[發明專利]用于生產巖漿巖纖維的原料配合料及巖漿巖纖維的制備方法

有效

• 申請號: 202010147645.3
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111517660B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 霍冀川;霍泳霖
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: C03C13/06
• 分類號: C03C13/06;C03C6/02;C03C6/04;C03B5/16
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務所(普通合伙) 51106
• 代理人: 劉克勤

本發明公開了用于生產巖漿巖纖維的原料配合料及巖漿巖纖維的制備方法，其特征是：原料配合料是重量百分比為50～90%的巖漿巖、10～50%的透輝石和0～10%的輔助原料混合均勻并粉磨至顆粒小于80目的配合料；將配合料加熱至1420℃～1520℃溫度下熔制5～24小時，再進行拉絲，即制得巖漿巖纖維。采用本發明，原材料資源豐富、利用率高、易得、生產成本低，方便對制備的巖漿巖纖維材料進行化學成分和主要礦物成份的設計；透輝石配料還可以降低巖漿巖熔制溫度，節約能源；同時還可以控制巖漿巖纖維生產中析晶上限溫度，改善玻璃熔制料性，有利于成纖，提高拉絲性能，更適合拉絲作業，便于大規模穩定工業生產。

技術領域

本發明屬于無機非金屬材料巖漿巖纖維及其制備，涉及用于生產巖漿巖纖維的原料配合料及巖漿巖纖維的制備方法。特別適用于巖漿巖纖維的工業生產。巖漿巖纖維是一種性能優異、綠色環保的無機非金屬材料，可以廣泛用于纖維增強復合材料、摩擦材料、隔熱材料、高溫過濾織物以及防護、造船、汽車、水利水電、道路交通、國防軍工等領域。

背景技術

巖漿巖又稱火成巖，是由巖漿噴出地表或侵入地殼冷卻凝固所形成的巖石，是組成地殼的主要巖石，約占地殼總體積的65％，總質量的95％。巖漿是在地殼深處或上地幔產生的高溫熾熱、粘稠、含有揮發分的硅酸鹽熔融體，是形成各種巖漿巖和巖漿礦床的母體。SiO₂是巖漿巖中最主要的一種氧化物，因此，它的含量有規律的變化是巖漿巖分類的主要基礎。根據SiO₂含量，可以把巖漿巖分成四個大類：超基性巖(SiO₂小于45％)、基性巖(SiO₂45-52％)、中性巖(SiO₂ 52-66％)和酸性巖(SiO₂大于66％)，其主要化學成分是SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO、MgO、CaO、Na₂O、K₂O、Ti₂O等。巖漿巖主要礦物成份：超基性巖為橄欖石和輝石，基性巖為長石和輝石，中性巖為長石和角閃石，酸性巖石英和長石。橄欖石是島狀結構的硅酸鹽礦物、輝石和角閃石是鏈狀結構的硅酸鹽礦物、長石是架狀結構的硅酸鹽礦物，石英是是由二氧化硅組成具有架狀結構的礦物。SiO₂重量百分比例為45％～72％的巖漿巖，主要礦物成份為長石和輝石或長石和角閃石或石英和長石，其主要礦物結構為鏈狀和架狀結構。

輝石是一種常見的鏈狀結構的硅酸鹽造巖礦物，廣泛存在于巖漿巖和變質巖中，由硅氧分子鏈組成主要構架，主要成分為XY[T₂O₆]。其中X代表Ca²⁺、Mg²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺、Na⁺、Li⁺等；Y代表較小的離子如Mg²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cr³⁺、Ti⁴⁺等；T代表Si⁴⁺和Al³⁺，偶有Fe³⁺、Cr³⁺、Ti⁴⁺等。輝石可以分為兩個亞族：正輝石亞族(頑火輝石、古銅輝石、紫蘇輝石、正鐵輝石)和斜輝石亞族(透輝石、鈣鐵輝石、普通輝石、霓石、霓輝石、硬玉、鋰輝石)。

透輝石是一種常見的鏈狀結構的硅酸鹽造巖礦物，是鈣和鎂的硅酸鹽CaMg[Si₂O₆]，為輝石族CaMg[Si₂O₆]-CaFe[Si₂O₆]為類質同象系列，廣泛存在于巖漿巖中。透輝石的理論化學成分和重量百分比例為：SiO₂55.6％，CaO 25.9％，MgO 18.5％。