[發明專利]一種高強度玄武巖纖維3d打印復合材料

在審

• 申請號: 202111292158.7
• 申請日: 2021-11-03
• 公開（公告）號: CN113831629A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 潘倩倩
• 申請（專利權）人: 中科華坤（北京）科技有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/12;C08L63/00;C08L77/00;C08K9/02;C08K9/04;C08K7/10;B33Y70/10;C03B37/06;C03C1/02;C03B37/083;C03C25/007
• 代理公司: 北京盛凡佳華專利代理事務所(普通合伙) 11947
• 代理人: 胡歡

本發明涉及復合材料領域，具體是一種高強度玄武巖纖維3d打印復合材料。其成分包括玄武巖纖維、聚乙烯、聚丙烯、粘合劑、聚酰胺，使用超聲波高溫清洗玄武巖，提高產品的質量，之后直接用液氮降溫，使玄武巖產生大量裂痕，并且脆化，使球磨所需要的時間更短，使用大孔徑的鉑金漏板，使用高溫氣流吹拉成絲，將玄武巖纖維表面變性處理，使用聚酰胺與玄武巖纖維材料復合形成無規則的絮狀復合物，之后與聚乙烯、聚丙烯、粘合劑復合處理，研磨形成3d打印粉末。本發明提供了使用鉑金材料作為漏板，漏板的孔徑大，使用時間長，使用高溫吹絲的方法制作玄武巖纖維，使用聚酰胺與玄武巖纖維復合形成無序的網狀結構的一種高強度玄武巖纖維3d打印復合材料。

技術領域

本發明涉及復合材料領域，具體是一種高強度玄武巖纖維3d打印復合材料。

背景技術

玄武巖纖維是以天然玄武巖拉制的連續纖維，是玄武巖石料在1450℃～1500℃熔融后，通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續纖維，純天然玄武巖纖維的顏色一般為褐色，玄武巖纖維是一種新型無機環保綠色高性能纖維材料，它是由二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂、氧化鐵和二氧化鈦等氧化物組成，玄武巖連續纖維不僅強度高，而且還具有電絕緣、耐腐蝕、耐高溫等多種優異性能，此外，玄武巖纖維的生產工藝決定了產生的廢棄物少，對環境污染小，且產品廢棄后可直接在環境中降解，無任何危害，因此是一種名副其實的綠色、環保材料，我國已把玄武巖纖維列為重點發展的四大纖維之一，實現了工業化生產，玄武巖連續纖維已在纖維增強復合材料、摩擦材料、造船材料、隔熱材料、汽車行業、高溫過濾織物以及防護領域等多個方面得到了廣泛的應用，玄武巖纖維及其復合材料可以較好地滿足國防建設、交通運輸、建筑、石油化工、環保、電子、航空、航天等領域結構材料的需求，對國防建設、重大工程和產業結構升級具有重要的推動作用，它既是21世紀符合生態環境要求的綠色材料，又是一個在世界高技術纖維行業中可持續發展的有競爭力的新材料產業，尤其是我國已經擁有自主知識產權的玄武巖纖維制造技術及工藝，并且以“后來居上”的后發展優勢達到了國際領先水平，因此，大力發展玄武巖纖維及其復合材料產業無疑具有重要的意義，現有的玄武巖纖維的生產制造主要采用鉑銠合金漏板進行拉絲，漏板的成本高，使用時間短，利潤低，玄武巖纖維復合材料的強度不高，提高強度的方法主要靠增加玄武巖纖維的數量和改變玄武巖纖維的排布，無法在控制成本的前提下提高質量。

發明內容

本發明提供了使用鉑金材料作為漏板，漏板的孔徑大，使用時間長，使用高溫吹絲的方法制作玄武巖纖維，使用聚酰胺與玄武巖纖維復合形成無規則的絮狀復合物，再與其他成分復合形成3d打印粉末的一種高強度玄武巖纖維3d打印復合材料。

本發明所采用的技術方案為一種高強度玄武巖纖維3d打印復合材料，其特征在于：其成分包括玄武巖纖維、聚乙烯、聚丙烯、粘合劑、聚酰胺。

所述玄武巖纖維制備方法包括以下步驟：

步驟一：將玄武巖塊放入吊車的吊籃中，將吊籃放入超聲波清洗池中，使用超聲波加熱清洗30分鐘；

步驟二：將吊籃從清洗池中取出，放入降溫池中，使用液氮對玄武巖進行降溫，使玄武巖塊脆化，并且表面產生裂痕；

步驟三：將玄武巖塊放入球磨機中，研磨至30-50目，在球磨機下方出料口放置100目篩，沖洗球磨機內部；

步驟四：將玄武巖砂烘干，烘干后的玄武巖砂放在加工爐的漏板上，打開加工爐的預加熱開關，將玄武巖砂加熱至400-500℃；

步驟五：將高溫開關打開，玄武巖砂溫度升高至1500℃，玄武巖砂變為熔融狀態，并且通過漏板成為條狀，通過輥軸傳送到高溫噴口，經過高溫噴口的加熱后二次熔化，并隨著噴口的氣流被拉伸成絲狀，形成玄武巖纖維；

步驟六：還未充分冷卻的玄武巖纖維經過輥軸刀具的切割，形成固定長度的玄武巖纖維。