CN102329080B

CN102329080B - 一种玄武岩纤维材料的生产方法

Info

Publication number: CN102329080B
Application number: CN 201110183758
Authority: CN
Inventors: 郭茂
Original assignee: CHONGQING ZAISHENG TECHNOLOGY CORP Ltd
Current assignee: CHONGQING ZAISHENG TECHNOLOGY CORP Ltd
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2031-07-01
Also published as: CN102329080A

Abstract

本发明公开了一种玄武岩纤维材料的生产方法，该方法包括下述步骤：1）原料混合：将原料玄武岩矿石、石灰石和焦炭混合，制得混合原料；2）加热熔化：将步骤1）所得的混合原料加热熔化，制得熔化液；3）抽丝造纤：将步骤2）所得熔化液引流到离心机，抽丝，制成棉絮状的纤维；本发明以玄武岩矿石为主要原料，辅以其它填料，合理利用了自然资源，生产过程无污染，制成的纤维材料的力学性能优异，隔热防火性能好；另外，经过物理深加工和化学改性后制备的纤维板抗压强度高，防火等级为A1级，导热系数低，熔化温度高，憎水性大，酸度系数大，可用于建筑节能保温、隔热防火材料、高速铁路、公路及飞机场等隔音屏蔽材料。

Description

一种玄武岩纤维材料的生产方法

技术领域

本发明涉及一种纤维材料的生产方法，特别涉及一种玄武岩纤维材料的生产方法。

背景技术

玄武岩矿石是一种火山岩体的主要矿石。由玄武岩矿石生产的纤维，具有以下特性：(1)玄武岩纤维的抗拉比强度高和弹性模量非常优异；(2)玄武岩纤维在酸或碱性溶液中具有非常高化学稳定性；(3)玄武岩纤维具有高的电绝缘性；(4) 玄武岩纤维具有高热稳定性和高的声热绝缘特性；(5)玄武岩纤维的吸湿性极低；(6)玄武岩纤维与金属、塑料、碳纤维等材料地良好兼容性；(7)玄武岩纤维的过滤系数高。玄武岩纤维制成的纤维板其广泛地作为建筑物的保温隔热防火材料、生产设备的声绝缘材料等。

中国专利CN200410101966.0公开了一种玄武岩纤维的生产方法，该方法包括加料、矿石熔化、熔融体质量均匀化、纤维成形、对初级纤维进行浸润剂涂层与拉伸的工艺步骤，其特征在于矿石的熔化过程、熔融体的质量均匀化过程和通过拉丝漏板直接纤维成形过程在矿石熔化炉中结合并进。该方法的不足之处是以单一的玄武岩矿石为原料，漏板拉丝直接成纤维；所制成的玄武岩纤维丝力学性能、隔热防火性能等不够理想，并且主要用作军工、航天、核工业、造船等方面的加强和增强材料，达到长久的的抗拉能力与耐候性，不适用于民用的防火、隔音、隔热、无土栽培、装修等领域。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提出一种玄武岩纤维材料的生产方法，该方法合理利用自然资源，生产过程无污染，制成的纤维材料的力学性能优异，隔热防火性能好。

为了达到此目的，本发明的技术方案为：

本发明的玄武岩纤维材料的生产方法，所述方法包括下述步骤：

1）原料混合：将原料玄武岩矿石、石灰石和焦炭均匀混合；

2）加热熔化：将步骤1）所得的混合原料加热熔化，制得熔化液；

3）抽丝造纤：将步骤2）所得熔化液引流到离心机，抽丝，制成棉絮状的纤维。

进一步，所述方法还包括下述步骤：

4）纤维集成：将步骤3）所制得纤维的表面均匀喷涂固化剂，再将表面涂有固化剂的纤维吸附在网带上，制得纤维粗板；

5）粗板成型：对步骤4）所得纤维粗板加压，制成纤维板。

进一步，所述原料以重量份计，玄武岩矿石100-130份，石灰石5-30份，焦炭30-50份；

进一步，所述原料中，粒径为60-180mm的玄武岩矿石至少占其总重量的80%；粒径为20-120mm的焦炭至少占其总重量的80%；粒径为20-80mm的石灰石至少占其总重量的90%；

进一步，所述玄武岩矿石由下述重量百分比的化学物质组成：SiO₂46-54%、Al₂O₃13-17%、CaO7-13%、MgO6-12%、FeO.Fe₂O₃6-10%、TiO₂1.5-2.0%、MnO0.4-0.7%、烧失量0-2%；所述烧失量是指玄武岩矿石加热分解的气态产物（如H₂O，CO₂等）和有机质的含量；

进一步，所述原料中，焦炭的热值不低于7000Kcal／Kg，强度M60不低于97%，固定碳占焦炭的重量百分比不低于95%；

进一步，所述步骤2）中，加热的温度为1500-1800℃，采用99%纯度的氧气作为助燃剂；

进一步，所述步骤3）中，采用四辊离心机离心抽丝，转速为3000-5000r/min；

进一步，所述步骤4）中，固化剂由下述重量份的化合物制成：水溶性酚醛树脂50-80份，硅烷5-20份，硅油5-20份，氨水1-5份、尿素1-5份、防尘油1-5份、亲水剂1-5份；所述固化剂还可以是本领域技术人员常用的其它固化剂；

进一步，所述步骤5）中，采用压辊加压。

本发明的有益效果在于：本发明以玄武岩矿石为主要原料，辅以其它填料，合理利用了自然资源，生产过程无污染，制成的纤维材料的力学性能优异，隔热防火性能好；另外，经过物理深加工和化学改性后制备的纤维板抗压强度高，防火等级为A1级，导热系数低，熔化温度高，憎水性大，酸度系数大，密度可达250Kg/m³，可用于民用的防火、隔音、隔热、无土栽培、装修等领域，可用作建筑节能保温、隔热防火材料、高速铁路、公路及飞机场等隔音屏蔽材料。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明生产工艺流程图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

实施例1

按下述重量份称取原料：

玄武岩矿石115份，

石灰石25份，

焦炭40份；

其中，玄武岩矿石由下述重量百分比的化学物质组成：SiO₂46%、Al₂O₃17%、CaO12.3%、MgO12%、FeO.Fe₂O₃10%、TiO₂2.0%、MnO0.7%；粒径为60-180mm的玄武岩矿石占其总重量的80%；粒径为20-120mm的焦炭占其总重量的80%；粒径为20-80mm的石灰石占其总重量的90%；焦炭的热值7000Kcal／Kg、强度M60 97%、固定碳占焦炭的重量百分比95%。

生产方法

本实施例的玄武岩纤维材料的生产方法，见图1生产工艺流程图，包括如下步骤：

1）原料混合：将上述重量份的原料玄武岩矿石、石灰石和焦炭混合；

2）加热熔化：将步骤1）所得的混合原料送入到冲天炉内加热熔化，炉内的温度为1500-1800℃，采用纯度99%的氧气助燃，制得熔化液；

3）离心抽纤：将步骤2）所得熔化液引流到四辊离心机，转速为3000-5000r/min，抽丝，制成棉絮状的纤维；

4）纤维集成：将含有水溶性酚醛树脂50（重量份）、硅烷20（重量份）、硅油20（重量份）氨水1（重量份）、尿素3（重量份）、防尘油5（重量份）、亲水剂5（重量份）的固化剂均匀喷涂在步骤3）所制得纤维的表面，再经过网带下方设置的负压风机将该纤维吸附在网带上，制得纤维粗板；

5）粗板成型：用压辊加压步骤4）所得纤维粗板，制成纤维板；该纤维板经过分切后，可用于建筑节能保温、隔热防火材料。

实施例2

按下述重量份称取原料：

玄武岩矿石100份，

石灰石5份，

焦炭30份；

其中，玄武岩矿石由下述重量百分比的化学物质组成：SiO₂54%、Al₂O₃14.3%、CaO13%、MgO6%、FeO.Fe₂O₃8.4%、TiO₂2.0%、MnO0.4%、烧失量1.9%；粒径为60-180mm的玄武岩矿石占其总重量的90%；粒径为20-120mm的焦炭占其总重量的90%；粒径为20-80mm的石灰石占其总重量的93%；焦炭的热值8000Kcal／Kg、强度M60 98%、固定碳占焦炭的重量百分比 96%。

除含有水溶性酚醛树脂80（重量份）、硅烷20（重量份）、硅油20（重量份）、氨水5（重量份）、尿素5（重量份）、防尘油（重量份）1、亲水剂（重量份）1的固化剂不同外，本实施例的生产方法与实施例1的生产方法相同。

实施例3

按下述重量份称取原料：

玄武岩矿石130份，

石灰石30份，

焦炭50份；

其中，玄武岩矿石由下述重量百分比的化学物质组成：SiO₂53%、Al₂O₃16%、CaO8%、MgO9.4%、FeO.Fe₂O₃10%、TiO₂1.6%、MnO0.5%、烧失量1.5%；粒径为60-180mm的玄武岩矿石占其总重量的90%；粒径为20-120mm的焦炭占其总重量的90%；粒径为20-80mm的石灰石占其总重量的93%；焦炭的热值8500Kcal／Kg、强度M60 98%、固定碳占焦炭的重量百分比 96%。

除含有水溶性酚醛树脂50（重量份）、硅烷10（重量份）、硅油15（重量份）、氨水3（重量份）、尿素3（重量份）、防尘油3（重量份）、亲水剂3（重量份）的固化剂不同外，本实施例的生产方法与实施例1的生产方法相同。

实施例4

按下述重量份称取原料：

玄武岩矿石110份，

石灰石15份，

焦炭35份；

其中，玄武岩矿石由下述重量百分比的化学物质组成：SiO₂50%、Al₂O₃16%、CaO11%、MgO9.4%、FeO.Fe₂O₃10%、TiO₂1.6%、MnO0.5%、烧失量1.5%；粒径为60-180mm的玄武岩矿石占其总重量的90%；粒径为20-120mm的焦炭占其总重量的90%；粒径为20-80mm的石灰石占其总重量的93%；焦炭的热值9000Kcal／Kg、强度M60 98%、固定碳占焦炭的重量百分比 96%。

除含有水溶性酚醛树脂50（重量份）、硅烷5（重量份）、硅油5（重量份）、氨水3（重量份）、尿素1（重量份）、防尘油3（重量份）、亲水剂3（重量份）的固化剂不同外，本实施例的生产方法与实施例1的生产方法相同。

实施例5

按下述重量份称取原料：

玄武岩矿石120份，

石灰石30份，

焦炭45份；

其中，玄武岩矿石由下述重量百分比的化学物质组成：SiO₂54%、Al₂O₃16%、CaO11%、MgO9.4%、FeO.Fe₂O₃6%、TiO₂1.6%、MnO0.5%、烧失量1.5%；粒径为60-180mm的玄武岩矿石占其总重量的90%；粒径为20-120mm的焦炭占其总重量的90%；粒径为20-80mm的石灰石占其总重量的93%；焦炭的热值7000Kcal／Kg、强度M60 98%、固定碳占焦炭的重量百分比96%。

本实施例的生产方法与实施例1的生产方法相同。

实施例1-5玄武岩纤维板的性能参数如下：

	抗压强度/Kpa	防火等级	导热系数W/m.k	熔化温度/℃	酸度系数	憎水性率	密度 Kg/m³
								实施例1	80	A1	0.03	1350	1.60	99%	250
实施例2	81	A1	0.27	1250	1.55	99%	240
								实施例3	83	A1	0.26	1200	1.59	99%	230
实施例4	82	A1	0.25	1260	1.63	99%	220
								实施例5	85	A1	0.28	1200	1.58	99%	250

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种玄武岩纤维材料的生产方法，其特征在于：所述方法包括下述步骤：

1）原料混合：将原料玄武岩矿石、石灰石和焦炭均匀混合；所述原料以重量份计，玄武岩矿石100-130份，石灰石5-30份，焦炭30-50份；

所述原料中，粒径为60-180mm的玄武岩矿石至少占其总重量的80%；粒径为20-120mm的焦炭至少占其总重量的80%；粒径为20-80mm的石灰石至少占其总重量的90%；

所述玄武岩矿石由下述重量百分比的化学物质组成：SiO₂46-54%、Al₂O₃13-17%、CaO7-13%、MgO6-12%、FeO·Fe₂O₃6-10%、TiO₂1.5-2.0%、MnO0.4-0.7%、烧失量0-2%；

所述原料中，焦炭的热值不低于7000Kcal／Kg，强度M60不低于97%，固定碳占焦炭的重量百分比不低于95%；

3）抽丝造纤：将步骤2）所得熔化液引流到离心机，抽丝，制成棉絮状的纤维；

4）纤维集成：将步骤3）所制得纤维的表面均匀喷涂固化剂，再将表面涂有固化剂的纤维吸附在网带上，制得纤维粗板；固化剂由下述重量份的化合物制成：水溶性酚醛树脂50-80份，硅烷5-20份，硅油5-20份，氨水1-5份、尿素1-5份、防尘油1-5份、亲水剂1-5份；

5）粗板成型：对步骤4）所得纤维粗板加压，制成纤维板。

2.根据权利要求1所述的玄武岩纤维材料的生产方法，其特征在于：所述步骤2）中，加热的温度为1500-1800℃，采用99%纯度的氧气作为助燃剂。

3.根据权利要求1所述的玄武岩纤维材料的生产方法，其特征在于：所述步骤3）中，采用四辊离心机离心抽丝，转速为3000-5000r/min。

4.根据权利要求1所述的玄武岩纤维材料的生产方法，其特征在于：所述步骤5）中，采用压辊加压。