[發明專利]玄武巖纖維及其制備方法

有效

• 申請號: 202210002090.2
• 申請日: 2022-01-04
• 公開（公告）號: CN114477756B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 楊春成;劉忠;仝曉聰;劉昶江;李紅超;姜樂濤
• 申請（專利權）人: 河北地質大學
• 主分類號: C03B37/02
• 分類號: C03B37/02;C03B5/16;C03C13/06
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 黃貞君;鄭純

本發明提供了一種玄武巖纖維及玄武巖纖維制備方法，屬于纖維加工技術領域，方法包括篩選玄武巖原料，其中，玄武巖原料符合SiO₂+Al₂O₃質量分數在60～80％之間且TFe₂O₃質量分數在8～11％之間；1400～1500℃下通過座滴法測量玄武巖熔體表面張力范圍在300～500mN/m之間；1400～1500℃下通過高溫粘度計測量玄武巖熔體粘度范圍在50～100Pa·s之間；玄武巖熔體玻璃結構的Q³/Q²比值在0.5～1.5之間；將玄武巖原料清洗、烘干，并投入破碎機，破碎機的基石破碎規格小于5mm；將破碎后的玄武巖原料高溫熔融，均化2h，均化溫度不低于1400℃，制備玄武巖水淬玻璃；以玄武巖水淬玻璃為拉絲原料，制備玄武巖連續纖維。通過本申請的原料篩選方案，纖維具有較高的斷裂拉伸強度。

技術領域

本發明涉及纖維加工技術領域，具體涉及一種玄武巖纖維及玄武巖纖維制備方法。

背景技術

玄武巖纖維是一種新出現的新型無機環保綠色高性能纖維材料，它是由玄武巖石料在高溫熔融后，通過漏板快速拉制而成的。玄武巖纖維的生產過程中產生的廢棄物少，且產品廢棄后不會污染環境，無任何危害，因而是一種名副其實的綠色、環保材料。目前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。雖然玄武巖纖維的整體性能較好，但其仍存在一定的提升空間，比如實際生產的玄武巖纖維強度一般在2000MPa左右，與理論強度之間還有較大差距。

發明內容

因此，為了進一步提高玄武巖纖維的強度，本發明提供一種高斷裂拉伸強度的玄武巖纖維及玄武巖纖維生成方法。

為了實現上述目的，本發明提供一種玄武巖纖維制備方法，包括：篩選玄武巖原料，其中，所述玄武巖原料符合SiO₂+Al₂O₃質量分數在60～80％之間且TFe₂O₃質量分數在8～11％之間；1400～1500℃下通過高溫粘度計測量玄武巖熔體粘度范圍在50～100Pa·s之間；1400～1500℃下通過座滴法測量玄武巖熔體表面張力范圍在300～500mN/m之間；玄武巖熔體在1400～1500℃均化2h后迅速水淬所得玻璃的拉曼光譜分析結果中，玻璃結構的Q³/Q²比值在0.5～1.5之間；將所述玄武巖原料清洗、烘干，并投入破碎機，將玄武巖原料清洗、烘干，并投入破碎機，破碎機的基石破碎規格小于5mm；將破碎后的玄武巖原料高溫熔融，在高溫熔樣爐內均化2h，均化溫度不低于1400℃，制備玄武巖水淬玻璃；將所述玄武巖水淬玻璃作為玄武巖纖維拉絲原料，制備玄武巖連續纖維。

在其中一個實施例中，將破碎后的玄武巖原料在1400～1500℃熔融，均化2h，制備玄武巖水淬玻璃。

在其中一個實施例中，在1400～1500℃溫度范圍內對所述玄武巖水淬玻璃拉絲，拉絲速度為12～16m/s，獲得玄武巖連續纖維。

在其中一個實施例中，所述熔體粘度與所述表面張力的比值為120～300s/m。

在其中一個實施例中，所述玄武巖原料是隱晶、半隱晶或玻基斑狀玄武巖。

在其中一個實施例中，將所述玄武巖原料清洗、烘干，并破碎小于0.5mm。

本發明還提供了一種玄武巖纖維，包括：所述玄武巖纖維采用上述的玄武巖纖維生成方法制備得到的。