，這將造成纖維線的斷頭。實踐證明，加工溫度應當不低于結晶上限溫度+110℃。

本發明的基礎是這樣一個任務，即建立一系列方法，通過創造條件降低纖維表面的缺陷而獲得高強度的化學穩定纖維。

解決上述任務的連續玄武巖纖維生產組合物包括：硅的氧化物(SiO2)、鋁的氧化物(Al2O3)、鈦的氧化物(TiO2)、鐵的氧化物(Fe2O3И?FeO)、鈣的氧化物(CaO)、鎂的氧化物(MgO)、錳的氧化物(MnO)的混合物，以及其他的添加劑，而按照本發明，本組合物還包括以下附加組分，即鉀的氧化物(K2O)、鈉的氧化物(Na2O)、鋇的氧化物(BaO)，各組合物的比例如下(質量百分比％)：

Al₂O₃????????15.90-18.10

TiO₂?????????0.75-1.20

Fe₂O₃+FeO????7.51-9.53

CaO??????????6.41-8.95

MgO??????????2.50-6.40

K₂O??????????1.60-2.72

Na₂O?????????3.30-4.10

P₂O₅?????????0.23-0.50

SO₃??????????0.02-0.15

MnO??????????0.12-0.21

BaO??????????0.05-0.19

添加劑???????低于1.00

SiO₂?????????剩余百分數

解決上述任務的方法同眾所周知的生產連續玄武巖纖維的生產方法類似，它包括如下工序步驟：即包括粉碎組合物的熔爐裝爐作業、組合物的熔化、熔融體的均勻化、熔融體在熔爐供料器中的后續穩定化處理、纖維拉絲、纖維浸油和卷線，而按照本發明，在粉碎組合物進行熔爐裝爐前應當將其在堿溶液中浸泡15-20分鐘，再用清水沖洗20-30分鐘，然后才進行熔爐裝爐作業。

該方法的特點在于，堿溶液使用濃度為(0.1-0.5)N的氫氧化鈉(NaOH)和氫氧化鉀(KOH)溶液。